C语言1（基础知识）

news/2024/11/27 23:44:46/

C语言语法 -基础语法（在选择循环语句处截止）

1.第一个helloworld程序的解读

#include <stdio.h>int main() {printf("Hello World!");return 0;
}

我们的C语言程序入口点就是main函数

然后我们看到，如果我们需要打印一段话到控制台，那么就需要使用printf(内容)来完成，这其实就是一种函数调用，但是现在我们还没有接触到，我们注意到括号里面的内容就是我们要打印到控制台的内容：我们要打印的内容需要采用双引号进行囊括，被双引号囊括的这一端话，我们称为字符串，

#include <stdio.h> 这个是引入系统库为我们提供的函数，包括printf在内

2.注释

在c语言中，我们既可以使用单行注释，也可以使用多行注释。被注释掉的内容不会再程序运行中算进代码中，仅供开发人员对代码进行一些功能注释和使用解释。

//	这是C语言的单行注释，在//符号后面的这一行内容全被注释掉了/*这是C语言的多行注释，在/* 与 */之间所有的内容都被注释掉了*/

3.标识符和关键字

标识符：

  • 不能重复使用其他变量使用过的名字。

  • 只能包含英文字母或是下划线、数字，并且严格区分大小写，比如a和A不算同一个变量。

  • 虽然可以包含数字，但是不能以数字开头。

  • 不能是关键字（比如我们上面提到的所有基本数据类型，当然还有一些关键字我们会在后面认识）

  • （建议）使用英文单词，不要使用拼音，多个词可以使用驼峰命名法或是通过下划线连接。

关键字：

4.基本数据类型

整数类型

我们首先来看看整数类型，整数就是不包含小数点的数据，比如1，99，666等数字，整数包含以下几种类型：

  • int - 占用 4 个字节，32个bit位，能够表示 -2,147,483,648 到 2,147,483,647 之间的数字，默认一般都是使用这种类型

  • long - 占用 8 个字节，64个bit位。

  • short - 占用2个字节，16个bit位。

浮点类型

浮点类一般用于保存小数，不过为啥不叫小数类型而是浮点类型呢？因为我们的一个小数分为整数部分和小数部分，我们需要用一部分的bit位去表示整数部分，而另一部分去表示小数部分，至于整数部分和小数部分各自占多少并不是固定的，而是浮动决定的（在计算机组成原理中会深入学习，这里就不多介绍了）

  • float - 单精度浮点，占用4个字节，32个bit位。

  • double - 双精度浮点，占用8个字节，64个bit位。

字符类型

除了保存数字之外，C语言还支持字符类型，我们的每一个字符都可以使用字符类型来保存：

  • char - 占用1个字节（-128~127），可以表示所有的ASCII码字符，每一个数字对应的是编码表（ASCII）中的一个字符：

5.数据类型的转换（自动转换和强制转换）

自动转换（隐式转换）

  • 不同的类型优先级不同（根据长度而定）

  • char和short类型在参与运算时一律转换为int再进行运算。

  • 浮点类型默认按双精度进行计算，所以就算有float类型，也会转换为double类型参与计算。

  • 当有一个更高优先级的类型和一个低优先级的类型同时参与运算时，统一转换为高优先级运算，比如int和long参与运算，那么int转换为long再算，所以结果也是long类型，int和double参与运算，那么先把int转换为double再算。

强制转换

(强制转换类型) 变量、常量或表达式;

#include <stdio.h>int main() {int a = (int) 2.5;   //2.5是一个double类型的值，但是我们可以强制转换为int类型赋值给a，强制转换之后小数部分丢失int b = (int) (a + 2.8);   //注意得括起来表示对整个算式的结果进行类型转换（括号跟数学中的挺像，也是提升优先级使用的，我们会在运算符部分详细讲解），不然强制类型转换只对其之后紧跟着的变量生效printf("%d", a);
}

