第一周笔记-C语言

[lin]

C语言入门教程

第一节 初识C语言

一、预处理指令

1. #include - 文件包含指令
2. #define - 宏定义（例如：#define PI 3.14）

二、变量声明

1. 基本数据类型：

   • int - 整型
   • float - 单精度浮点型

2. 变量命名规则：

   • 只能包含字母、数字和下划线
   • 不能以数字开头，只能以字母或下划线开头
   • 不能与C语言关键字重复
   • 区分大小写

3. 多变量声明：

   • 可以一次性声明多个同类型变量
   • 示例：int a, b, c, d = 2;

三、格式化输入输出

1. 输出函数：

   printf("格式字符串", 变量);
   

2. 输入函数：

   scanf("格式字符串", &变量);
   

   • 注意：需要改变变量值时必须使用取地址符&

3. 常用格式说明符：

   • %d - 整型
   • %f - 浮点型

4. 转义序列：

   • \n - 换行符

5. 赋值操作：

   • 示例：int a = 1; float b = 1.0;
   • 赋值操作不改变变量地址

6. 格式控制：

格式符	说明
%n.md	m表示显示的最小位数，不足补0，超过正常显示
%n.mf	m表示小数点后的位数，默认为6位

四、综合练习

#include <stdio.h>   // 标准输入输出库
#include <stdlib.h>  // 标准库

#define PI 3.14159   // 定义圆周率常量

/* 变量定义区 */
int r;               // 第一个圆的半径
int r2;              // 第二个圆的半径
float volume;        // 第一个圆的体积
float volume2;       // 第二个圆的体积

int main(int argc, char *argv[]) 
{
    // 主函数 - C程序执行的起点
    
    printf("请输入第一个圆的半径：");
    scanf("%d", &r);
    printf("请输入第二个圆的半径：");
    scanf("%d", &r2);
    
    // 计算球体体积：V = 4/3 * π * r³
    volume = 4.0f / 3.0f * PI * r * r * r;
    printf("第一个球的体积 = %f\n", volume);
    
    volume2 = 4.0f / 3.0f * PI * r2 * r2 * r2;
    printf("第二个球的体积 = %f\n", volume2);
    
    return 0;
}

第二节 表达式与选择语句

一、表达式

1. 类型转换规则：

   • int型与float型运算，结果为float型

2. 运算符限制：

   • %取模运算只能用于整数
   • /除法和%取模用于负数时，结果与编译器相关

3. 负数运算示例（-9/7和-9%7）：

取整方式	除法结果	取模结果
向零取整	-1	-2
向负无穷取整	-2	5

4. 优先级建议：使用括号明确运算顺序

5. 自增运算符：

   • i++：先使用值，后自增
   • ++i：先自增，后使用值

二、选择语句

1. 逻辑运算符：

   • &&：逻辑与（全真为真）
   • ||：逻辑或（全假为假）
   • !：逻辑非

2. 真假值：

   • 真：1（非零值）
   • 假：0

3. if语句结构：

   if (条件) {
       语句块;
   } else if (条件) {
       语句块;
   } else {
       语句块;
   }
   

4. 条件运算符：

   变量 = 条件 ? 表达式1 : 表达式2;
   

5. 布尔类型：_Bool

6. switch语句：

   switch (表达式) {
       case 常量1:
           语句块;
           break;
       case 常量2:
           语句块;
           break;
       default:
           语句块;
           break;
   }
   

第三节 循环语句

一、循环结构

1. while循环：

   while (条件表达式) {
       循环体语句;
   }
   

2. do-while循环：

   do {
       循环体语句;
   } while (条件表达式);
   

3. for循环：

   for (初始化; 条件; 更新) {
       循环体语句;
   }
   

4. 循环控制语句：

语句	功能
break	跳出整个循环
continue	跳过本次循环剩余部分

5. goto语句示例：

   #include <stdio.h>
   
   int a = 1, b = 2, c = 3;
   
   int main() {
       goto c;
       
   a:
       printf("%d", a);
   b:
       printf("%d", b);
   c:
       printf("%d", c);
       
       return 0;
   }
   

第四节 数制与码值和基本数据类型

一、数制系统

1. 常用进制：二进制、八进制、十进制、十六进制

2. 位权概念：每位数字代表的实际值

二、计算机存储体系

1. 二进制基础：0/1对应低电平/高电平

2. 存储单位：1字节 = 8比特

3. CPU字长：处理器一次性处理的数据长度

   • 8位、16位：常用于嵌入式系统
   • 32位、64位：现代计算机

4. 进制转换：4位二进制对应1位十六进制

三、码制系统

1. 整数表示：使用最高位作为符号位

2. 编码方式：

   • 原码：直接二进制表示

   • 反码：符号位不变，其余取反

   • 补码：反码加1（现代计算机标准）

3. 浮点数存储：采用IEEE 754标准

四、C语言基本数据类型

1. 有符号整型：

   • int / signed int：4字节（-2³¹ ~ 2³¹-1）

2. 无符号整型：

   • unsigned int：4字节（0 ~ 2³²-1）

3. 其他整型：

类型	大小（字节）
short int	2
long int	4/8
long long int	8

4. 字符类型：

   • char / signed char：1字节（-128 ~ 127）
   • unsigned char：1字节（0 ~ 255）

5. ASCII码表：字符与数字的映射关系

6. 浮点类型：

类型	符号位	指数位	尾数位	总位数
单精度(float)	1	8	23	32
双精度(double)	1	11	52	64

7. 精度处理：浮点数比较应使用误差范围

8. 宏定义应用：

   #define UINT unsigned int
   UINT i;  // 等同于 unsigned int i;
   

第五节 数组与指针入门

一、一维数组

• 定义：数据类型 数组名[大小] = {初始值};
• 访问：数组名[索引]（索引从0开始）

二、多维数组

• 定义：数据类型 数组名[行数][列数] = {初始值};
• 访问：数组名[行索引][列索引]

三、数组存储特性

• 数组元素在内存中连续存储
• 多维数组按行优先顺序存储

四、特殊数组类型

1. const修饰符：定义不可修改的常量

2. 字符串：

   • 双引号表示，自动添加\0结束符
   • 字符使用单引号

3. 字符串初始化：

   char str1[] = "abc";        // 自动计算长度
   char str2[4] = {'a','b','c','\0'}; // 显式声明
   

4. 格式说明符：

   • 字符串：%s
   • 字符：%c

五、指针基础

1. 指针概念：存储内存地址的变量

2. 指针声明：

   数据类型 *指针变量名 = &目标变量;
   

3. 初始化建议：定义时初始化为NULL

第六节 函数与程序结构

一、函数基础

1. 函数结构：

   返回类型 函数名(参数列表) {
       函数体;
       return 返回值;
   }
   

2. 函数声明：提前声明函数原型

3. 参数传递：

   • 需要修改原变量时传递地址
   • 否则传递值副本

4. 返回值：可以是值或表达式

5. 函数组织：

   • 声明可放在前面，定义放在main函数后
   • 提高代码可读性

二、程序结构

1. 变量作用域：

类型	位置	初始化	生命周期
全局变量	函数外部	默认为0	程序运行期间
局部变量	函数内部	值随机	函数执行期间

2. extern关键字：

   • 用于引用其他文件的变量
   • 不推荐过度使用

3. 模块化设计：合理组织函数和文件结构