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C語言編程基礎入門學習筆記

C語言是面向過程的,而C++是面向對象的

第一章 概述

1. C語言的特點

語言簡潔、緊湊,使用方便、靈活。共有32個關鍵字,9種控制語句。

運算符豐富,公有34種運算符。

數據結構豐富,數據類型有:整型、實型、字元型、數組、指針、結構體、共用體等。

具有結構化的控制語句(如if…else、while、do…while、switch、for)

語法限制不太嚴格,程序設計自由度大。

允許直接訪問物理地址,能進行位(bit)操作,可以直接對硬體操作。

生成目標代碼質量高,程序執行效率高。

可移植性好。

2. C語言的用途

C雖不擅長科學計算和管理領域,但對操作系統和系統實用程序以及對硬體進行操作方面,C有明顯的優勢。現在很多大型應用軟體也用C編寫。

第二章 數據類型、運算符與表達式

1. C的數據類型

C的數據類型包括:整型、字元型、實型或浮點型(單精度和雙精度)、枚舉類型、數組類型、結構體類型、共用體類型、指針類型和空類型。

2. 常量與變數

常量其值不可改變,符號常量名通常用大寫。變數其值可以改變,變數名只能由字母、數字和下劃線組成,且第一個字元必須為字母或下劃線。否則為不合法的變數名。變數在編譯時為其分配相應存儲單元。

3. 整型數據

整型常量的表示方法:十進位不用說了,八進位以0開頭,如0123,十六進位以0x開頭,如0x1e。

整型變數分為:基本型(int)、短整型(short int)、長整型(long int)和無符號型。不同機器上各類數據所佔內存位元組數不同,一般int型為2個位元組,long型為4個位元組。

4. 實型數據

實型常量表示形式:十進位形式由數字和小數點組成(必須有小數點),如:0.12、.123、123

0.0等。指數形式如123e3代表123×10的三次方。

實型變數分為單精度(float)和雙精度(double)兩類。在一般系統中float型佔4位元組,7位有效數字,double型佔8位元組,15~16位有效數字。

5. 字元型數據

字元變數用單引號括起來,如"a","b"等。還有一些是特殊的字元常量,如" ",""等。分別代表換行和橫向跳格。

字元變數以char 來定義,一個變數只能存放一個字元常量。

字元串常量是由雙引號括起來的字元序列。這裡一定要注意"a"和"a"的不同,前者為字元常量,後者為字元串常量,c規定:每個字元串的結尾加一個結束標誌"",實際上"a"包含兩個字元:"a"和""。

6. 數值型數據間的混合運算

整型、字元型、實型數據間可以混合運算,運算時不同類型數據要轉換成同一類型再運算,轉換規則:

char,short -> int -> unsigned -> long -> double

7. 運算符和表達式

c運算符包括:

算數運算符( + - * / % )

關係運算符( > =

邏輯運算符( ! && || )

位運算符( > ~ | ^ & )

賦值運算符( = )

條件運算符( ? : )

逗號運算符( , )

指針運算符( * & )

求位元組數( sizeof )

強制類型轉換(類型)

分量運算符( . -> )

下標運算符( [ ] )

其它運算符( 如函數調用運算符( ) )

自增自減運算符( ++ -- )注意:++i和i++的不同之處,++i使用i之前先使i加1,i++使用i之後,使i加1。

逗號表達式的求解過程:先求解表達式1,再求解表達式2,整個表達式的值是表達式2的值。

第三章 最簡單的c程序設計

1.c的9種控制語句:

if() ~ else~

for()~

while()~

do~while()

continue

break

switch

goto

return

程序的三種基本結構:順序結構,選擇結構,循環結構

2.數據輸出

c語言不提供輸入輸出語句,輸入輸出操作是由c的庫函數完成。但要包含頭文件stdio.h。

putchar( ) 向終端輸出一個字元

printf( )的格式字元:

d格式符 用來輸出十進位整數

%d 按整型數據的實際長度輸出

%md 使輸出長度為m,如果數據長度小於m,則左補空格,如果大於m,則輸出實際長度

%ld 輸出長整型數據

o格式符 以八進位形式輸出整數

x格式符 以十六進位形式輸出整數

u格式符 用來輸出unsigned型數據,以十進位形式輸出

c格式符 用來輸出一個字元

s格式符 輸出一個字元串

%s 輸出實際長度字元串

%ms 輸出的串佔m列,如果串長度小於m,左補空格,如果大於m,實際輸出

%-ms輸出的串佔m列,如果串長度小於m,右補空格,

%m.ns 輸出佔m列,但只取字元串中左端n個字元並靠右對齊

%-m.ns m、n含義同上,靠左對齊,如果n>m,則m自動取n值

f格式符 以小數形式輸出實數

%f 整數部分全部輸出,小數部分輸出6位

%m.nf 輸出數據共佔m列,其中有n位小數。如果數值長度小於m,左補空格

%-m.nf 同上,右補空格

e格式符 以指數形式輸出實數

%e 系統指定6位小數,5位指數(e+002 )

