【C语言】第二课 基础语法

一、🧱 基本程序结构

每个C程序都有一个基本的框架，这是程序执行的起点。

#include <stdio.h> // 包含标准输入输出头文件，这样我们才能使用 printf 等函数

int main() {      // main 函数是程序的入口，程序从这里开始执行
    // 你的代码写在这里
    printf("Hello, World!\n"); // 打印 Hello, World! 到屏幕，\n 表示换行
    return 0;      // 返回 0 通常表示程序成功执行完毕
}

要点说明：

• #include 是预处理器指令，用于包含其他文件（通常是头文件.h）。stdio.h 包含了输入输出函数的声明，如 printf 和 scanf。
• main() 函数是必须的，它是C程序的入口点。程序执行从这里开始。
• return 0; 表示程序正常退出。非零值通常表示错误。

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二、🔢 数据类型、变量与常量

程序需要存储和操作数据，这就需要变量和常量。

1. 基本数据类型

C语言提供了几种基本数据类型来存放不同类型的数据：

数据类型	含义	示例	说明
int	整型	int age = 25;	存储整数，如 100, -5
float	单精度浮点型	float pi = 3.14f;	存储小数，精度较低
double	双精度浮点型	double e = 2.71828;	存储小数，精度比 float 高
char	字符型	char grade = 'A';	存储单个字符，用单引号括起

示例代码：变量定义与初始化

#include <stdio.h>

int main() {
    int age = 30; // 定义整型变量并初始化
    float height = 1.75f; // 定义浮点型变量并初始化，'f' 表示 float 类型
    char grade = 'A'; // 定义字符型变量并初始化
    double weight = 65.5; // 定义双精度浮点变量

    // 打印变量值
    printf("Age: %d\n", age); // %d 用于输出整数
    printf("Height: %.2f meters\n", height); // %.2f 表示保留两位小数
    printf("Grade: %c\n", grade); // %c 用于输出字符
    printf("Weight: %.1f kg\n", weight); // %.1f 表示保留一位小数，double也可以用%f输出

    return 0;
}

要点说明：

• 变量命名规则：只能由字母、数字和下划线组成，且不能以数字开头。C语言区分大小写。
• 初始化：好的编程习惯是在定义变量时就赋予初始值，避免使用未初始化的变量导致不可预知的结果。

2. 常量

常量是其值在程序运行期间不可改变的量。

• const 修饰的变量：表示变量是只读的。

  const double PI = 3.14159; // PI 的值之后不能再修改
  

• #define 宏常量：在编译前进行文本替换。

  #define MAX_SIZE 100 // 注意没有分号，且通常用大写字母命名
  

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三、📥 输入与输出

程序需要与用户交互，接收输入和显示输出。

1. 格式化输出 printf()

printf() 函数用于将格式化的数据输出到标准输出（通常是屏幕）。

常用格式说明符：

格式符	含义
%d	输出有符号十进制整数
%f	输出浮点数
%c	输出单个字符
%s	输出字符串

你可以使用精度控制输出格式，例如 %.2f 表示保留两位小数。

2. 格式化输入 scanf()

scanf() 函数用于从标准输入（通常是键盘）读取格式化的数据。

重要： 在使用 scanf 读取变量时，必须在变量名前加上 & 符号（取地址运算符），表示将输入的值存储到该变量所在的内存地址中。

#include <stdio.h>

int main() {
    int num1, num2;
    float price;
    char ch;

    printf("请输入两个整数，用空格隔开：");
    scanf("%d %d", &num1, &num2); // 读取两个整数，注意 & 符号

    printf("请输入一个浮点数：");
    scanf("%f", &price); // 读取一个浮点数

    printf("请输入一个字符：");
    scanf(" %c", &ch); // 注意 %c 前面的空格，用于消耗之前输入留下的换行符

    printf("你输入的数字是：%d 和 %d\n", num1, num2);
    printf("你输入的价格是：%.2f\n", price);
    printf("你输入的字符是：%c\n", ch);

    return 0;
}

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四、🧮 运算符与表达式

运算符用于对变量和常量进行各种操作。

类型	运算符	示例	说明
算术运算符	+, -, *, /, % (取模/求余)	c = a % b;	计算余数
关系运算符	>, <, ==, !=, >=, <=	if (a == b) {...}	判断相等
逻辑运算符	&& (与), `		(或),!` (非)
赋值运算符	=, +=, -=, *=, /=	a += 5; // 等价于 a = a + 5;

