C语言编程学习笔记

C语言是面向过程的,而C++是面向对象的

C和C++的区别:

C是一个结构化语言,它的重点在于算法和数据结构。C程序的设计首要考虑的是如何通过一个过程,对输入(或环境条件)进行运算处理得到输出(或实现过程(事务)控制)。

C++,首要考虑的是如何构造一个对象模型,让这个模型能够契合与之对应的问题域,这样就可以通过获取对象的状态信息得到输出或实现过程(事务)控制。 所以C与C++的最大区别在于它们的用于解决问题的思想方法不一样。之所以说C++比C更先进,是因为“ 设计这个概念已经被融入到C++之中 ”。

C与C++的最大区别:在于它们的用于解决问题的思想方法不一样。之所以说C++比C更先进,是因为“ 设计这个概念已经被融入到C++之中 ”,而就语言本身而言,在C中更多的是算法的概念。那么是不是C就不重要了,错!算法是程序设计的基础,好的设计如果没有好的算法,一样不行。而且,“C加上好的设计”也能写出非常好的东西。

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第一章 概述 

1. C语言的特点

①语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。共有32个关键字,9种控制语句。

②运算符丰富,公有34种运算符。

③数据结构丰富,数据类型有:整型、实型、字符型、数组、指针、结构体、共用体等。

④具有结构化的控制语句(如if…else、while、do…while、switch、for)

⑤语法限制不太严格,程序设计自由度大。

⑥允许直接访问物理地址,能进行位(bit)操作,可以直接对硬件操作。

⑦生成目标代码质量高,程序执行效率高。

⑧可移植性好。

2. C语言的用途

C虽不擅长科学计算和管理领域,但对操作系统和系统实用程序以及对硬件进行操作方面,C有明显的优势。现在很多大型应用软件也用C编写。

第二章 数据类型、运算符与表达式

1. C的数据类型

C的数据类型包括:整型、字符型、实型或浮点型(单精度和双精度)、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。

2. 常量与变量

常量其值不可改变,符号常量名通常用大写。变量其值可以改变,变量名只能由字母、数字和下划线组成,且第一个字符必须为字母或下划线。否则为不合法的变量名。变量在编译时为其分配相应存储单元。

3. 整型数据

整型常量的表示方法:十进制不用说了,八进制以0开头,如0123,十六进制以0x开头,如0x1e。

整型变量分为:基本型(int)、短整型(short int)、长整型(long int)和无符号型。不同机器上各类数据所占内存字节数不同,一般int型为2个字节,long型为4个字节。

4. 实型数据

实型常量表示形式:十进制形式由数字和小数点组成(必须有小数点),如:0.12、.123、123

0.0等。指数形式如123e3代表123×10的三次方。

实型变量分为单精度(float)和双精度(double)两类。在一般系统中float型占4字节,7位有效数字,double型占8字节,15~16位有效数字。

5. 字符型数据

字符变量用单引号括起来,如'a','b'等。还有一些是特殊的字符常量,如' ',' '等。分别代表换行和横向跳格。

字符变量以char 来定义,一个变量只能存放一个字符常量。

字符串常量是由双引号括起来的字符序列。这里一定要注意'a'和"a"的不同,前者为字符常量,后者为字符串常量,c规定:每个字符串的结尾加一个结束标志'',实际上"a"包含两个字符:'a'和''。

6. 数值型数据间的混合运算

整型、字符型、实型数据间可以混合运算,运算时不同类型数据要转换成同一类型再运算,转换规则:

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

7. 运算符和表达式

c运算符包括:

算数运算符( + - * / % )

关系运算符( > < == >= <= != )

逻辑运算符( ! && || )

位运算符( << >> ~ | ^ & )

赋值运算符( = )

条件运算符( ? : )

逗号运算符( , )

指针运算符( * & )

求字节数( sizeof )

强制类型转换(类型)

分量运算符( . -> )

下标运算符( [ ] )

