匠心制作-初学C语言：第1节 - 初识C语言

已于 2025-04-09 10:44:32 修改
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分类专栏： C语言 文章标签： c语言 开发语言
于 2024-04-19 11:29:01 首次发布
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详解代码：Gatsby_Daisy/c语言 - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

-想看代码范围请看最下面的 C语言-PDF与test详情.md

基本了解C语言的基础知识，对C语言有一个大概的认识。

每个知识点就是简单认识，不做详细讲解，后期都会细讲。

本章重点：

  • 什么是C语言
  • 第一个C语言程序
  • 数据类型
  • 变量、常量
  • 字符串+转义字符+注释
  • 选择语句
  • 循环语句
  • 函数
  • 数组
  • 操作符
  • 常见关键字
  • define 定义常量和宏
  • 指针
  • 结构体

1.什么是C语言

C语言是一门通用计算机编程语言，广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易 的方式编译、处理低级存储器、产 生少量的机器码(机器指令语句)以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

尽管C语言提供了许多低级处理的功能，但仍然保持着良好跨平台的特性，以一个标准规格写出的 C语言程序可在许多电脑平台上进行编译，甚至包含一些嵌入式处理器（单片机或称MCU）以及超级电脑等作业平台。

二十世纪八十年代，为了避免各开发厂商用的C语言语法产生差异，由美国国家标准局为C语言制 定了一套完整的美国国家标准语法，称为ANSI C，

作为C语言最初的标准。 [1] 目前2011年12月8日，国际标准化组织（ISO）和 国际电工委员会（IEC）发布的C11标准是C语言的第三个官方标准，

也是C语言的最新标准，该标准更好的支持了汉字函数名和汉字 标识符，一定程度上实现了汉字编程。

C语言是一门面向过程的计算机编程语言，与C++，Java等面向对象的编程语言有所不同。

其编译器主要有Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等。

2.第一个C语言程序

int main()
{
	printf("hehe\n");
	return 0;
}

//int 是整型的意思
//main前面的int表示main函数调用返回一个整型值
int main()
{
	return 0;//返回 0
}
//这种写法是过时的写法
void main()
{

}

//包含一个叫stdio.h的文件
//std-标准 standard input output
//
#include <stdio.h>
int main()//主函数-程序的入口-main函数有且仅有一个
{
	//这里完成任务
	//在屏幕上输出hello world
	//函数-print function - printf - 打印函数
	//库函数-C语言本身提供给我们使用的函数
	//别人的东西-打招呼
	//#include
	printf("hello-C\n");
	return 0;
}

3.数据类型

char        //字符数据类型
short       //短整型
int         //整形
long        //长整型
long long   //更长的整形
float       //单精度浮点数
double      //双精度浮点数
//C语言有没有字符串类型？
  • 为什么出现这么的类型？
  • 每种类型的大小是多少？

//char-字符类型
//%d - 打印整型
//%c - 打印字符
//%f - 打印浮点数字-打小数
//%p - 以地址的形式打印
//%x - 打印16进制数字
//%o …
//

int main()
{
	char ch = 'A';//内存   1个字节
	printf("%c\n", ch);//%c -- 打印字符格式的数据

	//short  -2个字节
	//int - 整型   - 4个字节
	int age = 20;
	printf("%d\n", age);//%d -- 打印整型十进制数据

	//long 长整型  - 4个字节
	long num = 100;
	printf("%d\n", num);

	float f = 5.0;  //-4个字节
	printf("%f\n", f);

	double d = 3.14; //-8个字节 
	printf("%lf\n", d);

   //long long - 8个字节
	return 0;
}

//类型大小
int main()
{
	printf("%d\n", sizeof(char));//
	printf("%d\n", sizeof(short));//
	printf("%d\n", sizeof(int));//
	printf("%d\n", sizeof(long));//
	printf("%d\n", sizeof(long long));//8
	printf("%d\n", sizeof(float));//
	printf("%d\n", sizeof(double));//8

