本文介绍了C语言的基础知识，包括在Ubuntu上编译程序的步骤，C程序的组成，如预处理指令、函数定义、数据类型、运算符和表达式。还涵盖了输入/输出、分支和循环结构，以及数组的使用。此外，讨论了函数参数传递、递归函数和多源代码文件的编译。
作为一个小白，在各大视频和参考书籍（C Primer Plus等）的帮助下，马马虎虎完成了C基础的理论学习和部分项目的实现，以下是我学习的相关书籍顺序以及我认为平常学习需要注意的点，个人拙见，可能存在不足和错误，望大家慷慨指导，谢谢！
1. C语言的概述及Ubuntu上编写程序的操作
C语言的概述：
C语言是一种通用的高级编程语言，由Dennis Ritchie在20世纪70年代早期在贝尔实验室开发。C语言以其简洁、高效和灵活的特点而受到广泛欢迎。它在系统编程、嵌入式系统和操作系统开发中得到广泛应用。
Ubuntu上编写程序的操作：
1. 安装编译器：Ubuntu默认安装了GNU C编译器（GCC）。如果没有安装，可以在终端中运行以下命令安装：`sudo apt-get install gcc`
2. 编写代码：使用文本编辑器（如`nano`、`vim`或`gedit`）编写C代码，并将其保存为.c文件。
3. 编译代码：在终端中，使用GCC编译器将C代码编译成可执行文件。命令格式：`gcc a.c`
4. 运行程序：在终端中，通过输入可执行文件名来运行程序。例如：`./a.out`
2. C语言程序的组成
1.预处理指令：
预处理指令以`#`符号开头，告诉编译器在实际编译之前对代码进行预处理。例如，`#include`用于包含头文件，`#define`用于定义常量。
2.函数定义：
C程序由一个或多个函数组成。每个C程序至少有一个主函数（`main`函数），它是程序执行的起点。
3.全局变量声明：
全局变量在函数外部定义，可以在整个程序中使用。它们在函数调用之间保持值的持久性。
4.主函数：
主函数（`main`函数）是C程序的起点，程序从这里开始执行。它必须存在，并且只能有一个。
3. C语言的基本构成元素和数据类型
1.标识符：
在C语言中，标识符是用来标识变量、函数、结构等的名称。标识符由字母、数字和下划线组成，必须以字母或下划线开头。
2.关键字（32个）：
关键字是C语言中预定义的具有特殊含义的单词，例如`int`、`if`、`else`等。它们不能用作标识符。
参考百度百科：
auto ：声明自动变量
break：跳出当前循环
case：开关语句分支
const ：声明只读变量
continue：结束当前循环，开始下一轮循环
default：开关语句中的“默认”分支
double ：声明双精度浮点型变量或函数返回值类型
else ：条件语句否定分支（与 if 连用）
enum ：声明枚举类型
extern：声明变量或函数是在其它文件或本文件的其他位置定义
float：声明浮点型变量或函数返回值类型
for：一种循环语句
goto：无条件跳转语句
if:条件语句
int： 声明整型变量或函数
long ：声明长整型变量或函数返回值类型
register：声明寄存器变量
short ：声明短整型变量或函数
static ：声明静态变量
switch :用于开关语句
typedef：用以给数据类型取别名
unsigned：声明无符号类型变量或函数
3.常量：
常量是在程序中固定不变的值，可以是整数常量、浮点数常量、字符常量或字符串常量。
4.变量：
变量是用于存储数据的内存位置。在使用变量之前，必须先声明其数据类型。
变量分为：整型变量（[ ]int），实型变量（float, double, long double），字符型变量（char）。
5.数据类型：
C语言提供了基本数据类型，如整型（`int`）、字符型（`char`）、浮点型（`float`）等。还有派生数据类型，如数组、结构体和指针。
注意：
1.理解标识符的命名规则和约定，避免命名冲突和错误。标识符由字母、数字和下划线组成，必须以字母或下划线开头。
2.理解不同数据类型的用途和表示范围，特别是在进行数据类型转换时要注意数据溢出和精度丢失。
3.auto、static、register、extern变量的作用及具体用法。
4.隐式类型转换和强制类型转换的使用，C语言强转中要把类型说明符给括起来，k=(int)(a+b);
4. 运算符和表达式
1.算术运算符：
