C语言基础
内容提要
- 回顾
- C语句
- 数据的输入输出
回顾
运算符
算术运算符
结果：数值
+ - * / % +(正) -(负) ++ --
i++和++i
相同点：i自身都会增一
不同点：它们的运算的最终结果是不同的。i++：先使用，后计算；++i：先计算，后使用
举例：
// i++
int a = 1;
int b = a++;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);//a=2,b=1
// ++i
int x=1;
int y=++x;
printf("x=%d,y=%d",x,y);//x=2,y=2
赋值运算符
结果：赋值后的变量的值
= += -= *= /= %=
赋值顺序：由右到左
举例：
int i=0;
int sum=0;
sum += i;//等价于sum=sum+i
关系运算符
表达式=运算符+运算数
关系表达式=关系运算符+运算数
结果：布尔类型（默认结果：0代表假，非0代表真；引入stdbool.h文件，flase代表假，true代表真）
举例：
#include <stdbool.h>
bool is_flag = ture;//引入stdbool.h的真
int is_flag =ture;//默认的真
> < >= <= != ==
注意：
①两个浮点型数据进行比较的时候，不能使用==，因为比较出来色结果是不准确的，解决方法：参与比较的两个操作数相减，跟0比较，举例：
float a = 22.1,b = 22.1;
a - b == 0;//a=b
a - b > 0;//a>b
a - b < 0;//a<b
逻辑运算符
结果：布尔类型
&& || !
&&：运算符左右两侧表达式都成立，则结果为真；有一个不成立，则结果为假。
||：运算符左右两侧表达式都不成立，则结果为假；有一个不成立，则结果为真。
！：对原操作数或者表达式结果取反，如果原操作数或者表达式结果为真，则最终结果为假；反之最终结果为真。
偶数：!(a%2==0)取反之后变奇数
奇数：!(a%!=0)取反之后变偶数
惰性运算
惰性运算的目的是减少运算次数，从而提供运算效率。
短路与：如果&&左侧表达式返回假，就不再执行右侧的表达式，最终返回的结果就是左侧表达式的结果（假）
短路或：如果||左侧表达式返回真，就不再执行右侧表达式，最终返回的结果就是左侧表达式的结果（真）
逗号运算符（面试题）
结果：最后一个表达式的结果
语法：表达式1，表达式2，...，表达式n
位运算
所谓的位运算，就是计算机底层直接针对二进制位进行操作
& | ~ ^ << >>
~:按位取反，单目运算符，针对二进制位，每一位进行取反，结果二进制位0变1，1变0。
&:按位与，双目运算符，两个数相同二进制位，如果都为1，结果为1，否则结果为0
|:按位或，双目运算符，两个数相同的二进制位，有一个为1，结果为1，否则结果为0
^:按位异或，双目运算符，两个数相同的二进制位，如果相同，结果为0；否则为1
<<:左移，分为无符号左移和有符号左移，所有二进制位从地位到高位依次左移，超出部分舍弃，缺失部分使用0补齐。举例：5<<6，快捷公式:5*2^6,但是有符号数高位都是1的时候，快捷公式就不适用了。
>>:右移，分为无符号右移和有符号右移，所有二进制从高位到低位依次右移，超出部分舍弃，缺失部分分情况。
①无符号右移：直接补0
②有符号右移：算术右移（默认补1），逻辑右移（补0），这个由计算机系统决定
扩展：
char a; // -128~127 占1字节
unsigned char b; // 0~255 占1字节
char 有符号：
1 1111111 ~ 1 0000000 负数+0 -0 -128~0
0 1111111 ~ 0 0000000 正数+0 +0 127~0
char 无符号：
00000000 ~ 11111111 正数+0 0 ~ 255
流程控制
程序 = 算法 + 数据结构
算法：操作的步骤
数据结构：数据的描述
流程控制三大基本结构
① 顺序结构：默认
② 分支结构：（条件结构、选择结构）根据条件选择性执行，又被分为：单分支（单路分支）、双分支（双路分支）、多分支（多路分支）
③ 循环结构：（重复结构）根据条件重复执行，又被分为：当型循环（先判断，后执行）、直到型循环（先执行，后判断）
流程控制
C语句
定义
- C程序是以函数为基础单位的。
- 一个函数的执行部分是由若干条语句构成的。
- C语句都是用来完成一定的操作任务。
- C语句必须依赖于函数存在。
C程序结构
C语句分类