	//short int age = 20;//2 16 2^16-1 = 65535
	//int age;//4
	return 0;
}

注意：存在这么多的类型，其实是为了更加丰富的表达生活中的各种值。

类型的使用：

char ch = 'w';
int weight = 120;
int salary = 20000;

4.变量、常量

生活中的有些值是不变的（比如：圆周率，性别，身份证号码，血型等等）

有些值是可变的（比如：年龄，体重，薪资）。

不变的值，C语言中用常量的概念来表示，变得值C语言中用变量来表示。

4.1定义变量的方法

int age = 150;
float weight = 45.5f;
char ch = 'w';

int main()
{
	//年龄
	//20
	short age = 20;//向内存申请2个字节=16bit位，用来存放20
	float weight= 95.6f;//向内存申请4个字节，存放小数

	return 0;
}

4.2变量的分类

  • 局部变量
  • 全局变量
int num2 = 20;//全局变量-定义在代码块（{}）之外的变量

int main()
{ 
	int num1 = 10;//局部变量-定义在代码块({})内部
	return 0;
}

总结：

局部变量和全局变量的名字建议不要相同(相同也不会报错)-容易误会，产生bug
当局部变量和全局变量的名字相同的时候，局部变量优先

4.3变量的使用

int  main()
{
	//计算2个数的和
	int num1 = 0;
	int num2 = 0;
	int sum = 0;

	//输入数据-使用输入函数scanf
	scanf("%d%d", &num1, &num2);//取地址符号&
	//C语言语法规定，变量要定义在当前代码块的最前面 
	//现vs2019也可以在当行以下的情况直接写
	//int sum = 0;
	sum = num1 + num2;
	printf("sum = %d\n", sum);
	return 0;
}

4.4变量的作用域和生命周期

作用域

作用域（scope）是程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效/可用 的

而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。

  1. 局部变量的作用域是变量所在的局部范围。
  2. 全局变量的作用域是整个工程。

生命周期

变量的生命周期指的是变量的创建到变量的销毁之间的一个时间段

  1. 局部变量的生命周期是：进入作用域生命周期开始，出作用域生命周期结束。
  2. 全局变量的生命周期是：整个程序的生命周期。
int  main()
{
	//局部变量的作用域
	int num = 0;
	{
		printf("num = %d\n", num);
	}
	return 0;
}

int global = 2020;
void test()
{
	printf("test()-- %d\n", global);
}
int main()
{
	test();
	printf("%d\n", global);	
	return 0;
}
//两处打印的结果是什么？

int main()
{
	{
		int a = 10;
		printf("a = %d\n", a);//ok
	}
	printf("a = %d\n", a);//error
    //int a 是局部变量，在{}里面
	return 0;
}

扩：extern

int main()
{
	//未声明的标识符
	//声明extern外部符号的
	extern int g_val;//该变量定义在另一个add.c文件上
	printf("g_val = %d\n", g_val);
	return 0;
}

4.5常量

C语言中的常量和变量的定义的形式有所差异。

C语言中的常量分为以下以下几种：

  • 字面常量
  • const 修饰的常变量
  • #define 定义的标识符常量
  • 枚举常量
#define MAX 10
int main()
{
    //const - 常属性
    const int n = 10;//n是变量，但又有常属性，所以我们说n是常变量
    //int arr[n] = { 0 }; //这样是错的
    //n = 20;

    //2. const修饰的常变量
    const int num = 4;
    printf("%d\n", num);
    //1. 字面常量
    //3;
    //100;
    //3.14;

    //3. define 定义的标识符常量
    int arr[MAX] = { 0 };
    printf("%d\n", MAX);
    return 0;
}

