C语言基础

最新推荐文章于 2022-07-21 11:52:47 发布

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C语言基础

原码、反码、补码(只跟负数相关)

正数的原码、反码、补码都相同(也就是说原码、反码、补码只跟负数相关)
原码：把数字转换成二进制
反码：除最高位，其他位依次取反
补码：反码+1

注意：计算机中使用补码来表示数据的！！！(由于正数的原码、反码、补码相同，所以在计算机中显示的二进制(补码)和我们通过计算把数字转码成二进制(原码)相同)

java基本数据类型

byte：1
short：2
int：4
long：8
float：4
double：8
char：2
boolean：1

C基本数据类型(可通过sizeof函数查看大小)

short：2
int：4
long：4
float：4
double：8
char：1
注：long long 占8个字节，但是并不属于基本数据类型

有符号(signed)、无符号(unsigned)

int类型，占4个字节(一个字节由八个二进制组成)，32位
int类型能表示 2^32 个数字
无符号int类型，取值范围是：0 ~ (2^32 - 1)
- 所有32位都表示数值位
有符号int类型，取值范围是：-2^31 ~ (2^31 - 1)
- 最高位为符号位，剩下31位作为数值位
- 当最高位为0时，剩下的31位都表示一个正数
- 当最高位为1时，剩下的31位都表示一个负数
所以int能表示的最大值是（2^32 -1）
signed：有符号，最高位表示符号位
unsigned：无符号，最高位表示数值位

在c语言中没有字符串，只能使用字符数组来表示字符串；每个字符数组最后面都有一个结束符\0，所以字符数组的长度都+1；

char c[] = "你好啊hello";

输入输出函数

%d  -  int  
%ld – long int  
%lld - long long  
%hd – 短整型  
%c  - char  
%f -  float  
%lf – double  
%u – 无符号数  
%x – 十六进制输出 int 或者long int 或者short int  
%o -  八进制输出  
%s – 字符串

c语言中数组不检测越界

指针

内存地址

是用十六进制的数字来表示内存地址的
内存中的每一个字节都会有一个地址，地址相当于内存的门牌号
32位系统的地址总线长度是32位的，也就是说系统能分配给内存地址的数量是 2的32次方个

为什么32位系统最大只支持4G内存？
因为：系统最多能分配给内存地址的数量是：2^32 个，而每个地址对应一个字节，也就是总共 2^32 b(字节),2^32/1024/1024/1024 = 4G
内存修改器：找到变量所在的地址，然后修改地址上的值

指针变量是用来存储地址的

一级指针
- int* p;// 定义一个 int* 型的指针变量，这个变量只能保存地址，而且保存的地址上存放的数据必须是一个int型(因为：如果你存放其他数据类型，那么你取那个指针存放的的值时，会取不到值)
- int i = 3;
- p = &i;// 将整数3的地址存放到指针p中
- *p:引用这个指针所指向的地址上保存的数据
二级指针
- int** q；// 定义一个二级指针，二级指针保存的是一级指针的地址
指针如果没有赋值，那么就不能使用，此时指针指向的地址是一个随机值，这种指针叫野指针

值传递和引用传递

引用传递，本质上也是值传递，只不过传递的这个值是一个地址值

一个函数返回多个值

由于c语言是面向过程的，java是面向对象的，在java中，如果想要让一个函数返回多个值的话，可以将函数中要返回的数据封装成对象，然后就可以返回多个值了。
而在c语言中，一个函数只能返回一个值，


        #include<stdio.h>
        #include<stdlib.h>
        void function(int* p,int* q){
            *p += 5;
            *q += 5;
        }
        main(){
            int i = 3;
            int j = 5;
            function(&i,&j);

            printf("%d\n",i);// 8 直接修改内存地址保存的数据值
            printf("%d\n",j);// 10

            system("pause");
        }

子函数获取主函数变量的地址

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h> 

    void function(int* p){
         printf("%#x\n",p);// 0x28ff44
    }

    main(){
        int i = 3;
        function(&i);
        printf("%#x\n",&i);// 0x28ff44
        system("pause");
    }

主函数获取子函数变量的地址

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h> 

    void function(int** p){
         int i = 3;
         *p = &i;
         printf("i的地址为%#x\n",&i);// 0x28ff44
    }

    main(){
        int* mainp;
        function(&mainp);
        printf("主函数获取到i的地址为：%#x\n",mainp);// 0x28ff14，这里打印的是mainp的值，而mainp是一个指针，所以它的值是一个地址
        printf("主函数获取到i的值为：%d\n",*mainp);//这里获取不到正确的值，因为函数中的变量，在函数结束之后会被销毁。但是当注释掉前面两个打印语句之后，可以打印出3这个值，这是因为那个函数中的变量还没来得及销毁，所以你取出的值是一个"幻值"，这种做法是不正确的
        system("pause");
    }

int i = 3; 那么i的值就是3；int* p = &i; p的值是一个地址值(i的地址)

数组

数组每一个元素的地址都是连续的，数组是一个连续的内存空间
数组名保存的其实是第0个元素的地址
通过首地址的运算，就可以拿到每一个数组中每一个元素

指针的运算

    int i[] ={1,2,3};
    int* p = &i;
    *P   // 1
    *(p+1) // 2
    char* q = &i;
    *q // 1
    *(q+4) // 2  注意：这里如果写成*(q+1)是错误的！！！因为数组中存储的是int型，每个元素占4个字节，指针应该向右位移4个字节才能拿到下一个元素

