C语言常见概念-优快云博客

编译器	适用场景	特点
MSVC	Windows平台开发	深度集成VS，调试功能强大
GCC	跨平台嵌入式开发	支持多架构，优化选项丰富
Clang	macOS/iOS开发	错误提示友好，兼容C++标准

2、编译型语言特性

编译过程：源代码(.c) → 目标文件(.obj) → 可执行文件(.exe)，执行效率高1

VS2022典型流程：cl.exe → 生成目标文件 → link.exe链接 → 生成可执行程序

GCC对比：gcc -o hello hello.c直接生成二进制文件

源代码文件             编译器 cl.exe       目标文件            链接器 link.exe   
┌─────────┐        ┌───────────────┐     ┌──────────┐        ┌───────────────┐      ┌───────────┐
│ test.c  ├───────►│   编译        ├───► │ test.obj │        │               │      │           │
├─────────┤        │  (cl.exe)     │     ├──────────┤        │               │      │           │
│ add.c   ├───────►│               ├───► │ add.obj  ├───────►│   链接        ├─────►│      |xxx.exe  │
├─────────┤        └───────────────┘     ├──────────┤        │  (link.exe)   │      │           │
│ xxx.c   ├───────►                      │ xxx.obj  │        │               │      │           │
└─────────┘                              └──────────┘        └───────────────┘      └───────────┘

1）编译阶段：

每个 .c 源文件（test.c、add.c、xxx.c）通过编译器 cl.exe 独立编译，生成对应的 .obj 目标文件。

2）链接阶段：

所有 .obj 文件（test.obj、add.obj、xxx.obj）通过链接器 link.exe 合并，并可能结合其他链接库，最终生成可执行文件 xxx.exe。

二、核心语法特性

1、main函数规范

入口唯一性：程序执行从main开始且唯一存在

参数写法：

// 无参数
int main(void) {...}
// 命令行参数
int main(int argc, char *argv[]) {...}

返回类型对应：必须使用return指定整型返回值（通常0表示成功

2、浮点数精度控制

3.5f的必要性：默认浮点数为double（8字节），后缀f强制为float（4字节）

精度损失示例：

float a = 0.1;   // 可能精度丢失（隐式转换）
float b = 0.1f;  // 无精度损失

三、输入输出机制

1、printf函数细节

1）占位符与机器对齐：

格式符	类型	内存对齐要求
%d	int	4字节边界对齐
%lld	long long	8字节边界对齐

2）平台差异：

32/64位系统中long类型长度不同（需stdint.h明确类型）

2、标准I/O与低级I/O

1）文件描述符：UNIX系统使用，0(stdin), 1(stdout), 2(stderr)

2）read/write系统调用：

// 读取最多100字节到缓冲区
ssize_t n = read(0, buffer, 100);  
write(1, buffer, n);  // 回显到终端

四、关键数据结构与编码

1、ASCII编码体系

特殊字符编码：

'\n' = 10 (0x0A)  |  '0' = 48 (0x30)  
'A' = 65 (0x41)   |  'a' = 97 (0x61)

进制表达式转换：

printf("%c", 0x41);    // 输出'A'（十六进制）
printf("%c", 0101);    // 输出'A'（八进制）

2、字符串与空终止符

隐式添加\0：字面量字符串char s[] = "abc"自动补\0（占4字节）

越界防护机制：

char s[3] = {'a','b','c'};  // 末尾无\0，printf可能越界
char t[4] = "abc";          // 正确带终止符的声明

五、语法规范与安全性

1、转义字符深层作用

三字母词问题（现以用不到）：

printf("??!");    // 输出为 |（需转义为\?\?!）
printf("??=");    // 输出为 #（需转义为\?\?!）
printf("??(");    // 输出为 [（需转义为\?\?!）
printf("??<");    // 输出为 {（需转义为\?\?!）
printf("??'");    // 输出为 ^（需转义为\?\?!）
printf("??-");    // 输出为 ~（需转义为\?\?!）

内存安全应用：

printf("C:\\Program Files\\");  // 正确路径表示

2、标识符命名规则

合法性要求：可包含字母/数字/下划线，不得以数字开头
工程规范：
1）禁止前导双下划线：避免与系统关键字冲突（如__FILE__）3
2）自解释命名：int max_speed优于int a

六、编译器与调试支持

1、类型转换安全策略

1）强制转换风险：

float *p = (float*)&num;  // 内存布局不一致时导致数据错误

2）防御性编程：

优先使用显式类型转换并添加断言验证

2、调试器辅助技巧

1）内存布局观测：

在VS调试器中查看变量实际存储的十六进制值

2）断点分析越界：

通过内存窗口验证字符串是否包含\0

七、printf和库函数

1、printf函数机制

标准输出功能：

通过printf("format", args)在终端打印内容

占位符与类型匹配：

%d→整型，%c→字符，%f→浮点数（%lf用于double），%s→字符串，%p→指针地址

2、库函数的调用规范

1）头文件依赖：使用库函数前需包含对应头文件（如stdio.h支持I/O操作）

2）标准库由编译器厂商按规范实现（如strlen、malloc属于标准库函数）

八、关键字

1、C语言关键字特性

1）保留字分类：系统级（如void、sizeof）、流程控制（如if、for）、类型修饰（如const）

2）不可重定义规则：程序员定义的标识符不能与关键字重复

3）部分C99新增关键字：inline、_Bool、restrict等

九、字符与ASCII编码

1、ASCII编码体系

可打印字符范围：32（空格）~126（~）2

特殊值举例：

A=65（0x41），a=97（0x61），0=48（0x30）\n=10（换行符），\0=0（字符串结束标志）

2、字符处理技巧

大小写转换：通过ASCII差值（'a'-'A'=32）实现：

char lower = 'C' + 32;  // 小写'c'

