C 语言基础知识讲解:带你走进编程的奇妙世界

C 语言基础知识讲解:带你走进编程的奇妙世界

导语:

嘿,未来的程序员们!想不想自己动手写代码,让电脑乖乖听你指挥?今天,我们就来揭开C语言的神秘面纱!它可是很多编程语言的“祖师爷”,学会它,再学其他语言就容易多啦!别担心,我们会用最“接地气”的方式,带你轻松搞定变量、输出语句和数据类型这三大基础!准备好你的魔法棒(键盘)了吗?Let’s code!

一、C 语言简介:编程语言里的 “老大哥”

C 语言诞生于 20 世纪 70 年代,虽然它已经有几十年的历史了,但至今仍然是编程界的 “老大哥”。为什么呢?因为它高效又灵活。

打个比方,如果你想让电脑完成一件事,用 C 语言就像骑自行车,虽然需要自己掌控平衡和方向,但速度快、灵活度高,能到达很多其他 “交通工具” 到不了的地方。很多操作系统、游戏引擎、嵌入式设备的程序都是用 C 语言开发的,比如我们常用的 Windows 系统,里面就有大量 C 语言编写的代码。

对于我们来说,学习 C 语言不仅能了解编程的基本原理,还能锻炼逻辑思维能力,为以后学习其他编程语言打下坚实的基础。

“Hello World!” 初体验 (第一个代码案例):

#include  // 引入“说话”的工具包
int main() {          // 程序从这里开始执行
    printf("Hello, World!\n"); // 让电脑在屏幕上打印这句话,\n是换行
    return 0;         // 告诉电脑程序顺利结束
}

重点解释:

  • #include : 引入标准输入输出库,printf就在这里面。就像你要用微波炉热饭,得先把它从柜子里拿出来插上电。
  • int main() { ... }: 程序的“主舞台”,所有表演(代码)都在这里面进行。int表示这个“舞台”最后会返回一个整数(通常0表示成功)。
  • printf(...): 核心!输出语句,让电脑在屏幕上显示信息。括号里的双引号""里面的内容就是你想显示的字。
  • \n换行符,就像在纸上写完一行按一下回车键。
  • ;语句结束符非常重要! 几乎每句指令后面都要加这个分号,告诉电脑“我说完了”。
  • return 0;: 程序结束,告诉操作系统“我干完了,一切正常”。

小试牛刀(1):

  • 把上面的代码敲到你的编译器里,运行它,看看屏幕上是不是出现了Hello, World!
  • 试试把双引号里的World改成你的名字(比如"Hello, 小智!\n"),再运行看看效果!
  • 去掉\n再运行,看看打印出来的文字后面是不是没有换行了?

二、变量:电脑里的 “储物盒”

(一)什么是变量?

变量就像我们生活中的储物盒,每个盒子都有自己的名字,里面可以放东西,而且里面的东西还能随时换。比如,你有一个叫 “铅笔盒” 的盒子,里面可以放铅笔,也可以换成橡皮,这个 “铅笔盒” 就相当于一个变量,盒子里的东西就是变量的值。

在 C 语言中,变量是一个存储信息的容器,用来存储数据的,这些数据可以是数字、字符等,并且可以被修改

(二)声明变量

语法: 数据类型 变量名;

  • 数据类型: 规定这个“小盒子”里能放什么类型的东西(数字?文字?小数?)。下一部分细讲。
  • 变量名: 你给这个盒子起的唯一名字,方便后面找到并使用它。名字要有意义!

给变量起名字也是有规则的,就像给我们自己起名字一样,不能随便乱起。

  1. 只能由字母、数字和下划线组成,比如 agescore1_num 都是合法的名字。
  2. 不能以数字开头,像 123name 就是不合法的。
  3. 不能使用 C 语言里的关键字,比如 intif这些都不能用来当变量名。
  4. 变量名区分大小写,比如 numNum是两个不同的变量。

强烈建议: 用英文单词或缩写,做到见名知意 (studentAge, mathScorea, b 好得多!)。

为了让同学们更清楚,我们来看个代码示例:

// 合法的变量名
int age;
float score1;
char _char;

// 不合法的变量名(注释说明原因)
// int 123name;  // 不能以数字开头
// int int;      // 不能使用关键字

(三)变量的定义和使用

在使用变量之前,我们需要先定义它,就像给储物盒贴上标签,告诉别人这个盒子是装什么的。

定义完变量后,我们就可以给它赋值了,赋值 (往盒子里放东西):

  • 语法: 变量名 = 值; 或 声明时赋值 数据类型 变量名 = 值;
  • 解释: =赋值运算符,意思是“把右边的值放进左边的变量里”。不是数学上的等于!