控制语句
用于完成一定的控制功能
①if…else…
②for…
③while…
④do…while
⑤continue
⑥break
⑦switch
⑧return
⑨goto
函数调用语句
由一个函数调用加一个分号组成，例如：
printf("这是一个c程序！\n");
test();
表达式语句
由一个表达式加一个分号构成，最典型的表达式语句就是赋值语句，例如：
a=3 //是一个表达式
score >= 90 //是一个表达式
score = 90； //是一个表达式语句
空语句
只有一个分号，什么都不做，例如：
;//(面试题)可以执行
复合语句
用"{…}"括起来的若干个语句，例如：
{
z=x+y;
t=z/100;
printf("%f\n",t);
}
一般形式为:{语句部分；}
数据的输入输出
数据的输入与输出是相对而言的，其中：
-
从计算机向外部设备输送数据称之为输出。通常的输出设备包括：显示器、打印机等。
-
从外部设备向计算机输送数据称之为输入。通常的输入设备包括：键盘、鼠标、扫描仪等。
在C语言中，输入与输出需要使用标准的输入输出库(stdio.h)中的输入函数（scanf()）、输出函数（printf()）实现。
库函数已经被编译成了目标文件，在链接时与编译源程序得到的目标文件（.obj）相链接，生成可执行程序。
注意：在使用系统库函数时，要用预处理指令#include将有关的头文件包含到用户源文件中（要放在程序的开头位置）头文件中包含了调用函数时需要的有关信息，具体的函数在编译的时候再去链接对应的系统库。
简单的输入与输出
用简单的printf函数输出数据
语法：
printf("格式控制",输出列表)；注意：格式控制中的格式化符号（如%d）要和输出的数据一一对应。
举例：
printf("i=%d,x=%d,y=%d\n",i,34,i+1);①格式控制：
1.格式说明：由
%和特定字符组成，如：%d，%f。%u等，这是格式说明符，用于说明输出项目所采用的格式。2.普通字符：作为说明性文符号等，照原样显示出来。
②输出列表：输出列表：输出；列表中的各项目指出了索要输出的内容，可以是常量、变量、表达式。
基本的格式字符
%d按有符号十进制整型（int）数据的实际长度输出。（十进制（0）、八进制（00）、十六进制（0x00））
%u按无符号十进制整型（int）数据的实际长度输出。%c仅输出一个字符（char）%s输出结果是字符串，举例：printf(“%s\n”,“CHINA”);,输出结果：CHINA%f以小数形式输出一个实数（涵单双精度）。整数部分全部输出，小数部分输出6位。%e也可以写作%E，以指数形式输出一个实数（涵单双精度）。小数点前1位非0数字，并输出6位小数。%hd短整型(short int/short)%hhd字符型的ASCII码，char数据对应的ASCII码的值，举例：char a = ‘A’;printf(“%hhd\n”,a);，输出结果：65%lf双精度浮点型（double）%ld长整型（long int/long）%lld长长整型（long long int/long long）printf(“i=%d,x=%d,y=%d\n”,i,34,i+1);
%x十六进制，但是十六进制的前缀0x不会打印出来，举例：printf(“%x,%#x\n”,198,198);，输出结果：c6,0xc6%#x十六进制，并且十六进制的前缀0x也会打印出来，举例：0x05%#o八进制，并且八进制的前缀0也会打印出来，举例：05%p打印内存的地址
用简单的scanf函数输入数据
语法：
scanf("格式控制",地址列表);//首地址
注意：不能传变量、常量、表达式，只能传与之对应的内存地址（首地址）
举例：
int a = 10;//定义了一个变量a
scanf("%d",&a);//&被称作取地址符，&a意思获取a变量对应的内存地址（首地址）
printf("%p\n",a);//打印输出a的内存地址（首地址）
作用：将从键盘输入的值存入内存中所占的存储单元里。存储单元有地址标识。
说明：
- 格式控制：含义等同于printf函数的格式控制，说明输入的数据应该使用的格式，但是格式控制中不能添加除格式化符以外的字符。
- 地址列表：是由若干个地址组成的，可以时变量的地址或者字符串的首地址。&是取地址运算符，用于取出变量的地址。与格式化输出一样，在格式控制中，用于说明数据格式的格式说明符以
%开头,后面紧跟具体的格式。
案例：
-
需求：从键盘输入整数给变量a,b,c
-
代码：