十、字符串与`\0`

1、字符串存储规则

隐式终止符："abc"实际存储为[a][b][c][\0]（数组长度为4）

内存泄漏风险：未以\0结尾的字符数组可能导致越界访问（如printf意外打印垃圾值）

2、验证示例

char arr1[] = {'a', 'b', 'c'};       // 输出可能包含随机值（缺少\0）
char arr2[] = "abc";                 // 正确输出（自动补\0）

十一、转义字符

1、常规转义字符

\n：换行符（ASCII 10）

\t：水平制表符（ASCII 9）

\\：表示单个反斜杠，防止路径冲突（如 C:\\Program Files\\）1

\"：在字符串内表示双引号（printf("文\"本");）

\0：空字符，用于终止字符串（如 char s[] = "abc\0def"; 实际输出 abc）

2、ASCII 编码表示

八进制形式：\ddd（十进制取值范围 0~255）

示例：\130 → ASCII 88 → 字符 X

十六进制形式：\xhh（可表示扩展字符）

示例：\x30 → ASCII 48 → 字符 0

3、IO 函数中的转义处理

输入流空白符：\n、\t等均视为空白符，scanf("%s", str)自动跳过前置空白

强制读取非空白符：

scanf("%c", &ch);     // 读取任意字符（包括空白符）
scanf(" %c", &ch);    // 跳过空白符后读取字符

4、易错示例

（1）无效转义导致未定义行为

问题代码：printf("\z");

后果：编译器可能忽略\z直接输出字符z，也可能报错或输出乱码

（2）跨行连接的反斜杠

行尾续行符：在预处理阶段将续行符\与换行符合并（适用于长字符串定义）：

const char* msg = "This is a very long string \
that spans multiple lines.";  // 实际无换行效果

十二、语句分类

1、五类语句详解

空语句：仅包含分号（如;），用于占位或循环体省略

表达式语句：表达式加分号（如a = 5;）

函数调用语句：函数名加参数及分号（如printf("Hello");）

复合语句：{}包裹的代码块（如函数体、循环体）

控制语句：

分支：if/switch

循环：for/while/do-while

跳转：break/continue/return

十三、注释规范

1、注释形式与限制

块注释：/* ... */，可跨行但不能嵌套，/**/ 的这个注释也不⽀持嵌套注释， /* 开始注释后，遇到第

⼀个 */ 就认为注释结束了。

行注释：//至行尾（C99支持）

上下文规范：编译后注释被替换为空格（a/*注释*/b等价于a b）

2、注释实践准则

避免冗余：不因简单代码重复注释（如i++; // 自增为无效注释）

定位清晰：注释与代码相邻（上或右），避免下方注释易被忽视

习题

知识点：

1、EOF一般用来作为检测文本文件的末尾

2、typedef是用来给类型取别名的关键字

3、switch：当变量表达式的内容与某个case后的常量相等后，就执行该case下的语句，break表示该case以后的内容不会执行，如果没有跟break，会继续执行当前case之后的case分支。当变量表达式的内容没有与那个case匹配，就会执行default下的内容。switch中常用的关键字：case 、break、default，当然case中语句比较复杂时，可能会用if进行判断。continue是用来结束本次循环的，而switch不是循环，因此其中不能使用continue关键字。

4、C语言关键字：C语言定义的，具有特定含义、专门用于特殊用途的C语言标识符，也称为保留字define不是关键字，是编译器实现的，用来定义宏的预处理指令，不是C语言中的内容。 int、struct和continue都是C语言中包含的关键字。

5、C语言规定，在一个源程序中，main函数的位置（ C）

main函数的位置可以在任意位置，但是如果在主函数之中调用了哪些函数，必须在main函数前对其所调用函数进行生命或包含其被调用函数的头文件。

A.必须在最开始

B.必须在库函数的后面

C.可以任意

D.必须在最后

集成开发环境：一般都是将编辑、编译、链接、调试等功能集成在一起的一个开发环境，集成开发环境简称IDE，集成开发环境使用起来方便，大大提升了开发和调试的效率

头文件与源文件：很多C语言编译器就是通过文件的后缀来区分是源文件还是头文件的，一般都是要明确的写出文件后缀的头文件的后缀是.h，是header的意思源文件的后缀是.c，在稍微复杂的C语言程序中，头文件是很有必要的，一般是用来函数声明、类型声明等。

main函数：一个C语言程序中的main函数，有且仅有一个main函数的名字是固定的，编译器以main函数作为程序的入口，程序是从main函数的第一行开始执行的。

C语言的编译和链接：C语言是一门编译型计算机语言，代码需要经过编译和链接生成可执行程序才能运行的，C语言代码经过编译生成目标文件，目标文件和链接库通过链接生成可执行程序。

下面代码结果：随机值

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char arr[] = {'b', 'i', 't'};
    printf("%d\n", strlen(arr));
	return 0;
}

strlen是用来获取字符串的有效长度的，结尾标记'\0'不包含在内。strlen获取的规则非常简单：从前往后依次检测，直到遇到'\0'是就终止检测。

ASCII编码：

小写字母的ASCII码值-32就能得到对应的大写字母的ASCII码值，小写字母的ASCII码值比对应的大写字母的ASCII码值更大的。