C语言提供了基本的算术运算符，如`+`、`-`、`*`、`/`和`%`。它们用于执行基本的算术计算。
2.逻辑运算符：
逻辑运算符用于执行逻辑操作，如与（`&&`）、或（`||`）和非（`!`）。
3.关系运算符：
关系运算符用于比较两个值，如等于（`==`）、不等于（`!=`）、大于（`>`）、小于（`<`）、大于等于（`>=`）和小于等于（`<=`）。
4.赋值运算符：
赋值运算符（`=`）用于将值赋给变量。a=10;即将10赋值给变量a。
5.位运算 计算机中特有的运算 所有运算目标 均针对二进制而言
按位 & 将二进制中的每一位进行与操作 与0得0 与1不变
按位 | 将二进制中的每一位进行或操作 或1得1 或0不变
按位取反 ~ 单目运算
按位异或 ^ 相同为0 不同为1
移位运算：
逻辑左移 << 高位移出丢弃 低位补0
算数右移 >> 低位移出对齐 无符号数 高位补0 有符号数 高位补符号位。
6. 表达式：
表达式由运算符和操作数组成，用于执行计算并生成结果。表达式的结果可以是常量、变量或复杂的算术值。
注意：
1.熟悉各种运算符的优先级和结合性，避免表达式计算出现错误。在表达式中使用括号来明确优先级。如：a=2, 5-1, 4+3, 6*9; 此时a的值为2，不是54，因为赋值运算符的优先级高于逗号运算符，可以加（）以提升逗号运算符的优先级。
2.注意逻辑运算符的短路特性，以避免不必要的计算：
(表达式1）&&(表达式2)：
如果表达式1为假，则表达式2不会进行运算，因为此时不管表达式2值为什么，输出都为0，编译器直接跳过表达式2，即表达式2“被短路”。
(表达式1）||(表达式2)：
如果表达式1为真，则表达式2不会进行运算，即表达式2“被短路”。
若表达式2存在’=’赋值运算，如a=3，此时3因为短路特性将不会被赋值到a中，若此时求a的值，输出不为3，特别注意。
5. 用户与计算机交互——输入/输出
1.输出函数（`printf`）：
`printf`函数用于将数据输出到屏幕上。它可以输出字符串、变量的值以及其他格式化的输出。
2.输入函数（`scanf`）：
`scanf`函数用于从用户获取输入数据。它根据格式字符串读取用户输入，并将输入的值存储在变量中。
注意：
1.在使用printf函数时，注意控制输出格式，以确保输出内容的正确性和可读性。使用格式化字符串，如%d、%f、%c和%s来输出不同类型的数据。
2.使用scanf函数时，注意对输入的验证和错误处理，以避免程序崩溃或陷入死循环。在输入数据时，确保输入的数据类型和格式与scanf函数中的格式字符串相匹配。
6. 分支结构程序设计
1.`if`语句：
`if`语句用于根据条件执行不同的代码块。如果条件为真，执行`if`语句后的代码块；否则，跳过`if`语句，执行其他代码。
2.`else`语句：
`else`语句用于在条件为假时执行另一个代码块。
3.`switch`语句：
`switch`语句根据表达式的值，选择执行不同的代码块。它可以替代多个`if-else`语句。
注意：
1.对于多个条件的判断，理解if-else和switch语句的选择使用，以及注意避免嵌套过多的if-else语句。
2.在使用switch语句时，注意每个case后面需要添加break语句，以防止出现不必要的执行。但针对特定情形可以利用switch…case…不加break完成程序的连续累加。例如，求某个日期是当年的第几天，可以通过这一特性将每月的天数累加到一个变量中。
7. 循环结构与转移语句
1. `for`循环：
`for`循环用于重复执行一段代码，它有初始化、条件和更新三个部分，可以在循环执行之前和之后执行一些操作。
2. `while`循环：
`while`循环在循环执行之前检查条件是否为真，如果为真，则执行循环内的代码。
3. `do-while`循环：
`do-while`循环先执行一次循环内的代码，然后在循环条件为真时重复执行。
4. 转移语句：
`break`语句用于在循环中提前跳出循环。`continue`语句用于结束当前循环迭代，进入下一次循环迭代。
5.嵌套循环：
指在一个循环中包含另一个循环。常用于按行和列显示数据，就是外循环处理行，内循环处理列。
#include <stdio.h>
int main() {
int rows = 5;
for (int i = 1; i <= rows; i++) {
// 打印空格