6.运算符

基本运算符

基本运算符包含我们在数学中常用的一些操作，比如加减乘除，分别对应：

  • 加法运算符：+

  • 减法运算符：-

  • 乘法运算符：*

  • 除法运算符：/（注意不是“\”，看清楚一点）

  • 取余运算符：%

关于算数优先级：在数学中，加减运算的优先级是没有乘除运算优先级高的，所以我们需要先计算那些乘除法，最后再来进行加减法的计算，而C语言中也是这样，运算符之间存在优先级概念。我们在数学中，如果需要优先计算加减法再计算乘除法，那么就需要使用括号来提升加减法的优先级

自增自减运算符

我们可以快速使用自增运算符来将变量的值+1

int a =10;
//正常情况下，想要一个变量值自增
a = a+1;
//现在，使用自增运算符，我们可以将其替换为如下
a++;
++a;
//以上两种都是在语句结束后，变量a的值加一
/*
区别：自增运算符++在前，那么先自增再出结果；自增运算符++在后，那么先出结果再自增。
*/

当然，我们也可以快速使用自减运算符来将变量的值 -1

int a =10;
//正常情况下，想要一个变量值自减
a = a-1;
//现在，使用自减运算符，我们可以将其替换为如下
a--;
--a;
//以上两种都是在语句结束后，变量a的值减一
/*
区别：自减运算符--在前，那么先自减再出结果；自减运算符--在后，那么先出结果再自减。
*/

复合赋值运算符

那要是现在我们不想自增1而是自增2或是其他的数字呢？我们可以使用复合赋值运算符

int a = 10;
//正常情况下，想要一个变量值自减
a = a + 5;
//使用复合赋值运算符，可以将上面替换为
a +=5;//效果与上面的一样

复合赋值运算符不仅仅支持加法，还支持各种各样的运算：

-= += *= /= %=

位运算符

前面我们学习了乘法运算符*，当我们想要让一个变量的值变成2倍，只需要做一次乘法运算即可

int a = 10;
a *= 2;  //很明显算完之后a就是20了int a = 10;
a = a << 1;   //也可以写成复合形式 a <<= 1
/*
我们会发现这样运算之后得到的结果居然也是20，这是咋算出来的呢？实际上<<是让所有的bit位进行左移操作，上面就是左移1位，我们可以来看看：● 10  =  00001010     现在所以bit位上的数据左移一位    00010100   =   20是不是感觉特别神奇？就像我们在十进制中，做乘以10的操作一样：22乘以10那么就直接左移了一位变成220，而二进制也是一样的，如果让这些二进制数据左移的话，那么相当于在进行乘2的操作。
*/
a = a >> 1;   //右移其实就是除以2的操作int a = 6, b = 4;
int c = a & b;   //按位与操作
/*
按位与实际上也是根据每个bit位来进行计算的：● 4  =  00000100
● 6  =  00000110
● 按位与实际上就是让两个数的每一位都进行比较，如果两个数对应的bit位都是1，那么结果的对应bit位上就是1，其他情况一律为0
● 所以计算结果为：00000100	= 4
*/int a = 6, b = 4;
int c = a | b;
/*
● 4  =  00000100
● 6  =  00000110
● 按位与实际上也是让两个数的每一位都进行比较，如果两个数对应bit位上其中一个是1，那么结果的对应bit位上就是1，其他情况为0。
● 所以计算结果为：00000110  =  6
*/int a = 6, b = 4;
int c = a ^ b;    //注意^不是指数运算，表示按位异或运算，让两个数的每一位都进行比较，如果两个数对应bit位上不同时为1或是同时为0，那么结果就是1，否则结果就是0，所以这里的结果就是2
a = ~a;   //按位否定针对某个数进行操作，它会将这个数的每一个bit位都置反，0变成1，1变成0，猜猜会变成几