//4.枚举常量 - enum
//枚举-- 列举
//性别：男，女，保密
//三原色：红、黄、蓝
//星期：1，2，3，4，5，6，7
enum Sex
{
	MALE,
	FEMALE,
	SECRET,
};
//MALE,FEMALE,SECRET - 枚举常量
int main()
{
	enum Sex s = FEMALE;
    s = MALE;
    //MALE = 6;//err
	printf("%d\n", MALE); //0 
	printf("%d\n", FEMALE);//1
	printf("%d\n", SECRET);//2
	
	return 0;
}

注：

上面例子上的 s 被称为 const 修饰的常变量，const修饰的常变量在C语言中只是在语法层面限制了 变量 s不能直接被改变，但是 s 本质上还是一个变量的，所以叫常变量。

5.字符串+转义字符+注释

5.1字符串

"hello world\n";

这种由双引号（Double Quote）引起来的一串字符称为字符串字面值（String Literal），或者简称字符串。

注：字符串的结束标志是一个 \0 的转义字符。在计算字符串长度的时候 \0 是结束标志，不算作字符串内容。

int main()
{
	//数据在计算机上存储的时候，存储的是2进制
	//#av$
	// a - 97
	// A - 65
	//...
	//ASCII 编码
	//ASCII 码值
	char arr1[] = "abc";//数组
	//"abc" -- 'a' 'b' 'c' '\0' --'\0' 字符串的结束标志
	char arr2[] = { 'a', 'b','c','\0' };
	//'\0' - 0 
	//'a' - 97
	
    printf("%d\n", strlen(arr1)); //strlen - string length - 计算字符串长度
    printf("%d\n", strlen(arr2));//两个都是3
    
	printf("%s\n", arr1);
	printf("%s\n", arr2);

	return 0;
}

5.2转义字符

加入我们要在屏幕上打印一个目录：E:\Bite-Study

该如何写代码？

int main()
{
	//水平制表符 - \t
	//想打印出电脑路径 E:\Bite-Study
	printf("E:\\Bite-Study\n");
    
     //问题1：在屏幕上打印一个单引号'，怎么做？
    //问题2：在屏幕上打印一个字符串，字符串的内容是一个双引号“，怎么做？
	printf("%c\n", ' \'');
	printf("%s\n", " \" ");
	return 0;

}

仔细观察会发现，多了个 \，这是为什么呢？

下面看一下转移字符

转移字符释义
?在书写连续多个问号时使用，防止他们被解析成三字母词
\’用于表示字符常量’
\ ‘’用于表示一个字符串内部的双引号
\ \用于表示一个反斜杠，防止它被解释为一个转义序列符。
\a警告字符，蜂鸣
\b退格符
\f换页符
\n换行
\r回车
\t水平制表符
\v垂直制表符
\dddddd表示1~3个八进制的数字。 如： \130 X
\xdddd表示2个十六进制数字。 如： \x30 0

笔试题：

//程序输出什么？
int main()
{
	printf("%c\n", '\x61');//a
	//十六进制61-    a-97  A-65   z-122  Z-90
	printf("%d\n", strlen("E:\Bite-Study"));//单一个 \ 不算，12
    
	printf("%c\n", '\132');//Z
	//\132 -- 32是3个8进制数字
	//132作为8进制代表的哪个十进制数字，作为ASCII码值，对应的字符
	//八进制132 -- > 10进制 90 ->作为ASCII码值代表的字符
	return 0;
}

6.注释

  1. 代码中有不需要的代码可以直接删除，也可以注释掉
  2. 代码中有些代码比较难懂，可以加一下注释文字

比如：

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{
    return x+y;
}
/*C语言风格注释
int Sub(int x, int y)
{
    return x-y;
}
*/
int main()
{
    //C++注释风格
    //int a = 10;
    //调用Add函数，完成加法
    printf("%d\n", Add(1, 2));
    return 0;
}