g格式符 輸出實數,根據數值大小,自動選f格式或e格式

3.數據輸入

getchar( ) 從終端輸入一個字元

scanf( 格式控制,地址列表) 標準C scanf中不使用%u,對於unsigned型數據,以%d或%o或%x輸入。%後的*,用來跳過它相應的數據。輸入數據時不能規定精度如scanf( "%7.2f", &a );是不合法的。

第四章 邏輯運算和判斷選取控制

1. 關係運算符:

c提供6種關係運算符(> = == != )前四種優先順序高於後兩種。

2. If語句

C提供了三種形式的if語句

If(表達式) 語句

If(表達式) 語句1 else 語句2

If(表達式1) 語句1

Else if(表達式2) 語句2

else 語句n

3. 條件運算符

(a>b)?a:b 條件為真,表達式取值a,否則取值b

4. Switch語句

Switch(表達式)

{

case 常量表達式1:語句1; break;

case 常量表達式2:語句2; break;

case 常量表達式n:語句n; break;

default :語句n+1;

}

第五章 循環控制

1. 幾種循環語句

goto語句(現已很少使用)

while語句 先判斷表達式後執行語句

do-while語句 先執行語句後判斷表達式

for語句

2. Break語句和continue語句

Break語句用於跳出循環,continue用於結束本次循環。

中場休息時間!

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第六章 數組

1. 一維數組

c規定只有靜態存儲(static)和外部存儲(extern)數組才能初始化。給數組初始化時可以不指定數組長度。

2. 二維數組

3. 字元數組

部分字元串處理函數

puts(字元數組) 將一個字元串輸出到終端。

gets(字元數組) 從終端輸入一個字元串到字元數組,並且得到一個函數值,為該字元數組的首地址

strcat(字元數組1,字元數組2) 連接兩個字元數組中的字元串,數組1必須足夠大。

Strcpy(字元數組1,字元串2)  將字元串2拷貝到字元數組1中。

Strcmp(字元串1,字元串2) 比較字元串,相等返回0,字元串1>字元串2,返回正數,小於返回負數。

Strlen(字元數組) 求字元串長度。

Strlwr( 字元串) 將字元串中的大寫字母轉換成小寫

Strupr( 字元串)  將字元串中的小寫字母轉換成大寫

以上是一些比較常用的字元串處理函數。

第七章 函數

1. 關於形參和實參的說明

在函數被調用之前,形參不佔內存

實參可以是常量、變數或表達式

必須指定形參的類型

實參與形參類型應一致

實參對形參的數據傳遞是"值傳遞",即單向傳遞

2. 函數返回值

如果想讓函數返回一個值,在函數中就要用return語句來獲得,在定義函數時也要對函數值指定類型,如果不指定,默認返回整型。

3. 函數調用

1)注意在函數調用時實參和形參的個數、類型應一一對應。對實參表求值的順序是不確定的,有的系統按自左至右,有的系統則按自右至左的順序。這一點要注意。

2)函數調用的方式:函數語句,函數表達式,函數參數

3)如果主調函數和被調函數在同一文件中,並且主調函數在前,那麼一般要在主調函數中對被調函數進行說明。除非:(1)被調函數的返回值類型為整型或字元型(2)被調函數出現在主調函數之前。

4)對函數的說明和定義是不同的,定義是指對函數功能的確立,包括指定函數名,函數值類型,形參及其類型、函數體等。說明則只是對已定義的函數返回值類型進行說明,只包括函數名、函數類型以及一個空的括弧,不包括形參和函數體。

5)c語言允許函數的遞歸調用(在調用一個函數的過程中又出現直接或間接的調用該函數本身)。

4. 數組作為函數參數

1)數組元素作為函數參數 和一般變數相同

2)數組名作參數應該在主調和被調函數分別定義數組,形參數組的大小可以不定義。注意:數組名作參數,不是單向傳遞。

3)多維數組作參數,在被調函數中對形參數組定義時可以省略第一維的大小說明,但不能省略第二維或更高維的說明。

5. 局部變數和全局變數

從變數作用域角度分,變數可分為局部變數和全局變數。

1)內部變數(局部變數)

在一個函數內定義,只在函數範圍內有效的變數。

2)外部變數(全局變數)

