C 语言基础

zedo2022年3月13日大约 9 分钟约 2779 字

C 语言基础

数据类型

基本类型
- 整型 int
- 字符型 char
- 实型（浮点型）
  - 单精度实型 float
  - 双精度实型 double
构造类型
- 数组类型[]
- 结构体类型 struct
- 聚合类型 union（考研不考）
- 枚举类型 enum（考研不考）
指针类型*
空类型（无值类）void

C 语言中的关键字

auto、const、double、float、int、short、struct、unsigned

break、continue、else、for、long、signed、switch、void

case、default、enum、goto、register、sizeof、typeof、volatile

char、do、extern、if、return、static、union、while

变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，即变量的值。这些值在程序的执行过程中是可以改变的。

变量名实际上以一个名字代表一个对应的存储单元地址。编译、链接程序时，由编译系统为每个变量名分配对应的内存地址。从变量中取值实际上是通过变量名找到内存中存储单元的地址，并从该存储单元中读取数据。

变量的命名规定如下：C 语言规定标识符只能由字母、数字和下画线三种字符组成，并且第一个字符必须为字母或下画线。例如：

sum, _total, month, Student_name, lotus_1_2_3, BASIC, li_ling

是正确的，而

M.D.John, ￥123, 3D64, a>b

是错误的。

编译系统认为大写字母和小写字母是不同的字符，因此 C 语言要求对所有用到的变量做强制定义，即“先定义，后使用”。同时在选择变量名和其他标识符时，应尽量做到“见名知意”，即选择具有含义的英文单词（或其缩写）作为标识符。注意，变量名不能与关键字同名！

#include <stdio.h> // 引用头文件

#define PI 3 // PI就是符号常量

int main() {
    int a = 3; // a 就是一个变量
    a = 5;
    // PI = 10; 错误的，符号常量不可以赋值
    return 0;
}

整型常量的不同进制表示

计算机中只能存储二进制数，即 0 和 1，而在对应的物理硬件上则是高、低电平。为了更方便地观察内存中的二进制数情况，除我们正常使用的十进制数外，计算机还提供了十六进制数和八进制数。

下面介绍不同进制数的对应关系。

首先，在计算机中，1 字节为 8 位，1 位即二进制的 1 位，它存储 0 或 1。int 型常量的大小为 4 字节，即 32 位。

设有二进制数 0100 1100 0011 00010101 0110 1111 1110，其最低位是 2 的零次方，最高位是 2 的 30 次方，最高位为符号位，具体情况需要学习计算机组成原理。

上面的二进制数对应的八进制数是 011414253376，它以 0 开头标示，数位的变化范围是 0~7。二进数转换为八进制数的方式是，对应的二进制数每 3 位转换为 1 位八进制数。首先将上面的二进制数按每 3 位隔开，得到 01 001 100 001 100 010 101 011011 111 110，然后每 3 位对应 0~7 范围内。

scanf 函数

C 语言未提供输入/输出关键字，其输入和输出是通过标准函数库来实现的。C 语言通过 scanf 函数读取键盘输入，键盘输入又被称为标准输入。当 scanf 函数读取标准输入时，如果还没有输入任何内容，那么 scanf 函数会被卡住(专业用语为阻塞)。下面来看一个例子：

int main() {
    int a;
    scanf("%d", &a); // 一定要在变量前加入取地址符，即&符号
    printf("a=%d", a);
    return 0;
}

运行之后，输入任意数字再按下回车键，就会打印 “a=你输入的数字”。scanf 函数可以允许有多个参数下面是例子：

int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b); // 一定要在变量前加入取地址符，即&符号
printf("a=%d, b=%d\n", a, b);

这时，需要输入两个数字（用空格隔开），按下回车键后就会按printf的格式输出。

常用进制

int main() {
    int i_2 = 0b01111011; // 2进制，以 "0b" 开头
    int i_8 = 0173; // 8进制，以数字 "0" 开头
    int i_10 = 123; // 10 进制
    int i_16 = 0x7b; // 16 进制，以 "0x" 开头
    printf("%o, %o, %o, %o\n", i_2, i_8, i_10, i_16); // %o 以八进制方式输出整型数
    printf("%d ,%d ,%d ,%d\n", i_2, i_8, i_10, i_16); // %d 以十进制方式输出整型数
    printf("%x, %x, %x, %x\n", i_2, i_8, i_10, i_16); // %x 以十六进制方式输出整型数
    return 0;
}

浮点数

C 语言中通过 float f 来定义浮点变量，f 占用 4 个字节的空间。

基本使用：

float f = 1.234;
printf("浮点数f = %f", f); // %f 是以浮点数形式输出数据

输出为：

浮点数f = 1.234000

提示

直接使用 1.234 会有类似 Clang-Tidy: Narrowing conversion from 'double' to 'float' 的警告，也就是说把一个双精度浮点数赋值给一个float型变量会丢失精度，因此建议在数字后加一个字母f，即1.234f。

其他形式：

float f2 = 1.234f;
float f3 = 3e2f;
float f4 = 32.56e-4f;
printf("f2 = %f\n", f2);
printf("f3 = %f\n", f3);
printf("f4 = %f\n", f4);