注释有两种风格：

  • C语言风格的注释 /*xxxxxx*/

    • 缺陷：不能嵌套注释

  • C++风格的注释 //xxxxxxxx

  • 可以注释一行也可以注释多行

7.选择语句

如果你好好学习，校招时拿一个好offer，走上人生巅峰。

如果你不学习，毕业等于失业，回家卖红薯。

这就是选择！

int main()
{
	int input = 0;
	printf("加入学习行列\n");
	printf("你要好好学习吗?(1/0)>:");
	scanf("%d", &input);

	if (input == 1)
		printf("好offer\n");
	else
	{
		printf("卖红薯\n");
	}
	return 0;
}

8.循环语句

有些事必须一直做，比如大家，日复一日的学习。

C语言中如何实现循环呢？

  • while语句-讲解 for语句（后期讲）
  • do … while语句（后期讲）
//while循环的实例
int main()
{
	int line = 0;
	printf("努力学习\n");
	while (line <20000)
	{
		printf("敲一行代码：%d\n", line);
		line++;
	}
	if (line >= 20000)
		printf("你好offer\n");
	return 0;
}

9.函数

//函数
//f(x) = 2*x+1;
//f(x,y) = x+y;
//
int Add(int x, int y)
{
	int z = x + y;
	return z;
}
int main()
{
	int num1 = 10;
	int num2 = 20;
	int sum = 0;
	//sum = num1 + num2;
	int a = 100;
	int b = 200;
	//sum = a + b;
	sum = Add(num1, num2);
	sum = Add(a, b);
    sum = Add(2, 3);
	printf("sum = %d\n", sum);

	return 0;
}

函数的特点就是简化代码，代码复用。

10.数组

要存储1-10的数字，怎么存储？

C语言中给了数组的定义：一组相同类型元素的集合

10.1数组定义

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//定义一个整形数组，最多放10个元素

10.2数组的下标

C语言规定：数组的每个元素都有一个下标，下标是从0开始的。

数组可以通过下标来访问的。

比如：

int arr[10] = {0};
//如果数组10个元素，下标的范围是0-9

int arr[10] 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

​ 下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10.3数组的使用

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//定义一个存放10个整数数字的数组
	//数组下标： 0-9
	int i = 0;
	while (i < 10) {
		printf("%d", arr[i]);
		i++;
	}

	printf("%d\n", arr[4]);//下标的方式访问元素
	//arr[下标];
	//char ch[20];
	//float arr2[5];
	return 0;
}

11.操作符

简单介绍为主，后面课件重点讲。（一定要看详解：c语言: C语言学习代码 - Gitee.com 的test_2、test_3）

算术操作符

+ - * / %

移位操作符

>> <<

位操作符

& ^ |

赋值操作符

= += -= *= /= &= ^=  |=    >>=   <<=

单目操作符

!           逻辑反操作
-           负值
+           正值
&           取地址
sizeof      操作数的类型长度（以字节为单位）
~           对一个数的二进制按位取反
--          前置、后置--
++          前置、后置++
*           间接访问操作符(解引用操作符)
(类型)       强制类型转换

关系操作符

>
>=
<
<=
!=   用于测试“不相等”
==   用于测试“相等”

逻辑操作符

&&     逻辑与
||     逻辑或

条件操作符

exp1 ? exp2 : exp3

逗号表达式

exp1, exp2, exp3, …expN

下标引用、函数调用和结构成员

[] () . ->

12.常见关键字

auto  break   case  char  const   continue  default  do   double else  enum   
extern float  for   goto  if   int   long  register    return   short  signed
sizeof   static struct  switch  typedef union  unsigned   void  volatile  while

注：关键字，先介绍下面几个，后期遇到讲解。

12.1关键字typedef

typedef 顾名思义是类型定义，这里应该理解为类型重命名。(以后学到#define要作对比学习)

比如：

int main()
{
	//int float; //err
	//typedef - 类型定义- 类型重定义
	//张三 -- 小三--
	typedef unsigned int u_int;
	unsigned int num = 20;
	u_int num2 = 20;
	printf("%d\n", num);
	printf("%d\n", num2);
	return 0;
}