#include <stdio.h> int main() { int a,b,c; printf("请输入三个整数：\n"); scanf("%d %d %d",&a,&b,&c); printf("a=%d,b=%d,c=%c\n",a,b,c); return 0; }注意：输入的数据可用空格、Tab键、回车键中的任意一种方式。
-
说明：
-
scanf函数中的"格式控制"后面应当是变量的地址，由取地址运算符&和变量名共同组成，不能仅是变量名：scanf(“%f%d”,&a,&b);
-
如果"格式控制"中除了格式说明还有其他字符，则在输入数据时必须在对应位置输入与之相同的字符：
scanf(“%d,%d”,&a,&b);
从键盘录入的时候必须输入逗号：3，4
scanf(“%d年%d月%d日”，&year，&month，&day)；
从键盘录入的时候必须输入逗号：2025年2月10日
-
用%c格式输入字符时，空格和转义字符(\n)都作为有效字符输入，应注意：scanf(“%c%c%c”,&a,&b,&c);
只有输入：xyz
才能得到a=x，b=y，c=z
-
再输入数值型数据（整形+浮点型）时，遇到空格、回车、Tab键或遇到非法输入，则认为该数据结束：
-
对于unsigned型变量所需的数据，可以用%u或%d格式输入。
-
复杂的输入输出
按指定格式输出数据的宽度、小数位数、上下行数据按小数点对齐、用八位、十六位输出等
输出数据格式的控制
整形格式说明符
-
十进制形式（0~9）
说明符 说明 数据类型 %d和%md 用于基本整形 int %ld和%mld 用于长整型 long %u和%mu 用于无符号基本整形 unsigned int %lu和%mlu 用于无符号长整型 unsigned long -
八进制形式（0~7）
说明符 说明 数据类型 %o和%mo 用于基本整形 int %lo和%mlo 用于长整型 long -
十六进制（0~f）
说明符 说明 数据类型 %x和%mx 用于基本类型 int %lx和%mlx 用于长整型 long m表示输出整形数据所占总宽度（即列数），其中：
①当实际数据的位数不到m位时，数据前面将用空格填满；
②若实际数据的位数大于m位时，则以数据的实际位数为准进行输出；
一个int型整数也可以用%u输出，反之一个unsigned型整数也可以用%d、%o、%x格式输出。按相互赋值的规则处理。
举例：
#include <stdio.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("%d\n",12); // 实际只占2列，12 printf("%6d\n",12); // m是正数，实际占了6列，前面不足的使用空格填充♦♦♦♦12 printf("%-6d\n",12); // m是负数，实际占了6列，后面不足的使用空格填充12♦♦♦♦ printf("%6d\n",12345678); // 如果实际的数据列宽超过了规定的列宽，列宽效，按照实际显示,12345678 return 0; }
字符型格式说明符
-
字符型
说明符 说明 举例 %c或者%mc 输出的字符占m列 printf(“%c\n”,‘a’); -
字符串型
-
在C语言中，是支持字符串常量的，但是不支持字符串变量。
说明符 说明 举例 %ms 输出的字符串占m列。若串长>=m,全部输出；反之在串前补空格（m为正往前补空格） printf(“%6s\n”,hello); // ♦hello %-m 输出的字符串占m列。若串长>=m,全部输出；反之在串前补空格（m为负往后补空格） printf(“%-6s\n”,hello); // hello♦ %m.ns 输出的字符串占m列。只取字符串前n个字符，不足部分串前补空格。 printf(“%6.2s\n”,“hello”); // ♦♦♦♦he %-m.ns 输出的字符串占m列。只取字符串前n个字符，不足部分串后补空格。 printf(“%-6.2s\n”,“hello”); // he♦♦♦♦ 注意：一个整数，只要其值在0255范围内，也可以用%c格式按其字符形式输出。这里0127对应ASCII码。
在输出前，系统会自动将整数作为ASCII码转换成相应的字符；反之，一个字符也可以输出成一个整数。
案例：
-
要求：字符串输出
-
代码：
#include <stdio.h> int main() { printf("%s,%7.2s,%-5.3s,%.4s","CHINA","CHINA","CHINA","CHINA"); } -
运行结果：
CHINA,♦♦♦♦♦CH,CHI♦♦,CHIN
