程序设计C语言（1）

C语言的变量、常量、表达式

• C的常量和变量
  • 整数 的范围是负无穷到正无穷，C语言标准并不限制各类型数据所占的存储字节数，但是在计算机中由机器硬件的限制，不同计算机软件系统对数据的存储有具体的规定。
  • 整数 在计算机内部使用二进制补码(例：2字节有符号数，最高位1表示负数，低15位表示数值部分，-32768-32767；2字节无符号数，16位全部表示数值，0-65535)
  • 浮点数 在计算机中用指数形式存储，符号位、指数(数的表示范围越大)、尾数(有效位越多，精度越高)
  • 浮点数 是近似值，存在误差。引入双精度型目的是增加实数的长度减少累积误差，改善计算精度。
  • 常量 运行过程中其值不改变，不占用内存。数值常量、字符型常量、符号常量。

    浮点型常量：两种表现形式——十进制小数形式、指数形式。
    十进制小数形式：必须有小数点如：0.0、3.14、.56、300.
    指数形式： [±] [整数部分] [.] [小数部分] [ (e,E) ± n] [后缀] 如：-1.23456e+4
    浮点数常量：两条规则——对于十进制小数形式可以无整数部分或小数部分，但不能二者全部都没有；对于指数形式可以无小数点或指数部分，但不能全部都没有。
    字符型常量：单引号括起来的字符；单引号内部不可以是双引号、单引号、反斜线；值为该字符的ASCII值；在内存中只占用一个字节。
    字符型常量：转义字符；以 “ \ ” 开头后跟几个字符；C语言字符集中的任何一个字符均可用转义字符表示。如：字符表示——‘\a’；字符含义——鸣铃； \ddd表示——\007；\xhh表示——\x07
    字符串常量： 双引号括起；如： “CHINA”；在内存中所占字节为 长度+1，结束符 ’ \0 ’
    符号常量： #define 标识符 常量 (后面不能再加其他符号 如 ; ) 。用标识符代替常量 如：#define PI 3.14 ；含义清楚，一改全改；习惯上符号常量用大写字母

  • 变量：随着执行可以改变；实质为存储数据的容器；取值 与 赋值
  • 变量定义格式：[存储类型] 数据类型 变量名 [=初值]; 或 [存储类型] 数据类型 变量名表; 如：int i; int j=2; float f1=1.0,f2=0.0;
  • 变量命名规则：必须以英文字母、下划线开头的由字母、数字、下划线组成的字符序列；C语言区分大小写；但最好不用下划线开头；

• C的运算符和表达式

  • 运算符分类：对象——单目、双目、三目；功能——算术、赋值、关系、逻辑、位运算、自增自减、条件、逗号运算符。

  • 表达式分类：算式、关系、逻辑、赋值、条件、逗号、混合表达式。

  • 求余运算：X % Y

    数学定义：自然数A、B，B非零，存在两个唯一的整数Q、R，使得A = Q * B +R 且 0 ≤ R＜B，其中Q为商、R为余数。余数总为正数，更符合人们的理解。
    计算机定义：整数A、B，B非零，存在余数满足A = Q * B +R ,Q为整数，且 0 ≤ |R|＜|B| 。例：5%(-3) = (-3)(-1)+2 = (-3)(-2)-1；正负取决于A。

    

  • ++ – 运算符

    前置式：先变后用、后置式：先用后变(下面的括号为方便区分三个加号，实则还是单目运算变量)
    只能用于变量、字符型和指针型变量，不能用于常量和表达式。
    

  • 关系运算符：> 、<、≥、≤、 ==、 !=，表达式结果为 1 或 0 。

  • 逻辑运算符：&&、||、!，其中&&、|| 的短路运算

  • 条件运算符：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3，

  • 逗号运算符：表达式1，表达式2，…，表达式n；顺序求值

    

• C的位运算
  • & 按位与：实现特定位的 清零与读取
  • | 按位或：实现特定位的 置 1 与 二进制串的拼接
  • ^ 按位异或：实现特定位的取反(异或1) 与 不变(异或0)
  • << 左移：高位丢失，低位补0；变量左移未溢出的前提下，左移 等价于 乘2
  • >> 右移：无符号数高位补0，低位丢失；有符号数高位 补符号，低位丢失，等价于 除2
  • ~ 按位取反：逐位取反
• 类型转换

  • 两种类型：运算过程中产生、调用函数的方式产生

  • 自动类型转换：又叫隐式转换，双目运算左右类型不相同、赋值不同类型

    