其它运算符( 如函数调用运算符( ) )

自增自减运算符( ++ -- )注意:++i和i++的不同之处,++i使用i之前先使i加1,i++使用i之后,使i加1。

逗号表达式的求解过程:先求解表达式1,再求解表达式2,整个表达式的值是表达式2的值。

第三章 最简单的c程序设计

1.c的9种控制语句:

if() ~ else~

for()~

while()~

do~while()

continue

break

switch

goto

return

程序的三种基本结构:顺序结构,选择结构,循环结构

2.数据输出

c语言不提供输入输出语句,输入输出操作是由c的库函数完成。但要包含头文件stdio.h。

putchar( ) 向终端输出一个字符

printf( )的格式字符:

① d格式符 用来输出十进制整数

%d 按整型数据的实际长度输出

%md 使输出长度为m,如果数据长度小于m,则左补空格,如果大于m,则输出实际长度

%ld 输出长整型数据

② o格式符 以八进制形式输出整数

③ x格式符 以十六进制形式输出整数

④ u格式符 用来输出unsigned型数据,以十进制形式输出

⑤ c格式符 用来输出一个字符

⑥ s格式符 输出一个字符串

%s 输出实际长度字符串

%ms 输出的串占m列,如果串长度小于m,左补空格,如果大于m,实际输出

%-ms输出的串占m列,如果串长度小于m,右补空格,

%m.ns 输出占m列,但只取字符串中左端n个字符并靠右对齐

%-m.ns m、n含义同上,靠左对齐,如果n>m,则m自动取n值

⑦ f格式符 以小数形式输出实数

%f 整数部分全部输出,小数部分输出6位

%m.nf 输出数据共占m列,其中有n位小数。如果数值长度小于m,左补空格

%-m.nf 同上,右补空格

⑧ e格式符 以指数形式输出实数

%e 系统指定6位小数,5位指数(e+002 )

⑨ g格式符 输出实数,根据数值大小,自动选f格式或e格式

3.数据输入

getchar( ) 从终端输入一个字符

scanf( 格式控制,地址列表) 标准C scanf中不使用%u,对于unsigned型数据,以%d或%o或%x输入。%后的*,用来跳过它相应的数据。输入数据时不能规定精度如scanf( "%7.2f", &a );是不合法的。

第四章 逻辑运算和判断选取控制

1. 关系运算符:

c提供6种关系运算符(> < <= >= == != )前四种优先级高于后两种。

2. If语句

C提供了三种形式的if语句

If(表达式) 语句

If(表达式) 语句1 else 语句2

If(表达式1) 语句1

Else if(表达式2) 语句2

else 语句n

3. 条件运算符

(a>b)?a:b 条件为真,表达式取值a,否则取值b

4. Switch语句

Switch(表达式)

{

case 常量表达式1:语句1; break;

case 常量表达式2:语句2; break;

   …

case 常量表达式n:语句n; break;

  default :语句n+1;

}

第五章 循环控制

1. 几种循环语句

goto语句(现已很少使用)

while语句 先判断表达式后执行语句

do-while语句 先执行语句后判断表达式

for语句

2. Break语句和continue语句

Break语句用于跳出循环,continue用于结束本次循环。

中场休息时间!