在函數外定義,可以為本文件其它函數所共用,有效範圍從定義變數的位置開始到本文件結束。建議盡量少使用全局變數,因為它在程序全部執行過程中都佔用資源,而且使函數的通用性降低了。如果在定義外部變數之前的函數要想使用該外部變數,則應在該函數中用extern作外部變數說明。

6. 動態存儲變數與靜態存儲變數

從變數值存在的時間(生存期)角度來分,可分為靜態存儲變數和動態存儲變數。靜態存儲指在程序運行期間給變數分配固定的存儲空間,動態存儲指程序運行期間根據需要動態的給變數分配存儲空間。

C語言中,變數的存儲方法分為兩大類:靜態存儲類和動態存儲類,具體包括:自動的(auto),靜態的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。

1) 局部變數的存儲方式

函數中的局部變數如不作專門說明,都之auto的,即動態存儲的,auto可以省略。局部變數也可以定義為static的,這時它在函數內值是不變的。靜態局部變數如不賦初值,編譯時系統自動賦值為0,動態局部變數如不賦初值,則它的值是個不確定的值。C規定,只有在定義全局變數和局部靜態變數時才能對數組賦初值。為提高執行效率,c允許將局部變數值放在寄存器中,這種變數叫register變數,要用register說明。但只有局部動態變數和形式參數可以作為register變數,其它不行。

2) 全局變數的存儲方式

全局變數在函數外部定義,編譯時分配在靜態存儲區,可以在程序中各個函數所引用。多個文件的情況如何引用全局變數呢?假如在一個文件定義全局變數,在別的文件引用,就要在此文件中用extern對全局變數說明,但如果全局變數定義時用static的話,此全局變數就只能在本文件中引用了,而不能被其它文件引用。

3) 存儲類別小結

從作用域角度分,有局部變數和全局變數

局部變數:自動變數,即動態局部變數(離開函數,值就消失)

靜態局部變數(離開函數,值仍保留)

寄存器變數(離開函數,值就消失)

(形參可定義為自動變數和寄存器變數)

全局變數:靜態全局變數(只限本文件引用)

全局變數(允許其它文件引用)

從存在的時間分,有靜態存儲和動態存儲

動態存儲:自動變數(本函數內有效)

寄存器變數(本函數內有效)

形參

靜態存儲:靜態局部變數(函數內有效)

靜態全局變數(本文件內有效)

全局變數(其它文件可引用)

從變數值存放的位置分

靜態存儲區:靜態局部變數

靜態全局變數

全局變數

動態存儲區:自動變數和形參

寄存器內:寄存器變數

7. 內部函數和外部函數

內部函數:只能被本文件中的其它函數調用,定義時前加static,內部函數又稱靜態函數。

外部函數:可以被其它文件調用,定義時前加extern,如果省略,則隱含為外部函數,在需要調用此函數的文件中,一般要用extern說明。

第八章 預編譯處理

c編譯系統在對程序進行通常的編譯之前,先進行預處理。c提供的預處理功能主要有以下三種:1)宏定義 2)文件包含 3)條件編譯

1. 宏定義

不帶參數的宏定義

用一個指定的標識符來代表一個字元串,形式:#define 標識符 字元串

幾點說明:

1) 宏名一般用大寫

2) 宏定義不作語法檢查,只有在編譯被宏展開後的源程序時才會報錯

3) 宏定義不是c語句,不在行末加分號

4) 宏名有效範圍為定義到本源文件結束

5) 可以用#undef命令終止宏定義的作用域

6) 在宏定義時,可以引用已定義的宏名

帶參數的宏定義

定義形式:#define 宏名(參數表) 字元串

這和函數有些類似,但他們是不同的:

1) 函數調用時,先求實參表達式值,再代入形參,而宏只是簡單替換,並不求值

2) 函數調用是在程序運行時分配內存的,而宏展開時並不分配內存,也沒有返回值的概念

3) 對函數中的實參和形參都要定義類型,而且要求一致,宏名無類型,其參數也沒有類型。

4) 函數只有一個返回值,而宏可以得到幾個結果

5) 宏替換不佔運行時間,只佔編譯時間,而函數調用占運行時間

2. 文件包含處理

#include "文件1" 就是將文件1的全部內容複製插入到#include位置,作為一個源文件進行編譯。

在#include命令中,文件名可以用" "也可以用,假如現在file1.c中包含file2.h文件," "表示系統先在file1.c所在目錄中找file2.h,如果找不到,再按系統指定的標準方式檢索目錄,表示系統直接按指定的標準方式檢索目錄。所以用" "保險一點。

3. 條件編譯

條件編譯指不對整個程序都編譯,而是編譯滿足條件的那部分。條件編譯有以下幾種形式:

