C语言的基础语法和数据类型

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💻 I. C 语言基础语法结构

一个最小的 C 语言程序通常包含以下部分：

1. 基本程序结构

#include <stdio.h> // 预处理器指令：包含标准输入/输出库 (Standard I/O)

// 主函数：程序执行的起点
int main() {
    // 语句：代码执行的动作
    printf("Hello, World!\n"); 
    
    // 返回值：0 表示程序成功执行
    return 0; 
}

• #include <stdio.h> (预处理器指令): 包含标准输入/输出头文件，这是使用 printf 和 scanf 等函数所必需的。
• main() 函数: 每个 C 程序必须有一个 main 函数作为执行的起点。
• 分号 ;: C 语言中的每个语句都必须以分号结束。
• 注释:
  • 单行注释：// 这是一个注释 (C99 标准引入)
  • 多行注释：/* 这是一个跨越多行的注释 */

2. 变量和常量

• 变量 (Variable): 必须先声明类型，然后才能使用。

  int age = 30; // 声明一个整数变量并初始化
  double salary; // 声明一个双精度浮点数变量
  salary = 50000.50; // 赋值
  

• 常量 (Constant):
  • const 关键字: 定义不可修改的变量。

    const double PI = 3.14159;
    

  • #define 预处理宏: 定义符号常量（C 语言中常用）。

    #define MAX_SIZE 100 
    

3. 输入/输出 (I/O)

C 语言主要使用 <stdio.h> 中的函数进行格式化输入输出。

• 输出 (printf): 使用格式化字符串和格式化符。

  int count = 10;
  // %d 是格式化符，表示打印一个十进制整数
  printf("计数是：%d\n", count); 
  

• 输入 (scanf): 用于从标准输入读取数据。注意：需要使用 & 符号获取变量的地址。

  int input_value;
  // &input_value 提供了存储输入数据的内存地址
  scanf("%d", &input_value);
  

常用格式化符	描述
%d	打印/读取十进制整数 (int)
%f	打印/读取浮点数 (float)
%lf	打印/读取双精度浮点数 (double)
%c	打印/读取字符 (char)
%s	打印/读取字符串 (char 数组)

4. 控制流语句

语句	作用
if/else	条件判断。
switch	多重条件选择。
for 循环	循环固定次数。
while 循环	当条件为真时重复执行。
do-while 循环	至少执行一次，然后检查条件。
break / continue	控制循环流程。

5. 函数 (Functions)

用于组织和重用代码。C 语言要求函数在调用之前必须先声明（函数原型）。

// 函数原型（声明）
int add(int a, int b); 

int main() {
    int result = add(5, 3); // 函数调用
    return 0;
}

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

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💾 II. C 语言核心数据类型

C 语言的数据类型分类为：基本类型、派生类型、枚举类型和 void 类型。

1. 基本（Built-in）数据类型

类型	描述	典型大小（字节）	值范围
char	字符类型，也用于存储小整数。	1	至少 -127 到 127
int	最常用的整数类型。	4 (通常)	依赖于系统
short	短整数，不小于 16 位。	2 (通常)	至少 -32767 到 32767
long	长整数，不小于 32 位。	4 或 8	依赖于系统
long long	扩展长整数 (C99 标准引入)，至少 64 位。	8 (通常)	极大范围
float	单精度浮点数。	4	约 $1.2\times 10^{-38}$ 到 $3.4\times 10^{38}$
double	双精度浮点数（默认）。	8	约 $2.3\times 10^{-308}$ 到 $1.7\times 10^{308}$
_Bool	布尔类型 (C99 引入，通常包含 <stdbool.h> 后使用 bool)。	1	true 或 false

2. 修饰符（Modifiers）

可以与整数类型（char, short, int, long）配合使用：

• signed: 有符号，可以存储正数、负数和零（默认）。
  • signed int
• unsigned: 无符号，只能存储正数和零。
  • unsigned int

3. 派生数据类型 (Derived Data Types)

类型	描述	示例
数组 (Arrays)	存储同类型元素的固定大小的集合。	int numbers[5];
指针 (Pointers)	存储变量的内存地址。	int *ptr = &age;
结构体 (Structs)	将不同类型的数据组合在一起的自定义数据类型。	struct Person { int age; char name[20]; };
联合体 (Unions)	允许多个成员共享同一块内存空间，通常只使用其中一个成员。	union Data { int i; float f; };

4. 字符串类型

C 语言没有内置的 String 类型。字符串是以空字符 \0 结尾的 char 数组：

char greeting[] = "Hello"; 
// 实际存储为: 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'