for (int j = 1; j <= rows - i; j++) {
printf(" ");
}
// 打印星号
for (int k = 1; k <= i; k++) {
printf("* ");
}
printf("\n");
}
return 0;
}
输出的结果如图：
*
* *
* * *
* * * *
* * * * *
注意：
1.理解循环结构的退出条件和循环体的执行次数，避免无限循环，如while（1），for（;;）{}。
2.注意在使用转移语句时，确保程序逻辑正确，避免使用过多的转移语句造成程序流程混乱。
8. 数组
1.一维数组：
一维数组是由相同类型的元素组成的数据结构，通过索引可以访问数组中的元素。
2. 二维数组：
二维数组是由多个一维数组组成的数据结构，可以使用两个索引来访问数组中的元素。
3.字符数组：
字符数组是用于存储字符串的一种特殊的一维数组。
4.数组的排序算法：
常见的排序算法，如冒泡排序、插入排序和快速排序等，用于对数组进行排序。
5.字符串处理函数：
C语言提供了许多用于处理字符串的库函数，例如`strlen`、`strcpy`和`strcat`等。
6.数组的遍历：
数组是C语言中的一种数据结构，用于存储一系列相同数据类型的元素。数组提供了一种有效的方式来组织和访问大量相似数据，并且在程序中使用广泛。
声明和初始化数组：
在C语言中，声明数组需要指定数组的数据类型和数组名，并使用方括号`[]`来表示数组的大小。
// 声明一个整型数组arr，包含5个元素
int arr[5];
数组的元素可以通过索引访问，数组索引从0开始，直到数组大小减1。
数组的初始化可以在声明时进行，也可以在后续代码中逐个赋值。以下是两种初始化数组的方式：
// 声明并初始化整型数组arr
int arr1[5] = {1, 2, 3, 4, 5};// 声明整型数组arr，并逐个赋值
int arr2[5];
arr2[0] = 1;
arr2[1] = 2;
arr2[2] = 3;
arr2[3] = 4;
arr2[4] = 5;数组的大小是固定的，一旦定义后，大小不能再改变。
访问数组元素：
数组元素可以通过数组名和索引来访问。索引用于标识数组中的元素位置，可以是整型表达式或常量。
int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
// 访问数组元素
int firstElement = arr[0]; // 第一个元素，值为10
int thirdElement = arr[2]; // 第三个元素，值为30
// 修改数组元素
arr[1] = 25; // 将第二个元素的值修改为25需要注意的是，数组索引应该在合法范围内，否则会导致访问越界，可能引发未定义行为或程序崩溃。
多维数组：
C语言支持多维数组，即数组中的每个元素也是一个数组。常见的二维数组是最常用的多维数组。
// 声明一个二维整型数组matrix，包含2行3列
int matrix[2][3] = {
{1, 2, 3},
{4, 5, 6}
}; 多维数组的访问需要指定每个维度的索引。
// 访问二维数组元素
int element = matrix[1][2]; // 访问第2行第3列的元素，值为6数组的传递和函数：
在函数中，数组可以作为参数传递。数组作为函数参数时，传递的是数组的地址。因此，函数内部可以直接操作原始数组。
void printArray(int arr[ ], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main() {
int arr[ ] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
printArray(arr, size); // 数组作为参数传递给函数
return 0;
}
总结：
数组是C语言中用于存储一系列相同数据类型元素的数据结构。通过索引，可以访问数组中的每个元素。数组的大小在声明时确定，一旦定义后，大小不能再改变。C语言支持多维数组，使得数组可以用于更复杂的数据组织。在函数中，数组作为参数传递时，传递的是数组的地址，函数内部可以直接操作原始数组。使用数组可以提高程序的效率和可读性，是C语言中常用的数据结构。
注意：
1.理解数组的内存布局和索引，特别注意数组越界访问的问题。数组越界可能导致程序崩溃或产生未定义行为。