12.2关键字static

在C语言中：

static是用来修饰变量和函数的

  1. 修饰局部变量-称为静态局部变量
  2. 修饰全局变量-称为静态全局变量
  3. 修饰函数-称为静态函数

12.2.1修饰局部变量

//代码1
void test()
{
	 int a = 1;//a是一个静态的局部变量
	a++;
	printf("a = %d\n", a); //2 3 4 5 6
}
int main()
{
	int i = 0;
	while (i< 5)
	{
		test();// a一直是2
		i++;
	}
	return 0;
}
//代码2
void test()
{
	static int a = 1;//a是一个静态的局部变量
	a++;
	printf("a = %d\n", a); //2 3 4 5 6
}
int main()
{
	int i = 0;
	while (i< 5)
	{
		test();//若没 static 则 a一直是2
		i++;
	}
	return 0;
}

static 修饰局部变量，局部变量的生命周期变长

12.2.2修饰全局变量

//代码1
//add.c
int g_val = 2018;
//test.c
int main()
{
    printf("%d\n", g_val);
    return 0;
}
//代码2
//add.c
static int g_val = 2018;
//test.c
int main()
{
    printf("%d\n", g_val);
    return 0;
}

代码1正常，代码2在编译的时候会出现连接性错误。

结论：

一个全局变量被static修饰，使得这个全局变量只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。

12.2.3修饰函数

//代码1
//add.c
int Add(int x, int y)
{
    return c+y;
}
//test.c
int main()
{
    printf("%d\n", Add(2, 3));
    return 0;
}
//代码2
//add.c
static int Add(int x, int y)
{
    return c+y;
}
//test.c
int main()
{
    printf("%d\n", Add(2, 3));
    return 0;
}

代码1正常，代码2在编译的时候会出现连接性错误.

结论：

一个函数被static修饰，使得这个函数只能在本源文件内使用，不能在其他源文件内使用。

总结：

  1. static 修饰局部变量，局部变量的生命周期变长

  2. static 修饰全部变量，改变了变量的作用域 - 让静态的全局变量

    只能在自己所在的源文件内部使用出了源文件就没法再使用了

  3. static修饰函数 ，也是改变了函数的作用域-不准确，让函数只能在自己所在的源文件内部使用

    static修饰函数改变了函数的链接属性，外部链接属性 -> 内部链接属性

13.#define 定义常量和宏

//#define 定义标识常量
//#define MAX 100
//#define 可以定义宏 - 带参数

//函数的实现
int Max(int x, int y)
{
	if (x > y)
		return x;
	else
		return y;
}

//宏的定义
#define MAX(x,y) (x>y?x:y)
int main()
{
	//int a = MAX;
	int a = 10;
	int b = 20;
	//函数
	int max = Max(a, b);
	printf("%d\n", max);
	//宏的方式
	max = MAX(a, b);
	printf("%d\n", max);
	return 0;
}

14.指针

14.1内存

请跳转之前写的文章：一起探究：内存是如何产生的-优快云博客

变量是创建内存中的（在内存中分配空间的），每个内存单元都有地址，所以变量也是有地址的。

取出变量地址如下：

int main()
{
    int num = 10;
    &num;//取出num的地址
    //注：这里num的4个字节，每个字节都有地址，取出的是第一个字x节的地址（较小的地址）
    printf("%p\n", &num);//打印地址，%p是以地址的形式打印
    return 0;
}

那地址是如何存储？ 需要定义指针变量

int num = 10;
int *p;//p为一个整形指针变量
p = &num;

指针实例：

int main()
{
	int a = 10;//4个字节
	int* p = &a;//取地址
	//printf("%p\n", &a);
	//printf("%p\n", p);
	*p = 20;//* - 解引用操作符
	printf("a = %d\n", a);