比如 age = 15;,意思是给 age 这个变量赋值为 15。我们也可以在定义变量的时候直接赋值,比如 int age = 15;

例如:

int score;      // 声明一个放整数的盒子,叫 score
score = 100;    // 把数字 100 放进 score 盒子
int level = 5;   // 声明一个叫 level 的盒子,并直接放入数字 5

**使用变量 (从盒子里取东西):**直接把变量名放在需要它的地方,计算机会自动取出里面的值。

看个具体的代码案例:

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10;
	int b = 20;
	int sum = a + b; // 取出a盒子里的10和b盒子里的20,相加得到30,放进sum盒子
	printf("总和是:%d\n", sum); // 取出sum盒子里的30,替换%d打印出来
    return 0;
}

运行这段代码,会输出 “总和是30”,这就是变量在程序中的具体应用啦。

小试牛刀(2):

修改你的“Hello World”程序:

#include<stdio.h> 
int main() {
    char myName[] = "编程小新"; // 声明一个放字符串的盒子,名字叫myName,并放入你的名字
    int myAge = 12;           // 声明一个放整数的盒子,名字叫myAge,放入你的年龄
    printf("你好,我叫 %s!\n", myName); // %s 用来输出字符串,取出myName里的名字
    printf("我今年 %d 岁。\n", myAge);  // %d 用来输出整数,取出myAge里的年龄
    return 0;
}
  • 运行它,看看效果!
  • 尝试修改 myAge 的值(比如改成 16),再运行看看。
  • 尝试再声明一个变量 hobby (类型用 char hobby[] = "打篮球";),并在 printf 里输出你的爱好。

三、注释:代码里的 “说明书”

在编写代码时,我们经常会用到注释。注释就像代码的 “说明书”,它不会被电脑执行,主要是用来帮助程序员理解代码的含义。对于刚开始学习编程的同学来说,学会写注释是一个很好的习惯,能让自己和别人更容易看懂代码。

C 语言中有两种注释方式:

(一)单行注释

单行注释以 “//” 开头,从 “//” 开始到这一行结束的内容都是注释。比如:

// 这是一个单行注释,用来解释下面的代码

int num = 10;  // 定义一个整数变**量**num,并赋值**为**10

(二)多行注释

多行注释以 “/” 开头,以 “/” 结尾,中间的所有内容都是注释,可以跨越多行。比如:

/**

*这是一个多行注释

*用来解释下面这段代码的功能:

*定义两个整数变量,计算它们的和并输出

**/

int a = 5;

int b = 3;

int sum = a + b;

printf("两数之和是:%d\n", sum);

在实际编程中,我们可以根据需要选择合适的注释方式。比如简单的说明用单行注释,复杂的功能描述用多行注释。

四、输出语句:让电脑 “说话” 的工具

在 C 语言中,printf 函数是让电脑 “说话” 的主要工具,它可以把我们想要展示的内容输出到屏幕上。

(一)基本用法

printf 函数的格式是:printf ("输出内容");

比如 printf ("Hello, World!");,运行这段代码,电脑屏幕上就会显示 “Hello, World!”。

我们来试试输出一句自己想说的话:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("我正在学习C语言,感觉很有趣!\n");
    return 0;
}

运行后,屏幕上就会显示你输入的这句话啦。

(二)输出变量的值

如果我们想输出变量的值,就需要用到格式控制符。不同的数据类型有不同的格式控制符,而整数用 “%d”。

基本结构:

printf("格式化字符串", 变量1, 变量2, ...);

格式化字符串:

  • 包含要直接显示的文本。
  • 包含格式控制符 (%d, %f, %c, %s),它们是指定位置,用来放置后面变量的值。
  • 可以包含转义字符,如 \n (换行), \t (制表符,相当于按Tab键)。

变量1, 变量2, ...: 要输出的变量,顺序类型必须与格式化字符串中的 % 占位符一一对应

例如,我们定义了一个整数变量 age = 15;,想要输出它的值,可以这样写:printf ("我的年龄是:% d", age);,运行后屏幕上会显示 “我的年龄是:15”。

再看一个包含多种数据类型输出的例子:

#include <stdio.h>

int main() {
    int age=15;
    printf ("我的年龄是:%d", age);
    return 0;
}

运行后会输出 “我的年龄是15”。

四、数据类型:变量的 “身份标识”

数据类型就像变量的 “身份标识”,告诉我们这个变量能存储什么样的数据。C 语言中有几种基本的数据类型:

(一)int

int是整数类型,用来存储整数,比如 10、-5、0 等。就像一个只能装整数的盒子,不能装小数。例如 int num = 100;

看个代码示例,感受下整数类型的使用:

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 20;
    int b = -5;
    int sum = a + b;
    printf("两数之和是:%d\n", sum);
    return 0;
}

运行后会输出 “两数之和是:15”,这里的 a、b、sum 都是 int 类型的变量,用来进行整数的运算。

(二)float和 double

float是单精度浮点数类型,double是双精度浮点数类型,这两种都是用来存储小数的,float 的精度较低,double 的精度较高。可以把它们比作两个不同精度的量杯,float 能精确到小数点后7位,double 则能精确到16位。

我们通过代码来比较一下它们的精度:

#include <stdio.h>

int main() {
    float f_num = 0.123456789f;
    double d_num = 0.123456789012345;
    
    printf("float类型:%f\n", f_num);
    printf("double类型:%lf\n", d_num);
    return 0;
}

运行后可以看到,float 类型的小数后面几位可能会不准确,而 double 类型的则更精确。

在输出浮点数时,我们还可以控制保留的小数位数,方法是在 % 和 f 之间加上 .n(n 为要保留的小数位数)。比如 %.2f 表示保留两位小数。看下面的代码示例:

#include <stdio.h>
int main() {
    float price = 19.995f;
    double weight = 5.6789;
    printf("保留两位小数:price = %.2f, weight = %.2lf\n", price, weight);
    printf("保留一位小数:price = %.1f, weight = %.1lf\n", price, weight);
    return 0;
}

运行后输出结果为:

保留两位小数:price = 20.00, weight = 5.68

保留一位小数:price = 20.0, weight = 5.7

可以看到,保留小数位数时会进行四舍五入哦。

(三)char

char是字符类型,用来存储单个字符,比如 ‘a’、‘B’、‘1’、‘+’ 等,需要用单引号括起来。可以把它看作一个只能放一个字符的小格子。比如:

#include <stdio.h>

int main() {
    char code = 'X';
    printf("code保存了%d符号\n", code);
    return 0;
}

字符在计算机中是通过 ASCII 码来存储的。ASCII 码全称是美国信息交换标准代码,它就像一本字典,给每个字符都分配了一个唯一的数字编号,这样计算机就能识别和存储字符了。比如大写字母 ‘A’ 对应的 ASCII 码是 65,‘B’ 是 66,以此类推;小写字母 ‘a’ 是 97,‘b’ 是 98 等。数字和一些符号也有对应的 ASCII 码,比如 ‘0’ 是 48,‘!’ 是 33。我们可以输出字符对应的 ASCII 码:

#include <stdio.h>

int main() {
    char c = 'A';
    printf("字符%c对应的ASCII码是:%d\n", c, c);
    return 0;
}

运行后会输出 “字符 A 对应的 ASCII 码是:65”,是不是很神奇呀。

五、综合案例展示

下面我们来看一个综合运用变量、数据类型和输出语句的案例,计算一个同学的平均分。

#include <stdio.h>

int main() {
    // 定义变量存储三科成绩,都是浮点数类型
    float math = 92.5f;
    float chinese = 88.0f;
    float english = 90.5f;
    
    // 计算平均分
    float average = (math + chinese + english) / 3;
    
    // 输出各科成绩和平均分
    printf("数学成绩:%f\n", math);
    printf("语文成绩:%f\n", chinese);
    printf("英语成绩:%f\n", english);
    printf("平均分是:%f\n", average);
    
    return 0;
}

在这个案例中,我们用 float 类型的变量存储各科成绩,然后计算它们的平均值,最后用 printf 函数输出结果。运行这段代码,就能清晰地看到各科成绩和平均分啦。

六、趣味练习题

  1. 编写一个程序,定义两个字符变量,分别赋值为 ‘C’ 和 ‘c’,然后输出这两个字符以及它们对应的 ASCII 码,看看有什么不同。

  2. 小明去商店买了 3 支笔,每支笔 2.5 元,买了 2 个笔记本,每个笔记本 4 元,定义合适的变量,计算并输出小明一共花了多少钱。

  3. 定义一个整数变量表示自己的体重(单位:千克),一个浮点数变量表示自己的身高(单位:米),然后用输出语句把它们展示出来,格式为 “我的身高是 X 米,体重是 Y 千克”。

希望通过这些内容,同学们能更直观地理解 C 语言的基础知识。理论结合代码的方式能让大家更快上手,赶紧动手试试这些练习题吧,在实践中感受编程的乐趣!如果有任何疑问,欢迎在评论区和大家一起讨论哦。

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