输出

f2 = 1.234000
f3 = 300.000000
f4 = 0.003256

这里3e2f 和 32.56e-4f 都是以IEEE754标准，类似“科学计数法”，即：

3e2 $= 3 \times 1 0^{2} = 300$
32.56e-4 $= 32.56 \times 1 0^{- 4}$

注意

字母e或E之前必须有数字，且之后的指数必须是整数。

正确示例：1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3

错误实例：e3、2.1e3.5、.e3、e

字符型数据

用单引号括起来的一个字符是字符型常量，且只能包含一个字符。例如，'a'、'A'、'1'、' ' 是正确的字符型常量，而'abc'、"a"、" "是错误的字符型常量。

以 \ 开头的特殊字符称为转义字符，转义字符用来表示回车、退格等功能键。下表中给出了部分转义字符及其作用。

转义字符	意义
`\n`	换行（LF），将当前位置移到下一行开头
`\t`	水平制表符（跳到下一个 TAB 位置）
`\0`	空字符（NULL）
`\\`	代表反斜线字符`\`
`\'`	代表一个单引号字符
`\"`	代表一个双引号字符

字符型变量使用关键字 char 进行定义，一个字符型变量占用 1 字节大小的空间。一个字符常量存放到一个字符型变量中时，实际上并不是把该字符的字型放到内存中，而是把该字符的 ASCIl 码值放到存储单元中，每个字符的 ASCII 码值详见ASCII 码表open in new window。打印字符型变量时，如果以字符形式打印，那么计算机会到 ASCII 码表中查找字符型变最的 ASCII 码值，查到对应的字符后会是示对应的字符。这样，字符型数据和整型数据之间就可以通用。字符型数据既可以以字符形式输出，又可以以整数形式输出，还可以通过运算获取想要的各种字符。例如，小写字母a的十进制 ASCII 码为97，可以通过以下代码验证：

int main() {
    char c = 'a';
    printf("%c, %d\n", c, c);
    printf("%c\n", 97);
    return 0;
}

输出

a, 97
a

对于字符型变量，无论是赋 ASCII 码值还是赋字符，使用 %c 打印输出时得到的都是字符，使用 %d 打印输出时得到的都是 ASCII 码值。

将小写字母转换为大写字母时，由 ASCII 码表发现小写字母与大写字母的差值为 32，因此将变量 c 减去 32 就可以得到大写字母 A。以下是代码：

int main() {
    char c, d; // 声明两个变量
    c = 97;
    d = 'a';
    printf("c = %c, d = %c\n", c, d); // 打印都是字母a
    printf("c = %d, d = %d\n", c, d); // 打印都是97

    c = c - 32; // 小写字母a，转换成大写字母A
    d = d - 32; // 观察 ASCII 码表得知，大小写之间相差 32
    printf("c = %c, d = %c\n", c, d); // 打印都是字母A
    return 0;
}

字符串型数据

字符串型常量是由一对双引号插起来的字符序列。例如，"How do you do." 、"CHINA"、"a" 和 "$123.45" 都是合法的字符串型常量，我们可用语句 printf("How do you do.") 输出一个字符串。但要注意的是，'a' 是字符型常量，而 "a" 是字符串型常量，二者是不同的。

例如，如果先用语句 char c 定义字符型变量 c，后令 c="a" 或 c="CHINA"，那么这样的赋值都是非法的，原因是不可以将字符串型常量赋值给字符型变量。

提示

C 语言中没有定义字符串型变量的关键字，而是用字符数组来存储。

C 语言规定，在每个字符串型常量的结尾加一个字符串结束标志，以便系统据此判断字符串是否结束。C 语言规定以字符 '\0' 作为字符串结束标志。

例如，字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果如下图所示，它占用的内存单元不是 5 个字符，而是 6 个字符，即大小为 6 字节，最后一个字符为'\0'。然而，在输出时不会输出'\0'，因为它无法显示。

强制类型转换

int main() {
    int i = 5;
    float j = i / 2; // 输出的是2
    float k = (float) i / 2; // 输出的是2.5
    printf("j = %f, k = %f\n", j, k);
    return 0;
}

因为变量 i 和 2 都是 int 类型，i / 2的类型也是整型，因此将其赋值给j时就得到 $⌊ 5/2 ⌋ = 2$ ；而对 i 强制转化为float 类型时，等号右侧的进行的运算是浮点型的除法，赋值给变量 k 就是 $2.5$ 了。

运算符

算术运算符包含 +、-、*、/ 和 % ，当一个表达式中同时出现这 5 种运算符时，先进行乘（*）、除（/）、取余（%），取余也称取模，后进行加（+）、减（-），也就是乘、除、取余运算符的优先级高于加、减运算符。除了 % 运算符外，其余几种运算符既适用于浮点型数又适用于整型数。当操作符的两个操作数都是整型数时，它执行整除运算，在其他情况下执行浮点型数除法。% 为取模运算符、它接收两个整型操作数，将左操作数除以右操作数，但它的返回值是余数而不是商。

由算术运算符组成的式子称为算术表达式，表达式一定有一个值。以下代码中，变量 s 用于帮助读者理解算术运算符的优先级。

int s = 4 + 5 * 2 - 6 / 3 + 10 % 4;
printf("%d", s); // 14

C 语言基础

# C 语言基础

# 数据类型

# 整型常量的不同进制表示

# scanf 函数

# 常用进制

# 浮点数

# 字符型数据

# 字符串型数据

# 强制类型转换

# 运算符

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数据类型

整型常量的不同进制表示

scanf 函数

常用进制

浮点数

字符型数据

字符串型数据

强制类型转换

运算符