-
浮点型格式说明符
浮点型格式分为三种形式：
-
十进制形式：
%m.nf或者%-m.nf -
指数形式：
%m.ne或者%-m.ne -
%g或者%G形式：根据数值的大小，自动选择%f或者%e中宽度较短的一种形式，不输出无意义的0。
解释：
在输出浮点型数据时，格式说明符中的m表示整个数据所占的列宽，n表示小数点后面所占的位数
（保留的小数位）
如果在小数点后取n位后，所规定的数据宽度m不够输出数据前面的整数部分（包括小数点），则
按实际的位数进行输出。
在C语言中，用于输出单精度浮点型与双精度浮点型数据格式说明符是一样的
案例1：
-
要求：输出浮点型数时，指定小数位。
-
代码：
#include <stdio.h> int main() { float f = 123.456; printf("%8.2f,%-8.2f,%8.6f,%8.2e,%g\n",f,f,f,f,f); return 0; } -
运行结果：
♦♦123.46,123.46♦♦,123.456001,1.23e+02,123.456123.456==1.23456*10^2 ==1.23456e^2
案例2：
-
要求：求3个圆的周长，输出结果时上下按小数点对齐，取两位小数。
-
代码：
#include <stdio.h> #define PI 3.1415926 void main ( ) { double r1=1.53,r2=21.83,r3=123.71,s1,s2,s3; s1=2.0*PI*r1; s2=2.0*PI*r2; s3=2.0*PI*r3; printf("%6.2f\n",s1);//保留两位小数，结果不超过六位，前面补空格 printf("%.2f\n",s2);//保留两位小数 printf("%.2f\n",s3);//保留两位小数 } -
运行结果：
案例：
-
要求：设有如下C程序
-
代码：
#include "stdio.h" int main() { double x=34.567; printf("x=％f\n",x);// 34.567000 printf("x=％d\n",x);// 27263，这种写法错误，自动类型转换异常 printf("x=％d\n",(int)x);//34 return 0; } -
这个程序的实际运行结果为
x=34.567000
x=27263
x=34
-
说明
显然，这个程序中的第二个格式输出语句输出的结果是错误的，这是因为在第二个格式输出语句中，格式说明符％d是基本整型格式说明符，而输出项目是双精度型的数据，它们是不匹配的。
-
输入数据格式的控制
整形格式说明符
-
十进制形式
说明符 说明 数据类型 %d 用于基本整形 int %ld 用于长整型 long %u 用于无符号基本整形 unsigned %lu 用于无符号长整型 unsigned long -
八进制形式
说明符 说明 数据类型 %o 用于基本类型 int %lo 用于长整型 long -
十六进制形式
说明符 说明 数据类型 %x 用于基本类型 int %xl 用于长整型 long 可见：
①用于输入与输出整形数据的格式说明符是完全一致的。
②与输出情形一样，对于八进制与十六进制的输出格式，主要用于输入无符号的整形数据。
浮点型格式说明符
-
单精度浮点型：%f或者%e
-
双精度浮点型：%lf
可见：
① 与输出不同，输入时无论是单精度还是双精度浮点型，都不能用m.n来指定输出的宽度和小
数点后的位数。
② 可以指定输入数据所占的列数，系统自动按他截取所需数据，如：
scanf("%3d%3d",&a,&b);当输入1234567时，a得到123，b得到456，多余的7无用。③ 若在%后有一个 * 和一个数字，表示跳过他指定的列数，如:
scanf("%2d%*3d%3d",&a,&b);当输入12345678时，a得到12，%*3d表示跳过3列，b得到的是678案例：
#include <stdio.h> int main() { int a,b; scanf("%3d%3d",&a,&b);// 输入1234567，a=123,b=456 return 0; }-
当用于输入整型数据的格式说明符中没有宽度说明时，则在具体输入数据时分为以下两种情况：
① 如果各格式说明符之间没有其它字符，则在输入数据时，两个数据 之间用"空格"、或"Tab"、或"回车"来分隔。
② 如果各格式说明符之间包含其它字符，则在输入数据时，应输入与 这些字符相同的字符作为间隔。
例如，设有如下说明
int a,b;
