2021-07-10 标准C语言基础知识（一）

C语言简介

BCPL->newB->C->UNIX->Minix->linux->gcc
C语言诞生于1970-1973年，在肯.汤普逊和丹尼斯.里奇（c语言之父）的主导下编写下完成，归属于美国
的贝尔实验室。
C语言专门为了编写操作系统而诞生的语言，所以天生适合硬件编程，以运行速度快而著称，也非常适
合实现数据结构与算法。
由于C语言出现的时间过早，C语言是存在非常多的缺陷，也没想到普通人也能使用C语言编程，因此就
存在缺陷，但是前辈们总结了一些避免的经验《C语言的陷阱与缺陷》C语言三剑客
C语言的语法很自由，也意味着危险，自由源于自律

C89语法标准，gcc默认的语法标准
C99语法标准，对C89标准的扩展和增强  gcc    -std=gnu99  
c11语法标准，全新的升级

一、第一个C程序

#include<stdio.h>
int main()
{
  printf(“Hello World!\n”);
  return 0;
}

#include<stdio.h>

程序员所编写的代码并不是标准的的C代码，需要一段程序把他翻译成标准的C代码，负责翻
译的程序叫做预处理器，翻译的过程叫预处理，被翻译的代码叫预处理指令，以#开头的代码都是预处理指令
#include 的功能是把一个头文件导入到当前文件中
#include <> 从系统指定的路径下加载头文件
#include “” 先从当前路径下加载头文件，如果找不到，再从系统指定的路径下加载头文件
操作系统是通过设置环境变量来指定加载头文件的路径
stdio.h
头文件：以.h结尾，里面存储的是一些辅助性的代码，绝大部分是函数的声明
源文件：以.c结尾，里面存储的是功能性的代码
C语言标准委员会为C语言以函数的形式提供了一些基础功能，这些函数就被封装到了libc.so库文件中
用很多头文件负责对库中的函数进行分类说明，stdio.h就是其中的一个，常用的还有stdlib.h string.h
stdio.h 负责对输入输出功能的函数进行说明

main函数：

    C语言以函数为单位来管理代码，是管理代码的最小单位，一个函数就是具有某项功能的代码段
    main函数是程序的执行入口，有且只有一个
    int是一种数据类型，他表示main函数的执行结果是一个整数
    return 功能有两个：1、结束函数的执行 2.返回一个数据给函数的调用者
    main函数是由操作系统调用，他的返回值给操作系统的，反应了程序是怎么结束的，通常有三种情况：
    整数            出现异常 （别人的错误） 
    0               一切正常
    负数            出现错误 （自己的错误）
    可以通过 echo $? 命令查看上一个程序的返回值

printf/scanf

是标准库中的函数，负责输入、输出数据，一般用来调试代码
printf("---------\n");
转义字符：
 键盘上一些按键是没有符号的，用一些特殊的字符组合来表  示，只写特殊字符组合就是转义字符，\n就是其中一个
\n 换行
\b 退一个字符 \b \b 退格
\r 回到行首
\t 制表符，用于对齐数据
\a 铃响
\\ 表示一个\
%% 表示一个%
C语言以分号作为一行代码的结束，使用大括号划分代码区域

二、编译器

负责把人能看的懂的记录了代码的文本文件，翻译成计算机能看懂得二进制文件，由预处理器、编译器、链接器
gcc是由GNU组织为了编译Linux内核代码而开发放入以款免费的编译器，默认采用c89标准，-std=可gnu99以设置语法标准
    常用的参数：
        -E          显示预处理的结果
        -S          生成汇编代码            .s
        -c          只编译不链接            .o
        -o          设置编译结果的名字
        -I          指定头文件的加载路径
        -l          指定要使用的库文件      -lm
        -Wall       以更严格的标准来检查代码，尽可能多地显示警告
        -Werror     把警告当错误处理