2.理解字符数组与字符串的关系，以及字符串处理函数的正确使用。字符串在C语言中以null字符\0结尾。
9. 函数
1.函数的定义和调用：
函数的定义和调用是C语言中非常重要的概念。函数允许我们将代码划分成独立的块，并在程序中多次使用。下面我们来详细讲解函数的定义和调用：
函数的定义：
在C语言中，函数的定义包括函数头和函数体。函数头指定了函数的返回类型、函数名和参数列表，函数体包含了函数的具体实现。
函数定义的一般形式如下：
返回类型 函数名(参数列表) {
// 函数体
// 在这里编写具体的代码
return 返回值; // 返回值的类型必须与函数声明中的返回类型匹配
}
其中：
返回类型：指定函数返回的数据类型。C语言支持多种返回类型，如整型(`int`)、浮点型(`float`)、字符型(`char`)等。
函数名：标识函数的名称。函数名必须是一个有效的标识符，用于在程序中调用函数。
参数列表：指定函数接受的输入参数。参数列表包含了参数的数据类型和名称，多个参数之间用逗号分隔。如果函数不需要接受参数，可以使用空的参数列表`void`表示。
以下是一个简单的函数定义的例子：
// 函数定义，该函数接受两个整型参数并返回它们的和
int add(int a, int b) {
int sum = a + b;
return sum; // 返回计算结果
}函数的调用：
函数定义只是定义了函数的结构和实现，并没有实际执行。要调用函数，需要在程序的其他地方使用函数名加上一对小括号，并在括号内传递函数所需的参数。
函数调用的一般形式如下：
返回值变量 = 函数名(参数1, 参数2, ...);
其中：
返回值变量：用于接收函数的返回值。函数的返回值可以是任何数据类型，需要用一个对应的变量来接收。
函数名：指定要调用的函数的名称。
参数1, 参数2, ...：是传递给函数的实际参数。这些参数的数据类型和顺序必须与函数定义中的参数列表匹配。
以下是使用上面定义的`add`函数进行调用的例子：
int result = add(5, 3); // 调用add函数，传递参数5和3，并将返回值保存到result变量中在调用函数时，程序会跳转到函数的定义位置，执行函数体中的代码，然后将结果返回到调用处。函数调用使得程序结构更加清晰，能够重复使用特定功能的代码块。
总结：函数的定义和调用是C语言中重要的概念。定义函数时需要指定返回类型、函数名和参数列表，并在函数体内实现具体的功能。调用函数时，需要使用函数名并传递相应的参数，以获取函数的返回值或执行特定的功能。函数的使用使得程序模块化，提高了代码的可读性和重用性。
2.函数参数传递：
函数参数传递的不同方式，包括值传递（单向的，实参到形参）、指针传递（双向，但是回来的路与去的路不一样，相当于进入另一个车道回来，而不是原车道。）和引用传递。
在C语言中，没有显式的引用类型，但可以通过指针来模拟引用传递。引用传递与指针传递类似，但更直观，更容易理解。
// 引用传递示例（使用指针模拟引用传递）
void swap(int &x, int &y) {
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
int main() {
int a = 5, b = 10;
swap(a, b); // 通过传递a和b的引用（指针）来进行参数传递
printf("a = %d, b = %d\n", a, b); // 输出结果为 "a = 10, b = 5"
return 0;
}注意：C语言中没有直接的引用类型，引用传递是通过传递指针来实现的。在C++中有引用类型，可以更直接地实现引用传递。
3.递归函数：
了解递归函数的概念和用法，以及递归函数的优缺点和适用条件。
4.编译多源代码文件的程序：
在Linux系统中安装GNU C编译器GCC。编译两个内含C函数的文件，用gcc a.c b.c生成名为a.out的可执行文件，这是C语言模块化的直接体现，C语言模块化离不开函数。
注意：
1.理解函数的返回值和参数传递，注意函数调用时参数的匹配。
2.在使用递归函数时，注意控制递归深度和递归结束条件，以防止栈溢出和无限递归。
3.C语言模块化是为了方便一个项目进行分工协作，最后再由“总工”合并，完成一个项目。
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