float c,d;
现要利用格式输入函数输入a=12，b=78，c=12.5，d=7.6。 采用不同的格式说明，其输入数
据的形式也是不同的。分别说明如下：
-
若输入语句为 scanf(“％d％d％f％f”，&a，&b，&c，&d)； (即格式说明符中没有宽度说明，各格式说明符之间也没有其他字符。)
则输入数据的形式应为
12 78 12.5 7.6(两个数据之间用空格来分隔，当然也可用“Tab”或“回车”来分隔。) -
若输入语句为 scanf(“％d,％d,％f,％f”，&a，&b，&c，&d)；(格式说明符中没有宽度说明，但各格式说明符之间有其它字符，即逗号)
则输入数据的形式应为
12,78,12.5,7.6（即在输入的两个数据之间同时要输入逗号。) -
若输入语句 scanf(“a=％d,b=％d,c=％f,d=％f”，&a，&b，&c，&d)； （即格式说明符中没有宽度说明，但各格式说明符之间有其它字符。）
输入数据的形式应为
a=12,b=78,c=12.5,d=7.6（即在输入的两个数据之间同时要输入这些非格式说明符的字符。） -
在用于输入的实型格式说明符中不能用m.n来指定输入的宽度和小数点后的位数(这是与输出的不同之处)。
例如：
scanf("％7.2f"，&a)； × 此用法是错误的 -
为了便于程序执行过程中从键盘输入数据，在一个C程序开始执行时，系统就在计算机内存中开辟了一个输入缓冲区，用于暂存从键盘输入的数据。开始时该输入缓冲区是空的。当执行到一个输入函数时，就检查输入缓冲区中是否有数据；
-
-
扩展：输入输出缓冲机制
缓冲区的概念
-
缓冲区（也称为缓存）是内存空间的一部分，用于暂存输入或输出的数据。
-
在进行输入操作时，系统从外部设备（如键盘）读取数据，先放入缓冲区，程序再从缓冲区中读取数据。
-
在进行输出操作时，系统先将数据放入缓冲区，然后在特定条件下（如缓冲区满、遇到特定字符、手动刷新等）再将缓冲区中的数据输出到外部设备（如屏幕）。
缓冲区的类型
C语言的缓冲区有三种类型：
-
全缓冲：当缓冲区填满后，才进行实际的输入输出操作。例如，对磁盘文件的读写。 —window 全缓冲大小4096字节 linux 全缓冲大小1024字节
-
行缓冲：当在输入和输出中遇到换行符时，执行实际的输入输出操作。例如，标准输入（stdin）和标准输出（stdout）。
-
无缓冲：不进行缓冲，直接进行输入输出操作。例如，标准错误流（stderr）。
缓冲区的刷新条件
缓冲区的刷新（即将缓冲区中的数据实际输出到外部设备）通常发生在以下情况之一：
-
缓冲区满：当缓冲区写满时，会自动刷新。
-
遇到特定字符：如换行符（\n）。
-
手动刷新：使用fflush(stdout)函数手动刷新输出缓冲区。
-
程序关闭时：当程序结束时，缓冲区中的数据会被刷新。
缓冲区的实际应用
-
提高效率：通过缓冲区，可以减少与外部设备的交互次数，提高数据传输的效率。
-
处理输入输出：例如，使用scanf和printf函数时，数据先被放入缓冲区，然后按照特定的规则从缓冲区中读取或输出。
原理实现
注意事项
-
在处理输入时，特别是连续输入多个数据时，需要注意缓冲区中可能残留的数据，这可能会影响后续的输入操作。
-
在使用fflush(stdin)来清空输入缓冲区时，需要注意这是未定义行为，在标准C中并不推荐这种做法。
扩展：进制转换
进制转换
我们目前接触到的进制有 二进制、八进制、十进制、十六进制
-
其他进制 转 十进制：
按权相加
1.(1234)10 = 4 * 10^0 + 3 * 10^1+2 * 10^2 + 1 * 10^3
2.(0x1234)16 = 4 * 16^0 + 3 * 16^1 + 2 * 16^2 +1 * 16^3
-
十进制转其他进制：
辗转相除法：将需要转换的数据不停的除以转换的进制数，直到商为0
① 十进制转二进制：
② 十进制转八进制：
-
八进制转十六进制：
借助于二进制，将八进制转换为二进制，将二进制转换为十六进制。
-
十六进制转八进制：
借助于二进制，将十六进制转换为二进制，将二进制转换为八进制。
0xA9F = 1010 1001 1111 (二进制) = 101 010 011 111 (二进制) = 0 5 2 3 7
分（二进制） 合（八进制）
0xE139A = 0B1110 0001 0011 1001 1010 = 011 100 001 001 110 011 010 = 03411632
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