第六章 数组

1. 一维数组

c规定只有静态存储(static)和外部存储(extern)数组才能初始化。给数组初始化时可以不指定数组长度。

2. 二维数组

3. 字符数组

部分字符串处理函数

puts(字符数组) 将一个字符串输出到终端。

gets(字符数组) 从终端输入一个字符串到字符数组,并且得到一个函数值,为该字符数组的首地址

strcat(字符数组1,字符数组2) 连接两个字符数组中的字符串,数组1必须足够大。

Strcpy(字符数组1,字符串2)  将字符串2拷贝到字符数组1中。

Strcmp(字符串1,字符串2) 比较字符串,相等返回0,字符串1>字符串2,返回正数,小于返回负数。

Strlen(字符数组) 求字符串长度。

Strlwr( 字符串) 将字符串中的大写字母转换成小写

Strupr( 字符串)  将字符串中的小写字母转换成大写

以上是一些比较常用的字符串处理函数。

第七章 函数

1. 关于形参和实参的说明

① 在函数被调用之前,形参不占内存

② 实参可以是常量、变量或表达式

③ 必须指定形参的类型

④ 实参与形参类型应一致

⑤ 实参对形参的数据传递是"值传递",即单向传递

2. 函数返回值

如果想让函数返回一个值,在函数中就要用return语句来获得,在定义函数时也要对函数值指定类型,如果不指定,默认返回整型。

3. 函数调用

1)注意在函数调用时实参和形参的个数、类型应一一对应。对实参表求值的顺序是不确定的,有的系统按自左至右,有的系统则按自右至左的顺序。这一点要注意。

2)函数调用的方式:函数语句,函数表达式,函数参数

3)如果主调函数和被调函数在同一文件中,并且主调函数在前,那么一般要在主调函数中对被调函数进行说明。除非:(1)被调函数的返回值类型为整型或字符型(2)被调函数出现在主调函数之前。

4)对函数的说明和定义是不同的,定义是指对函数功能的确立,包括指定函数名,函数值类型,形参及其类型、函数体等。说明则只是对已定义的函数返回值类型进行说明,只包括函数名、函数类型以及一个空的括弧,不包括形参和函数体。

5)c语言允许函数的递归调用(在调用一个函数的过程中又出现直接或间接的调用该函数本身)。

4. 数组作为函数参数

1)数组元素作为函数参数 和一般变量相同

2)数组名作参数应该在主调和被调函数分别定义数组,形参数组的大小可以不定义。注意:数组名作参数,不是单向传递。

3)多维数组作参数,在被调函数中对形参数组定义时可以省略第一维的大小说明,但不能省略第二维或更高维的说明。

5. 局部变量和全局变量

从变量作用域角度分,变量可分为局部变量和全局变量。

1)内部变量(局部变量)

在一个函数内定义,只在函数范围内有效的变量。

2)外部变量(全局变量)

在函数外定义,可以为本文件其它函数所共用,有效范围从定义变量的位置开始到本文件结束。建议尽量少使用全局变量,因为它在程序全部执行过程中都占用资源,而且使函数的通用性降低了。如果在定义外部变量之前的函数要想使用该外部变量,则应在该函数中用extern作外部变量说明。

6. 动态存储变量与静态存储变量

从变量值存在的时间(生存期)角度来分,可分为静态存储变量和动态存储变量。静态存储指在程序运行期间给变量分配固定的存储空间,动态存储指程序运行期间根据需要动态的给变量分配存储空间。

C语言中,变量的存储方法分为两大类:静态存储类和动态存储类,具体包括:自动的(auto),静态的(static),寄存器的(register),外部的(extern)。

1) 局部变量的存储方式

函数中的局部变量如不作专门说明,都之auto的,即动态存储的,auto可以省略。局部变量也可以定义为static的,这时它在函数内值是不变的。静态局部变量如不赋初值,编译时系统自动赋值为0,动态局部变量如不赋初值,则它的值是个不确定的值。C规定,只有在定义全局变量和局部静态变量时才能对数组赋初值。为提高执行效率,c允许将局部变量值放在寄存器中,这种变量叫register变量,要用register说明。但只有局部动态变量和形式参数可以作为register变量,其它不行。

2) 全局变量的存储方式

全局变量在函数外部定义,编译时分配在静态存储区,可以在程序中各个函数所引用。多个文件的情况如何引用全局变量呢?假如在一个文件定义全局变量,在别的文件引用,就要在此文件中用extern对全局变量说明,但如果全局变量定义时用static的话,此全局变量就只能在本文件中引用了,而不能被其它文件引用。