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10, b = 3;
    float result;

    result = a / (float)b; // 将b强制转换为float，使除法变为浮点除法
    printf("a / b = %.2f\n", result); // 输出 3.33

    printf("a %% b = %d\n", a % b); // 输出 1，%% 用于输出一个百分号

    if (a > 5 && b < 5) { // 逻辑与运算
        printf("Both conditions are true.\n");
    }

    a += 20; // 等价于 a = a + 20;
    printf("a is now %d\n", a); // 输出 30

    return 0;
}

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五、🎛️ 控制流语句

控制程序执行的流程，是实现复杂逻辑的关键。

1. 条件语句 if - else

根据条件的真假执行不同的代码块。

#include <stdio.h>

int main() {
    int score;
    printf("请输入你的分数 (0-100): ");
    scanf("%d", &score);

    if (score >= 90) {
        printf("成绩优秀！\n");
    } else if (score >= 70) { // 注意是 else if
        printf("成绩良好。\n");
    } else if (score >= 60) {
        printf("成绩及格。\n");
    } else {
        printf("成绩不及格，需要努力。\n");
    }

    return 0;
}

2. 选择语句 switch - case

当一个变量有多种可能的取值时，switch 语句比多个 if-else 更清晰。

#include <stdio.h>

int main() {
    int day;
    printf("请输入星期数字 (1-7): ");
    scanf("%d", &day);

    switch (day) { // switch 后的表达式必须是整型或字符型
        case 1: // case 后的值必须是整型常量或常量表达式
            printf("星期一\n");
            break; // break 至关重要，用于跳出整个 switch 块
        case 2:
            printf("星期二\n");
            break;
        case 3:
            printf("星期三\n");
            break;
        // ... 可以继续写 case 4, 5, 6
        case 7:
            printf("星期日\n");
            break;
        default: // 当所有 case 都不匹配时，执行 default
            printf("输入错误！请输入 1-7 之间的数字。\n");
    }

    return 0;
}

⚠️ 注意：忘记写 break 会导致“穿透”现象，即程序会继续执行下一个 case 的语句，直到遇到 break 或 switch 结束。

3. 循环语句

用于重复执行一段代码。

• for 循环：适合已知循环次数的场景。

  #include <stdio.h>
  
  int main() {
      // for (初始化; 循环条件; 增量表达式)
      for (int i = 0; i < 5; i++) { // 循环5次，i从0到4
          printf("i = %d\n", i);
      }
      return 0;
  }
  

• while 循环：适合循环次数不确定，但循环条件明确的场景。

  #include <stdio.h>
  
  int main() {
      int count = 0;
      while (count < 3) { // 只要条件为真，就继续循环
          printf("Hello while loop! Count: %d\n", count);
          count++; // 不要忘记改变循环条件，否则可能成为死循环
      }
      return 0;
  }
  

• do-while 循环：先执行一次循环体，再判断条件。至少执行一次。

  #include <stdio.h>
  
  int main() {
      int num;
      do {
          printf("请输入一个正数：");
          scanf("%d", &num);
      } while (num <= 0); // 条件检查在循环体之后
      printf("你输入的是: %d\n", num);
      return 0;
  }
  

4. 循环控制 break 和 continue

• break：立即终止整个循环或 switch 语句。
• continue：跳过本次循环中剩余的代码，立即开始下一次循环。

#include <stdio.h>

int main() {
    // 示例：break
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        if (i == 5) {
            break; // 当 i 等于 5 时，跳出整个循环
        }
        printf("%d ", i); // 输出: 0 1 2 3 4
    }
    printf("\nBreak example ended.\n");

    // 示例：continue
    for (int j = 0; j < 6; j++) {
        if (j == 3) {
            continue; // 当 j 等于 3 时，跳过下面的打印，直接进行 j++
        }
        printf("%d ", j); // 输出: 0 1 2 4 5
    }
    printf("\nContinue example ended.\n");

    return 0;
}

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六、📝 注释

注释用于解释代码，提高可读性，编译器会忽略它们。

• 单行注释：以 // 开始，到行尾结束。

  // 这是单行注释
  int age; // 声明一个年龄变量
  

• 多行注释：以 /* 开始，以 */ 结束。

  /* 这是一个多行注释，
     可以跨越多行 */
  

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