逻辑运算符

逻辑与 &&

逻辑或 ||

取反 ！

条件运算符（三目运算符） ？：

7.运算符的优先级

运算符解释结合方式
()同数学中的括号，直接提升到最高优先级由左向右
! ~ ++ – + -否定，按位否定，增量，减量，正负号由右向左
* / %乘，除，取模由左向右
+ -加，减由左向右
<< >>左移，右移由左向右
< <= >= >小于，小于等于，大于等于，大于由左向右
== !=等于，不等于由左向右
&按位与由左向右
^按位异或由左向右
|按位或由左向右
&&逻辑与由左向右
||逻辑或由左向右
? :条件由右向左
= += -= *= /= &= ^= |= <<= >>=各种赋值由右向左
,逗号（顺序）由左向右

8.关于变量和输入输出函数（printf函数与scanf函数）

9.if-else

if-else语句有以下几个变形

if（）； if-else；else if（）；if也可以嵌套

下面逐个介绍

if-else

if(表达式1)
{语句1}
else
{语句2}

执行流程：先求解表达式，如果表达式为“真”，就执行语句1；否则（即表达式的值为“假”），就执行语句2。语句1和语句2总要执行一个，但是不会都执行。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gRjlD8sq-1673269602583)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\ifelse.jpg)]

if()

if(表达式1)
{语句1}

执行流程：先求解表达式，如果表达式的值为“真”，就执行语句1；否则（即表达式的值为“假”），就什么也不做。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hanBAmjI-1673269602584)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\if.jpg)]

else-if

if(表达式1)
{语句1}
else if(表达式2)
{语句2}
..........
else if(表达式n-1)
{语句n-1}
else
{语句n}

执行流程：首先求解表达式1，如果表达式1的值为“真”，则执行语句1，并结束整个if语句的执行，否则，求解表达式2……最后的else处理给出条件都不满足的情况，即表达式1，表达式2,……表达式n-1的值都为“假”时，执行语句n。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Jk0risuX-1673269602584)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\elseif.jpg)]

if-else语句嵌套

if(表达式1)
{if(表达式2)  {语句1}else  {语句2}
}
else
{if(表达式3)  {语句3}else  {语句4}
}

else和if的匹配准则：else与最靠近它的，没有与别的else匹配过得if相匹配。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zTB7IkbQ-1673269602584)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\if嵌套.jpg)]

10.switch

switch(表达式){case 常量表达式1: 语句段1; break;case 常量表达式2: 语句段2; break;case 常量表达式3: 语句段3; break;..............case 常量表达式n: 语句段n; break;default:		break;
}

执行流程：首先求解表达式，如果表达式的值与某个常量表达式的值相等，则执行该常量表达式后的相应语句段，如果表达式的值与任何一个常量表达式的值都不相等，则执行default后的语句段，最后执行break语句，跳出switch语句。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JGJA9A2f-1673269602585)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\switch语句.jpg)]

注意：

1.在switch语句中，表达式和常量表达式的值一般是整形或字符型，所有的常量表达式的值都不能相等。每个语句段都可以包括一条或多条语句，也可以为空语句。

2.switch语句中，default可以省略，如果省略了default，当表达式的值与任何一个常量表达式的值都不相等时，就什么也不执行。

3.在switch语句中不使用break语句：

break语句在switch语句中是可选的，不使用break语句的switch语句是：

    switch(表达式){case 常量表达式1：  语句段1；case 常量表达式2：  语句段2；…………case 常量表达式n：   语句段n；default：                     语句段n+1；

}

不使用break时，如果表达式的值与常量表达式2的值相等，不但执行语句段2，还执行其后的所有语句，即执行语句段2——语句段n-1。

11.while

while语句 与 do-while语句

while语句

while(表达式){循环体语句;
}

执行流程：当表达式的值为“真”时，循环执行，直到表达式的值为“假”，循环中止并继续执行while的下一条语句。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MWzEITeQ-1673269602585)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\while.jpg)]

现在讨论while语句

1.while语句中的表达式可以是任何合法的表达式，循环体语句只能是一条语句。

2.从两种循环语句的形式和执行流程可以看出，while语句的构成简单，只有一个表达式和一条循环体语句，分别对应循环的两个核心要素：循环条件和循环体，可以直接把循环问题的分析设计转换成语句实现。