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3) 存储类别小结

从作用域角度分,有局部变量和全局变量

局部变量:自动变量,即动态局部变量(离开函数,值就消失)

静态局部变量(离开函数,值仍保留)

 寄存器变量(离开函数,值就消失)

 (形参可定义为自动变量和寄存器变量)

全局变量:静态全局变量(只限本文件引用)

 全局变量(允许其它文件引用)

从存在的时间分,有静态存储和动态存储

动态存储:自动变量(本函数内有效)

 寄存器变量(本函数内有效)

 形参

静态存储:静态局部变量(函数内有效)

 静态全局变量(本文件内有效)

 全局变量(其它文件可引用)

从变量值存放的位置分

静态存储区:静态局部变量

  静态全局变量

全局变量

动态存储区:自动变量和形参

寄存器内:寄存器变量

7. 内部函数和外部函数

内部函数:只能被本文件中的其它函数调用,定义时前加static,内部函数又称静态函数。

外部函数:可以被其它文件调用,定义时前加extern,如果省略,则隐含为外部函数,在需要调用此函数的文件中,一般要用extern说明。

第八章 预编译处理

c编译系统在对程序进行通常的编译之前,先进行预处理。c提供的预处理功能主要有以下三种:1)宏定义 2)文件包含 3)条件编译

1. 宏定义

不带参数的宏定义

用一个指定的标识符来代表一个字符串,形式:#define 标识符 字符串

几点说明:

1) 宏名一般用大写

2) 宏定义不作语法检查,只有在编译被宏展开后的源程序时才会报错

3) 宏定义不是c语句,不在行末加分号

4) 宏名有效范围为定义到本源文件结束

5) 可以用#undef命令终止宏定义的作用域

6) 在宏定义时,可以引用已定义的宏名

带参数的宏定义

定义形式:#define 宏名(参数表) 字符串

这和函数有些类似,但他们是不同的:

1) 函数调用时,先求实参表达式值,再代入形参,而宏只是简单替换,并不求值

2) 函数调用是在程序运行时分配内存的,而宏展开时并不分配内存,也没有返回值的概念

3) 对函数中的实参和形参都要定义类型,而且要求一致,宏名无类型,其参数也没有类型。

4) 函数只有一个返回值,而宏可以得到几个结果

5) 宏替换不占运行时间,只占编译时间,而函数调用占运行时间

2. 文件包含处理

#include "文件1" 就是将文件1的全部内容复制插入到#include位置,作为一个源文件进行编译。

在#include命令中,文件名可以用" "也可以用< >,假如现在file1.c中包含file2.h文件," "表示系统先在file1.c所在目录中找file2.h,如果找不到,再按系统指定的标准方式检索目录,< >表示系统直接按指定的标准方式检索目录。所以用" "保险一点。

3. 条件编译

条件编译指不对整个程序都编译,而是编译满足条件的那部分。条件编译有以下几种形式:

1)#ifdef 标识符

  程序段1

  #else

程序段2

#endif

它的作用:当标识符在前面已经被定义过(一般用#define),则对程序段1编译,否则对程序段2编译。

2)#ifndef 标识符

程序段1

#else

程序段2

#endif

它的作用和#ifdef相反,当标识符没被定义过,对程序段1编译,否则对程序段2编译。

3)#if 表达式

程序段1

  #else

 程序段2

#endif

它的作用:当表达式值为真(非0)时,对程序段1编译,否则对程序段2编译。

第九章 指针

指针说白了就是地址。指针变量就是用来存放指针(地址)的变量。

1. 变量的指针和指向变量的指针变量

读起来很拗口,说白了就是变量的地址和用来存放变量地址的地址变量。因为一个变量在编译的时候系统要为它分配一个地址,假如再用一个变量来存放这个地址,那么这个变量就叫做指向变量的指针变量,也就是用来存放变量地址的这么一个变量。所谓"指向"就是指存放××的地址,如指向变量的指针变量,"指向"就是指用来存放变量的地址,再如指向数组的指针变量,"指向"就是指存放数组的地址。只要理解了这个,指针也就不难了。另外,还有指向字符串的指针变量,指向函数的指针变量,指向指针的指针变量等。

