复习--C语言程序基础知识

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#算法 #数据结构 #开发语言 #笔记

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一、变量的作用域和生命周期

1. 什么是作用域？

作用域就是变量在代码中的"可见范围"，决定了在哪些地方可以使用这个变量。

2. 局部变量

定义位置：在函数内部定义的变量
作用范围：只在定义它的那对大括号 {} 内有效

#include <stdio.h>

void test()
{
    int a = 10;        // 局部变量a，只在test函数内有效
    printf("%d", a);   // 这里可以访问a
}

int main()
{
    test();
    // printf("%d", a);  // 错误！这里不能访问a
    return 0;
}

3. 全局变量

定义位置：在所有函数外面定义的变量
作用范围：从定义位置开始，到整个程序结束

#include <stdio.h>

int global_num = 100;  // 全局变量

void fun1()
{
    global_num = 200;  // 可以修改全局变量
}

void fun2()
{
    printf("%d", global_num);  // 可以访问全局变量
}

int main()
{
    fun1();
    fun2();  // 输出200
    return 0;
}

4. 变量生命周期

生命周期：变量从创建到销毁的时间

局部变量生命周期：

开始：执行到变量定义时
结束：离开所在的大括号时

全局变量生命周期：

开始：程序启动时
结束：程序退出时

#include <stdio.h>

void test()
{
    int a = 0;        // 每次调用test都会重新创建a
    static int b = 0; // static变量只创建一次
    
    a++;
    b++;
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
}

int main()
{
    test();  // 输出：a=1, b=1
    test();  // 输出：a=1, b=2
    test();  // 输出：a=1, b=3
    return 0;
}

二、函数参数传递

1. 值传递（传值）

把变量的值复制一份传给函数，函数内修改不会影响原变量。

#include <stdio.h>

void change(int x)    // x是num的副本
{
    x = 100;         // 修改的是副本
    printf("函数内: x=%d\n", x);
}

int main()
{
    int num = 10;
    printf("调用前: num=%d\n", num);  // 输出10
    change(num);
    printf("调用后: num=%d\n", num);  // 还是10，没变！
    return 0;
}

2. 地址传递（传地址）

把变量的地址传给函数，函数可以通过地址修改原变量。

#include <stdio.h>

void change(int *x)   // x是指针，存放地址
{
    *x = 100;         // 通过地址修改原变量
}

int main()
{
    int num = 10;
    printf("修改前: num=%d\n", num);  // 输出10
    change(&num);     // 传递num的地址
    printf("修改后: num=%d\n", num);  // 输出100，变了！
    return 0;
}

3. 数组作为参数

数组作为参数时，传递的是数组的地址。

#include <stdio.h>

// 打印数组
void print_array(int arr[], int size)
{
    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 修改数组（会改变原数组）
void double_array(int arr[], int size)
{
    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        arr[i] = arr[i] * 2;
    }
}

int main()
{
    int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    printf("原数组: ");
    print_array(numbers, 5);
    
    double_array(numbers, 5);
    
    printf("修改后: ");
    print_array(numbers, 5);
    
    return 0;
}

三、函数递归

1. 什么是递归？

函数自己调用自己。

递归三要素：

结束条件 - 什么时候停止
递归调用 - 调用自己
问题简化 - 每次调用问题要变小

2. 简单递归示例

#include <stdio.h>

// 示例1：倒数
void count_down(int n)
{
    if(n < 0) return;      // 结束条件
    printf("%d ", n);
    count_down(n - 1);     // 递归调用
}

// 示例2：求1+2+...+n的和
int sum(int n)
{
    if(n == 1) return 1;   // 结束条件
    return n + sum(n - 1); // 递归调用
}

int main()
{
    printf("倒数: ");
    count_down(5);         // 输出：5 4 3 2 1 0
    printf("\n");
    
    printf("1+2+3+4+5 = %d\n", sum(5));  // 输出15
    return 0;
}

四、宏定义和预处理

1. 基本宏定义

#include <stdio.h>

// 无参宏
#define PI 3.14
#define MAX_SIZE 100

// 带参宏
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

int main()
{
    double r = 5.0;
    double area = PI * r * r;
    printf("圆面积: %.2f\n", area);
    
    int num = 5;
    printf("%d的平方: %d\n", num, SQUARE(num));
    
    printf("5和3的最大值: %d\n", MAX(5, 3));
    
    return 0;
}

2. 条件编译

根据条件决定编译哪些代码。

#include <stdio.h>

#define DEBUG 1  // 1表示调试模式，0表示发布模式

int main()
{
    int x = 10, y = 20;
    
#ifdef DEBUG
    printf("调试信息: x=%d, y=%d\n", x, y);  // 调试时显示
#endif
    
    int result = x + y;
    printf("结果: %d\n", result);
    
    return 0;
}

3. 头文件保护

防止头文件被重复包含。

// 在my_header.h文件中这样写：
#ifndef _MY_HEADER_H_    // 如果没定义过_MY_HEADER_H_
#define _MY_HEADER_H_    // 就定义它

// 头文件内容...
extern int add(int a, int b);

#endif                   // 结束