+1表示向右位移一个单位，一个单位是多少个字节，看指针类型而定；如果指针式int型的，那么位移一个单位是4个字节，而如果指针类型是char型的，那么位移一个单位是1个字节！

指针的长度

32位操作系统指针长度4个字节，跟类型无关
64位操作系统指针长度8个字节，跟类型无关
int* p和double* q的指针长度相同

堆和栈的区别：

（1）在栈上分配的内存，叫静态内存
（2）在堆上分配的内存，叫动态内存

区别:

申请方式
- 栈: 由系统自动分配，后进先出，由系统释放这个空间
- 堆: 需要程序员自己申请，并指明大小，在c中用malloc函数
  如char* p1 = (char*) malloc(10); //14byte (虽然程序员申请了10个字节，但是由于p1是一个指针，指针的长度是4个字节,也就是占用4个字节，指针是保存在栈内存中，所以那句语句总共占用14个字节的空间)
  但是注意p1本身是在栈中的
系统申请后的反应
- 栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。
- 堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。
申请大小的限制
- 栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。
- 堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。大小跟硬件有关
申请效率的比较
- 栈:由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。
- 堆:由malloc/new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.
堆和栈中的存储内容
- 栈:函数的各个参数、局部变量等。注意静态变量是不入栈的。
- 堆：堆中的具体内容有程序员安排。
内存的回收
- 栈上分配的内存，编译器会自动收回
- 堆上分配的内存，要通过free来显式地收回,否则会造成内存泄漏。

堆内存申请

使用malloc函数申请堆内存
int* p = malloc(4 * 10);// 申请了40个字节大小的空间，并且申请的这40个空间是连续的，返回的是堆内存地址(用一个指针p接收)

释放申请的堆内存
free(p);

realloc函数的使用

#include<stdio.h>    
    #include<stdlib.h>      

     main(){
     printf("请输入班级人数:");
     int count;
     scanf("%d", &count);

     int* p = malloc(count * sizeof(int));

     int i;
     for(i = 1; i <= count; i++){
           printf("请输入第%d个学生的学号:", i);
           scanf("%d", p + i - 1);
     }

     printf("请输入插班人数:");
     int newCount;
     scanf("%d", &newCount);

     //现在原来旧的堆内存后面，扩展新的空间 
     //如果旧堆内存后面的空间已经被别的程序占用了，那么就无法扩展 
     //如果不能扩展，就会寻找一个块足够大的内存区域，申请新的堆内存 ，并且会把旧堆内存的数据复制到新的堆内存中 
     //释放旧的堆内存 
     p = realloc(p , (count + newCount) * sizeof(int));

     for(i = count + 1; i <= count + newCount; i++){
           printf("请输入第%d个学生的学号:", i);
           scanf("%d", p + i - 1);
     }    

     for(i = 1; i <= count + newCount; i++){
           printf("第%d个学生的学号为%d\n", i, *(p + i - 1));      
     }

      system("pause");
    }

结构体

struce 关键字定义结构体
第一种

struct Student
{
  int age;
  float score;
  char sex;
}

第二种

struct Student2
{
 int age;
 float score;
 char sex;
} st2;

第三种

struct
{
 int age;
 float score;
 char sex;
} st3

结构体中不能定义函数，但是可以定义函数指针
函数也是保存在栈内存中，就像定义变量一样
结构体长度不固定，具体长度通过sizeof()得到

    #include <stdio.h>
        #include <stdlib.h>

        void study(){
             printf("天天打怪兽\n");    
        } 

        // 定义结构体 
        // 结构体中不能定义函数，但是可以定义函数指针 
        struct student{
              int age;
              int height;
              char sex;       
                      void(*studyp)();//studyp 函数指针名 
        };
        main(){
              struct student std = {20,180,'f',study};// std 结构体变量
              printf("芳龄%d\n",std.age); 
              std.studyp();// 第一种方法 
              struct student* stdp = &std;
              (*stdp).studyp(); // 第二种方法 
              // ->左边必须是结构体的一级指针，右边是函数指针名字 
              stdp->studyp();// 第三种方法(开发中一般使用这种 ) 

              system("pause");
        }

联合体

联合体作用就是：联合体变量可以被赋值联合体定义的任意类型

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    main(){
        union{int i; char c; short s} un;
        un.i = 30;
        un.s = 20;         
        printf("%d\n",un.i);
       // 20 联合体同时只能有一个值，后面的值会把前面赋给联合体变量的值覆盖掉 
        printf("%d\n",sizeof(un));
        // 4个字节 联合体长度取变量中的最大值 int 
           system("pause");      
    }

枚举

#include <stdio.h>

    enum WeekDay
    {
    Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday
    };

    int main(void)
    {
      //int day;
      enum WeekDay day = Sunday;// 只能从定义中的内容取，否则报错 
      printf("%d\n",day); // 6
      system("pause");
      return 0;
    }

自定义类型

typedef newName oldType;

    #include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>

    // hehe这个时候跟int的作用一样，相当于给int起了个别名 
    typedef int hehe;
    main(){
           hehe i = 3;
           printf("%d\n", i);// 3 
           system("pause");
    }