C 语言学习笔记四

程序入门设计 — C 语言

第二周 核心语法

📝2.4 C 语言笔记 | 计算机存储规则

（隔壁老王也能秒懂！）

存储 = 电脑的"记忆仓库"🧠

• 核心逻辑：电脑把所有东西（照片、文档、游戏进度）都翻译成0和1，存在各种"仓库"里
• 比喻：内存像书桌（临时放正在用的书），硬盘像书柜（长期存书）

🔥 基础概念三件套

概念	通俗解释	生活类比
位(Bit)	0或1	灯泡开关（开=1，关=0）
字节(Byte)	8个 Bit 组成	一个汉字（比如"你"）
文件	多个字节的集合	一本漫画书

🌍 常见存储设备

1. 内存条(RAM)

   （书桌）

   • 特点：速度快，但关电脑就清空
   • 场景：打游戏时加载的地图数据

2. 硬盘

   （书柜）

   • 机械硬盘(HDD)：用磁盘转圈存数据（像老式唱片机）
   • 固态硬盘(SSD)：用芯片存数据（像U盘）

3. U盘/移动硬盘

   （背包）

   • 随身携带文件的"移动书包"

⚠️ 萌新必知常识

1. 文件大小
   • 1张照片≈2-5MB（能存200-500本书）
   • 1部电影≈1-2GB（能装满整个书柜）
2. 存储速度对比
   • 内存 > SSD > HDD（就像书包取书比书柜快）
3. 数据安全
   • 重要文件要存2份（就像存折放家里和银行）

🧪 简单实验

实验1：看文件大小

1. 右键点桌面文件 → 属性
2. 看"大小"栏（显示多少KB/MB/GB）

实验2：感受速度差异

1. 打开一个大型游戏（加载慢）
2. 关闭后重新打开（第二次加载快很多，因为存在内存里）

📌 核心总结

• 0和1统治世界：所有数据都是二进制
• 单位要分清：1GB=1024MB，买硬盘要看实际容量
• 内存≠硬盘：内存快但临时，硬盘慢但永久

下节预告：常见的进制 🚀

📝2.5 C 语言笔记 | 常见的进制

（隔壁老王也能秒懂！）

进制 = 数字的"方言"🗣️

• 核心逻辑：计算机只认0/1，但人类发明了更懒的数字写法
• 比喻：就像用"666"表示"牛"，进制是数字的"缩写密码"

🔥 四大常见进制

进制	基数	符号长啥样	宿舍场景
二进制	2	0/1	宿舍灯开关（开=1，关=0）
八进制	8	0-7	宿舍楼号（1号楼=01）
十进制	10	0-9	食堂饭卡余额
十六进制	16	0-9+A-F	王者皮肤颜色代码（#FF0000）

🌍 各进制"生存环境"

1. 二进制

   （计算机DNA）

   • 场景：CPU算题、内存存数据、网络传文件
   • 例子：0b1010 = 10（宿舍号10写成二进制）

2. 十六进制

   （程序员最爱）

   • 场景：调游戏参数、改网页颜色、看内存地址
   • 例子：0xFF = 255（王者皮肤代码）

3. 八进制

   （古董级选手）

   • 场景：Linux系统权限（chmod 755）
   • 例子：0777 = 全权限（慎用！）

4. 十进制

   （人类日常）

   • 场景：考试分数、食堂消费、体重数字
   • 例子：100分 = 满绩点（计算机里存成0b01100100）

⚠️ 进制转换避坑指南

1. 二进制↔十六进制

   🔄

   • 懒人技巧：4位二进制=1位十六进制
   • 例子：0b1101_1010 → 0xDA（直接拼字母）

2. 十进制转二进制

   🔢

   • 懒人技巧：不断÷2取余数
   • 例子：13 ÷2=6余1 → 6÷2=3余0 → 3÷2=1余1 → 1÷2=0余1 → 倒过来是1101

🧪 宿舍实验（5分钟）

实验1：灯开关猜数字

1. 宿舍灯开关状态：开=1，关=0
2. 连续按5次开关，记录二进制序列
3. 翻译成十进制（比如10101=21）

实验2：外卖颜色代码

1. 打开美团，找个外卖店
2. 看商家头图颜色代码（比如#FF5733）
3. 拆解成红/绿/蓝分量（红=FF，绿=57，蓝=33）

📌 宿舍夜谈总结

• 二进制优先：计算机底层都是0/1
• 十六进制必备：调游戏参数/改网页必备
• 十进制友好：输入输出默认用十进制

下节预告：整数类型 🚀

📝2.6 C 语言笔记 | 整数类型

（隔壁老王看了都说行！）

整数类型 = 给内存"定规矩"📏

• 核心逻辑：告诉电脑这块内存要存多大的整数（就像给抽屉贴标签）
• 比喻：用不同大小的杯子装水——水杯越大，装的水越多

🔥 四大整数类型

类型	代码示例	通俗解释	宿舍类比	大小（通常）	范围（32位系统）
char	char 楼层=3;	存小整数（宿舍楼层/ASCII码）	小盒子（放钥匙）	1字节	-128~127
short	short 教室=105;	存中等整数（教室号）	中号抽屉	2字节	-32768~32767
int	int 饭卡余额=500;	存常用整数（饭卡/年龄）	大号抽屉	4字节	-2147483648~2147483647
long long	long long 学号=20200001;	存超大整数（学号）	超大行李箱	8字节	-9e18~9e18