	//有一种变量是用来存放地址的-指针变量
	//printf("%p\n", &a);

	return 0;
}

代码内存分部

以整形指针举例，可以推广到其他类型，如：

int main()
{
	char ch = 'w';
	char* pc = &ch;
	printf("%d\n", sizeof(pc));
	//*pc = 'a';
	//printf("%c\n", ch);
	return 0;
}

14.2指针变量大小

#include <stdio.h>
//指针变量的大小取决于地址的大小
//32位平台下地址是32个bit位（即4个字节）
//64位平台下地址是64个bit位（即8个字节）
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(char *));
    printf("%d\n", sizeof(short *));
    printf("%d\n", sizeof(int *));
    printf("%d\n", sizeof(double *));
    return 0;
}

**结论：**指针大小在32位平台是4个字节，64位平台是8个字节。

15.结构体

结构体是C语言中特别重要的知识点，结构体使得C语言有能力描述复杂类型。 比如描述学生，书籍： 名字+价格+出版社 这几项信息。

这里只能使用结构体来描述了

例如：

struct Book
{
	char name[20];//C语言程序设计
	short price;// 55
};

结构体初始化及应用：

struct Book
{
	char name[20];//C语言程序设计
	short price;// 55
};
int main()
{
	//利用结构体类型-创建一个该类型的结构体变量
    //初始化
	struct Book b1 = { "C语言程序设计",55 };
	//修改价格
	//b1.price = 15;
	//printf("%d\n", b1.price);
	//若是想修改名字呢？
	//b1.name = "C++"; //err  name 是数组
	strcpy(b1.name, "C++");//strcpy-string copy - 字符串拷贝-库函数-string.h
	printf("%s\n", b1.name);
	
	struct Book* pb = &b1;
	//利用pb打印出来我的书名和价格
	// . 结构体变量.成员
	// -> 结构体变量->成员
	//printf("%s\n", pb->name);
	//printf("%d\n", pb->price);

	//printf("%s\n", (*pb).name); //上面是升级版
	//printf("%d\n", (*pb).price);

	printf("书名:%s\n", b1.name);
	printf("价格:%d元\n", b1.price);

	b1.price = 15;
	printf("修改后的价格:%d\n", b1.price);

	return 0;

}

ntf("%d\n", sizeof(short *));
printf("%d\n", sizeof(int *));
printf("%d\n", sizeof(double *));
return 0;
}


**结论：**指针大小在32位平台是4个字节，64位平台是8个字节。



#### 15.结构体

---

结构体是C语言中特别重要的知识点，结构体使得C语言有能力描述复杂类型。 比如描述学生，书籍： `名字+价格+出版社` 这几项信息。 

这里只能使用结构体来描述了

例如：

~~~c
struct Book
{
	char name[20];//C语言程序设计
	short price;// 55
};

结构体初始化及应用：

struct Book
{
	char name[20];//C语言程序设计
	short price;// 55
};
int main()
{
	//利用结构体类型-创建一个该类型的结构体变量
    //初始化
	struct Book b1 = { "C语言程序设计",55 };
	//修改价格
	//b1.price = 15;
	//printf("%d\n", b1.price);
	//若是想修改名字呢？
	//b1.name = "C++"; //err  name 是数组
	strcpy(b1.name, "C++");//strcpy-string copy - 字符串拷贝-库函数-string.h
	printf("%s\n", b1.name);
	
	struct Book* pb = &b1;
	//利用pb打印出来我的书名和价格
	// . 结构体变量.成员
	// -> 结构体变量->成员
	//printf("%s\n", pb->name);
	//printf("%d\n", pb->price);

	//printf("%s\n", (*pb).name); //上面是升级版
	//printf("%d\n", (*pb).price);

	printf("书名:%s\n", b1.name);
	printf("价格:%d元\n", b1.price);

	b1.price = 15;
	printf("修改后的价格:%d\n", b1.price);

	return 0;

}
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