1)#ifdef 標識符

程序段1

#else

程序段2

#endif

它的作用:當標識符在前面已經被定義過(一般用#define),則對程序段1編譯,否則對程序段2編譯。

2)#ifndef 標識符

程序段1

#else

程序段2

#endif

它的作用和#ifdef相反,當標識符沒被定義過,對程序段1編譯,否則對程序段2編譯。

3)#if 表達式

程序段1

#else

程序段2

#endif

它的作用:當表達式值為真(非0)時,對程序段1編譯,否則對程序段2編譯。

第九章 指針

指針說白了就是地址。指針變數就是用來存放指針(地址)的變數。

1. 變數的指針和指向變數的指針變數

讀起來很拗口,說白了就是變數的地址和用來存放變數地址的地址變數。因為一個變數在編譯的時候系統要為它分配一個地址,假如再用一個變數來存放這個地址,那麼這個變數就叫做指向變數的指針變數,也就是用來存放變數地址的這麼一個變數。所謂"指向"就是指存放××的地址,如指向變數的指針變數,"指向"就是指用來存放變數的地址,再如指向數組的指針變數,"指向"就是指存放數組的地址。只要理解了這個,指針也就不難了。另外,還有指向字元串的指針變數,指向函數的指針變數,指向指針的指針變數等。

1) 指針變數的定義

形式:類型標識符 *標識符 如:int *pointer;

要注意兩點:*表示pointer是個指針變數,在用這個變數的時候不能寫成*pointer, *pointer是pointer指向的變數。一個指針變數只能指向同一個類型的變數。如上面 pointer只能指向int型變數。

2)指針變數的引用

兩個有關的運算符:

& 取地址運算符 &a 就代表變數a的地址

* 指針運算符  *a 就代表變數a的值

2. 數組的指針和指向數組的指針變數

數組的指針指數組的起始地址,數組元素的指針指數組元素的地址。

1)指向數組元素的指針變數的定義與賦值

定義和指向變數的指針變數定義相同,c規定數組名代表數組的首地址,即第一個數組元素地址。

2)通過指針引用數組元素

我們通常引用數組元素的形式是a[i],如果用指針可以這樣引用,*(a+i),或定義一個指針變數p,將數組a的首地址賦給p,p=a;然後用*(p+i)引用。

注意:指針變數p指向數組a首地址,則p++指向數組a的下一元素地址,即a[1]的地址。

3)數組名作函數參數

形參數組和實參數組之間並不是值傳遞,而是共用同一段地址,所以在函數調用過程中如果形參的值發生變化,則實參的值也跟著變化。

4)指向多維數組的指針和指針變數

以二維數組為居多。假設定義了一個二維數組a[3][4],那麼

a代表整個二維數組的首地址,也代表第0行的首地址,同時也是第0行第0列的元素的首地址。a +0和a[0]代表第0行首地址,a+1和a[1]代表第一行的首地址。

假設a是一個數組的首地址,那麼如果a是一維的,a+I代表第I個元素的地址,如果a是二維的,則a+I代表第I行的首地址。

那麼第一行第二列的元素地址如何表示呢?a[1]+2或&a[1][2]或*(a+1)+2。

我們只要記住:在二維數組中a代表整個數組的首地址,a[I]代表第I行的首地址,a[I]與*(a+I)等價就行了。只要運用熟練了就沒什麼複雜的了。

5)指向由m個整數組成的一維數組的指針變數

如:int (*p)[4],p是一個指向包含4個元素的一維數組,如果p先指向a[0],則p+1指向a[1],即p的增值是以一維數組的長度為單位的,這裡是4,舉個例子:

假設a[3][4]=,p先指向a[0]也就是數組a的首地址,那麼p+1就是a[1]的首地址即元素9的地址,因為在定義p時int (*p)[4],定義一維數組長度為4,所以p+1就等於加了一個一維數組的長度4。

3. 字元串的指針和指向字元串的指針變數

1)字元串的表示形式

c中字元串有兩種表示形式:一種是數組,一種是字元指針

char string[]="I love c!";

char *str="I love c!";

其實指針形式也是在內存中開闢了一個數組,只不過數組的首地址存放在字元指針變數str中,千萬不要認為str是一個字元串變數。

2)字元串指針作函數參數

實際上字元串指針就是數組的首地址。

3)字元指針變數與字元數組的區別

字元數組由若干元素組成,每個元素存放一個字元,而字元指針變數只存放字元串的首地址,不是整個字元串

對數組初始化要用static,對指針變數不用。

對字元數組賦值,只能對各個元素賦值,不能象下面這樣:

char str[14];

str="I love c!";

對指針變數可以,

char *str;

str="I love c!";

注意:此時賦給str的不是字元,而是字元串首地址。

數組在定義和編譯時分配內存單元,而指針變數定義後最好將其初始化,否則指針變數的值會指向一個不確定


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