🌍 整数类型的"超能力"

1. 内存规划师

   🏠

   • char：用1个抽屉格子存楼层
   • long long：用8个格子存学号
   • 后果：用char存饭卡余额（>127元）→ 数值溢出！

2. 值范围警察

   👮

   • unsigned int：0~4294967295（非负数，如人数统计）
   • 爆雷现场：unsigned char 温度=-5 → 实际变成251（因为无符号）

3. 类型转换刺客

   🗡️

   int 大数 = 30000;
   short 小数 = 大数; // 截断！小数变成-31072（32767是short最大值）
   

⚠️ 萌新必踩坑

1. 整数溢出🎣

   char 楼层 = 130; // 超出char范围（-128~127）
   printf("%d", 楼层); // 输出-126（溢出回绕）
   

2. 符号陷阱🕳️

   unsigned int 倒计时 = 0;
   倒计时--; // 变成4294967295（无符号数不会变负数！）
   

3. 隐式转换🎭

   float 分数 = 95.5;
   int 整数分数 = 分数; // 直接丢弃小数部分 → 95
   

🧪 宿舍实验（5分钟）

实验1：内存占位比赛

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("char占%zu字节\n", sizeof(char));
    printf("short占%zu字节\n", sizeof(short));
    printf("int占%zu字节\n", sizeof(int));
    printf("long long占%zu字节\n", sizeof(long long));
    // 输出：1,2,4,8（32位系统）
    return 0;
}

实验2：溢出可视化

#include <stdio.h>
#include <limits.h> // 包含类型最大值定义
 
int main() {
    unsigned char 温度 = 255;
    温度++; // 溢出回绕到0
    printf("温度:%u", 温度); // 输出0
    return 0;
}

📌 本节总结

• 先小后大：能char不用int（省内存）
• 明确符号：需要负数用signed，否则用unsigned
• 警惕溢出：超过范围就"回绕"（用<limits.h>查最大值）

下节预告：浮点数类型 🚀（小数点的生存法则）

📝2.7 C 语言小数类型入门笔记（厨房版）

（隔壁老王看了都说香！）

小数类型 = 给数字"称重量"⚖️

• 核心逻辑：告诉电脑这块内存要存多精确的小数（就像给量杯贴刻度）
• 比喻：用不同精度的厨房工具处理食材——量杯越精细，称量越准

🍳 三大量具家族

类型	代码示例	通俗解释	厨房类比	大小（通常）	有效数字
float	float 糖量=3.14f;	单精度浮点数	量杯（粗略量）	4字节	6-7位
double	double 菜价=9.98;	双精度浮点数（默认）	电子秤（精确）	8字节	15-16位
long double	long double 药剂=0.001L;	扩展精度浮点数	实验室天平	12-16字节	18-19位

🔥 小数类型的"超能力"

1. 精度魔术师 🧙

   double 披萨直径 = 12.5;    // 精确到毫米级
   float 蛋糕重量 = 0.25f;    // 只能精确到克级
   

   后果：用float存银行利息→ 0.1+0.2可能不等于0.3！

2. 科学计数法大师 🔬

   double 光速 = 3e8;         // 3×10^8 米/秒
   long double 原子质量 = 1.67e-27; // 超级小的数
   

3. 隐式转换刺客 🗡️

   double 大杯奶茶 = 500.5;
   float 小杯奶茶 = 大杯奶茶; // 截断！可能变成500.499939
   

⚠️ 厨房翻车现场

1. 精度丢失之谜 🍳

   float 余额 = 0.0f;
   for(int i=0; i<10000; i++) {
       余额 += 0.0001f;
   }
   printf("%.10f", 余额); // 输出0.9999999404（不是精确的1元！）
   

2. 比较陷阱 ⚠️

   double a = 0.1 + 0.2;
   if(a == 0.3) { // 永远不会执行！
       printf("数学老师要哭了");
   }
   

3. 格式符错配 📏

   float 身高 = 1.75f;
   printf("%d", 身高); // 乱码警告！应该用%f或%lf
   

🧪 厨房实验（5分钟）

实验1：精度可视化

#include <stdio.h>
int main() {
    float f = 0.1f;
    double d = 0.1;
    printf("float版0.1: %.20f\n", f);  // 0.10000000149011611938
    printf("double版0.1: %.20lf\n", d); // 0.10000000000000000555
    return 0;
}

实验2：科学计数法

#include <stdio.h>
int main() {
    long double 氢原子质量 = 1.67e-27;
    printf("氢原子质量: %Le kg\n", 氢原子质量); // 输出1.670000e-27
    return 0;
}

📌 本节总结

• 日常选妃：优先用double（精度够用还不占太多内存）
• 金融禁区：涉及钱💰必须用整数分（如1元=100分）
• 比较秘诀：判断差值是否小于epsilon（如fabs(a-b) < 1e-6）

下节预告：字符类型 🎭（ASCII码的魔法世界）