  • 强制类型转换：又叫显示转换，人为操作；形式为 (类型名)表达式；

    

  • 调用函数实现类型转换：

    

C程序及流程控制

• C语言的函数架构和结构化设计

  • 注释：函数最上端说明函数的功能、输入、输出、限制；/注释/ 或 //注释
  • 预处理模块、全局变量说明、函数声明
  • 函数定义：函数类型、函数名、参数表
  • 变量说明：对所用的各种变量都要进行说明
  • 数据输入
  • 执行部分：核心；流程控制转移
  • 信息输出
  • 结构化程序设计：1966年科学家证明了任何单输入单输出无二义性的模块都可以用顺序、选择、循环三种结构来描述。

• C语言的选择语句

  • if - else：else可无；可嵌套；
  • switch case break (default)：switch后的表达式返回值必须是整数值；case后的判断值必须是整形常量；

• C语言的循环控制语句

  • while ：循环变量的初始化应在while()之前进行，不可以在( )内进行。
  • do while ：
  • for：
    for(表达式1；表达式2；表达式3) {循环体；}
1用于初始化；2循环条件；3控制条件
注意：1、2、3可以全部省掉，但是分号不能省去且循环体中必须用break结束循环，等价于for( ; ; ),等价于for( ;1; )；循环体可以为空，用于延迟
  • break：只能用于循环体内或者switch语句，只能跳出一层的整个循环，所求结果唯一
  • continue：跳出本次循环体中还未执行的语句，直接进行下次循环的判定
  • goto 语句与对应标号：不利于维护和结构化设计；goto语句没有错，错在人

• C语言的编程规范

  • 标识符命名要有意义
  • 版式缩进、空行、划分、左对齐
  • 注释放在代码上方且与上面的空行，头文件、函数头要注释，详细中文但不宜过多

函数

• 结构化程序的开发过程
  先自顶向下，将问题分解。然后自底向上将小问题归纳整合为完整的软件架构
  

• 函数的定义、原型、调用

  • 函数头、函数体：存储类型、返回类型、函数名、参数表

    存储类型只有static、extern 两种，static实现对函数的调用局限于所在文件；extern外部函数，可省略，供其他文件调用

  • 函数原型：

    

  • 函数调用：实参与形参的个数、顺序、参数类型相同，形参的生命周期和作用域与函数内的自动变量相同

• 作用域：变量从分配空间、使用、释放的过程称为变量的生存期。在生存期内，该变量可以被使用的范围称为作用域。作用域是空间概念，由语句定义的位置决定。

• 存储类型：变量的生存期是时间概念，由存储类型决定。分为静态存储方式、动态存储方式。

  

• C语言变量：

  auto变量：默认缺省为auto，函数内部 ，每次调用都重新分配栈
  register变量：
  ①CPU通用寄存器，存取速度很快！
  ②只有自动变量和形参可以定义为寄存器变量，所以存在于函数内部。 所以基本和auto变量的相同。
  ③调用函数时分配，调用结束释放。
  ④若变量个数超过寄存器个数，则编译器会强制转换为auto变量
  
  静态变量：编译时完成在静态存储区的内存分配，直到整个源程序运行结束。
  静态全局变量(不能被外部文件访问)、静态局部变量(函数运行结束后仍保留不被释放)
  全局变量：可以被外部其他文件访问，使用extern在文件头下面申明。或者要在定义语句之前使用该变量，使用extern 进行引用。

• 函数间的数据传递

  使用参数：实参与形参的个数、顺序、类型对应相同；参数可以为变量、数组、指针、结构、函数等
  ①值传递：复制数据、存储单元不同、单向传递、
  ②地址传递：复制地址、形参指针使用地址读取实参、双向传递
  使用返回值：通过return 返回一个确定类型的值；执行return后停止执行后续代码。
  使用全局变量：少数公共数据使用，破坏程序模块相对独立性；全局变量与局部变量冲突时，就近选择局部变量

• 递归函数

  定义：一个函数直接或间接地调用自身
  关键：结束条件(true or false)、递归主体
  

main函数

• void main( ) ：无参数，表示不处理命令行参数
• int main(int argc, char *argv[])：接受命令行参数，参数间用空格隔开
  • argc：参数个数（包括可执行程序名）
  • argv[]：指针数组，数组元素分别指向命令行的参数。argv[0]为命令行中的可执行程序名，argv[1]为第一个参数的内容 ，依此类推。