1) 指针变量的定义

形式:类型标识符 *标识符 如:int *pointer;

要注意两点:*表示pointer是个指针变量,在用这个变量的时候不能写成*pointer, *pointer是pointer指向的变量。一个指针变量只能指向同一个类型的变量。如上面 pointer只能指向int型变量。

2)指针变量的引用

两个有关的运算符:

& 取地址运算符 &a 就代表变量a的地址

* 指针运算符  *a 就代表变量a的值

2. 数组的指针和指向数组的指针变量

数组的指针指数组的起始地址,数组元素的指针指数组元素的地址。

1)指向数组元素的指针变量的定义与赋值

定义和指向变量的指针变量定义相同,c规定数组名代表数组的首地址,即第一个数组元素地址。

2)通过指针引用数组元素

我们通常引用数组元素的形式是a[i],如果用指针可以这样引用,*(a+i),或定义一个指针变量p,将数组a的首地址赋给p,p=a;然后用*(p+i)引用。

注意:指针变量p指向数组a首地址,则p++指向数组a的下一元素地址,即a[1]的地址。

3)数组名作函数参数

形参数组和实参数组之间并不是值传递,而是共用同一段地址,所以在函数调用过程中如果形参的值发生变化,则实参的值也跟着变化。

4)指向多维数组的指针和指针变量

以二维数组为居多。假设定义了一个二维数组a[3][4],那么

a代表整个二维数组的首地址,也代表第0行的首地址,同时也是第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。

假设a是一个数组的首地址,那么如果a是一维的,a+I代表第I个元素的地址,如果a是二维的,则a+I代表第I行的首地址。

那么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。

我们只要记住:在二维数组中a代表整个数组的首地址,a[I]代表第I行的首地址,a[I]与*(a+I)等价就行了。只要运用熟练了就没什么复杂的了。

5)指向由m个整数组成的一维数组的指针变量

如:int (*p)[4],p是一个指向包含4个元素的一维数组,如果p先指向a[0],则p+1指向a[1],即p的增值是以一维数组的长度为单位的,这里是4,举个例子:

假设a[3][4]=,p先指向a[0]也就是数组a的首地址,那么p+1就是a[1]的首地址即元素9的地址,因为在定义p时int (*p)[4],定义一维数组长度为4,所以p+1就等于加了一个一维数组的长度4。

3. 字符串的指针和指向字符串的指针变量

1)字符串的表示形式

c中字符串有两种表示形式:一种是数组,一种是字符指针

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

char *str="I love c!";

其实指针形式也是在内存中开辟了一个数组,只不过数组的首地址存放在字符指针变量str中,千万不要认为str是一个字符串变量。

2)字符串指针作函数参数

实际上字符串指针就是数组的首地址。

3)字符指针变量与字符数组的区别

① 字符数组由若干元素组成,每个元素存放一个字符,而字符指针变量只存放字符串的首地址,不是整个字符串

② 对数组初始化要用static,对指针变量不用。

③ 对字符数组赋值,只能对各个元素赋值,不能象下面这样:

char str[14];

str="I love c!";

对指针变量可以,

char *str;

str="I love c!";

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注意:此时赋给str的不是字符,而是字符串首地址。

④ 数组在定义和编译时分配内存单元,而指针变量定义后最好将其初始化,否则指针变量的值会指向一个不确定

这些是C/C++能做的

服务器开发工程师、人工智能、云计算工程师、信息安全(黑客反黑客)、大数据 、数据平台、嵌入式工程师、流媒体服务器、数据控解、图像处理、音频视频开发工程师、游戏服务器、分布式系统、游戏辅助等

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