三、C代码变成可执行文件的过程

1、预处理 把源文件翻译成预处理文件
    gcc -E code.c               显示预处理结果
    gcc -E code.c -o code.i     生成以.i结尾的预处理文件
2.编译 把预处理文件翻译成汇编文件
    gcc -S code.i               生成以.s结尾的汇编文件
3、把汇编文件编译成二进制放入目标文件
    gcc -c code.s               生成以.o结尾的目标文件
4、链接 把若干个目标文件合并成一个可执行文件
    gcc a.o b.o c.o...          默认生成一个a.out的可执行文件        

C语言的文件类型：
.h      头文件
.h.gch  头文件的编译结果，他会被优先使用
.c      源文件
.i      预处理文件
.s      汇编文件
.o      目标文件
.a      静态文件
.so     共享库文件

四、数据类型

为什么要对数据进行分类：
    1、现实的社会中的数据就是自带的类别属性
    2、对数据进行分类可以节约存储空间、提高运行效率

存储空间的单位：
Bit     比特 一个二进制位，只能存储0或者1，计算机存储数据的最小单位
Byte    字节 八个二进制位，计算机存储数据的基本单位
Kb      1024字节
Mb      1024Kb
Gb      1024Mb
Tb      1024Gb
Pb      1024Tb

C语言中数据分为两大类：自建（程序员自己设计的：结构、联合、类）和内建（C语言自带的）

注意：可以使用sizeof运算符计算类型的字节数

整型：
    有符号 signed
        signed char         1       -128~127
        signed short        2       -32768~32767
        signed int          4       正负20亿
        signed long         4/8     
        signed long long    8       正负9开头19位整数
    注意：signed 不加就代表加

    无符号 unsigned
        unsigned char         1     0~255
        unsigned short        2     0~65535
        unsigned int          4     0~40亿
        unsigned long         4/8   
        unsigned long long    8      0~以1开头的20位整数
    注意：由于定义无符号数据时比较麻烦，标准库把这些无符号的数据类型重新定义成了以下类型：
        使用时需要包含头文件：stdint.h
        uint8_t uint16_t uint32_t uint64_t
        int8_t  int16_t  int32_t  int32_t
浮点型：
    float               4
    double              8
    long double         12/16
    注意：浮点型数据都是采用科学计算法，二进制与真实数据之间需要精心换算，因此浮点型数据耗时要比整型数据多得多，编程是精良选择整型
    小数点后六位有效

    time ./a.out        计算程序运行时间
模拟型：
    字符型char
        字符其实就是符号或图案，内存中存储的是整数，
        当需要显示成字符时，会根据ASCII码表中对应的关系显示出相应的符号或图案
        '\0'    0
        '0'     48
        'A'     65
        'a'     97

    布尔型bool
        先有的C语言之后才有了bool类型，所以c语言中是不可能有真正的布尔类型，stdbool.h 头文件对布尔类型进行了模拟
        bool true false

五、变量与常量

什么是变量：程序在运行期间数据可以变化的叫做变量，相当于存储数据的盒子
定义：
    类型 变量名；
    取名规则：
    1、由字母、数字、下划线组成
    2、不能以数字开头
    3、不能与32个关键字重名
    4、见名知意（功能、类型、范围...）
使用：
    赋值：  num = 100;
    参与运算：num * 10;
注意：变量的默认值是随机的，为了安全起见要进行初始化，一般初始化为0；

变量的输入、输出：
    int printf(const char *format,...);
    功能：输出数据
    format:"双引号包含的格式信息（提示信息+占位符）"
    ...：变量列表
    返回值：输出字符的个数

    类型占位符：C语言中通过类型占位符的方式来传递变量的类型
    %hhd %hd %d %ld %lld                有符号
    %uud %ud %u %lu %llu                无符号
    %f %lf %LF 
    %c

int scanf(const char *format,...);
功能：输入数据
format："双引号包含的格式信息（占位符）"
...:    变量地址列表 
返回值：成功输入的变量个数
注意：scanf需要的变量的类型、变量地址
变量地址=&变量名