3.循环的实现一般包括4个部分，即初始化，条件控制，重复的操作以及通过改变循环变量的值最终改变条件的真假性，使循环能正常结束。这4个部分可以直接和for语句中的4个部分（表达式1，表达式2，循环体语句和表达式3）相对应，当使用while语句时，由于它只有2个成分（表达式和循环体语句），就需要另加初始化条件，至于第4个部分，从4.1和4.2图可知，while语句的循环体语句可包含for语句的循环体语句和表达式3，所以while的循环语句中必须包含最终能改变循环条件真假性的操作。

do-while

do{循环体语句;
}while(表达式);

执行流程：第一次进入循环时，首先执行循环体语句，然后再检查循环控制条件，即计算表达式，若值为“真”，继续循环，直到表达式的值为“假”，循环结束，执行do-while的下一条语句。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eOBnEvNk-1673269602585)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\do-while.jpg)]

讨论：

（1）do-while语句和while语句的区别:do-while语句是，先执行循环体，后判断循环条件。所以无论循环条件的值如何，至少执行一次循环体。

关于while语句和do-while应用的环境：

do-while语句适合于先循环，后判断循环条件的情况，一般在循环体的执行过程中明确循环控制条件。它每执行一次循环体后，再判断条件，以决定是否进入下一次循环。

while语句和for循环语句都能实现循环。一般情况下，如果题目中指定了循环次数，使用for语句更清晰，循环的4个组成部分一目了然；其他的情况下多使用while语句。例如某些情况下没有直接给出循环次数，而是由某一项的值来控制循环，因此就选用了while语句。

12.for语句

for语句

for(表达式1;表达式2;表达式3)
{循环体语句
}

执行流程：先计算表达式1；在判断表达式2，若值为“真”，则执行循环体语句，并接着计算表达式3，然后继续循环；若值为“假”，则结束循环，继续执行for的下一条语句。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bEW0Cyn7-1673269602586)(C:\Users\12745\Desktop\线性代数\for.jpg)]

注意：在for语句执行的时候，表达式2，循环体语句和表达式3将重复执行，而表达式1只在进入循环之前执行一次。

讨论：

（1）表达式1：初值表达式，对循环变量赋值，从而指定循环的起点。如fahr=lower，置fahr的初值为温度取值范围的下限值lower，即循环从lower开始。

（2）表达式2：条件表达式,给出循环的条件，通常判断循环变量是否超过循环的终点。若该表达式为“真”，则继续循环；为“假”，则结束循环。如fahr<=upper，uppper作为温度取值范围的上限值，一旦fahr的值超过upper，表达式2为“假”，循环随之结束。

（3）表达式3：步长表达式，设置循环的步长，改表循环变量的值，从而可改变表达式2的结果。如fahr++，使fahr的值增加1，这样，最终fahr>upper,表达式2为“假”，循环随之结束.

（4）循环体语句：被反复执行的语句，只能是一条语句。

for语句反应了循环（重复执行）的规则，从哪儿开始（起点），到哪结束（终点），每次跨多大的步子（步长），重复做什么。
yn7-1673269602586)]

注意：在for语句执行的时候，表达式2，循环体语句和表达式3将重复执行，而表达式1只在进入循环之前执行一次。

讨论：

（1）表达式1：初值表达式，对循环变量赋值，从而指定循环的起点。如fahr=lower，置fahr的初值为温度取值范围的下限值lower，即循环从lower开始。

（2）表达式2：条件表达式,给出循环的条件，通常判断循环变量是否超过循环的终点。若该表达式为“真”，则继续循环；为“假”，则结束循环。如fahr<=upper，uppper作为温度取值范围的上限值，一旦fahr的值超过upper，表达式2为“假”，循环随之结束。

（3）表达式3：步长表达式，设置循环的步长，改表循环变量的值，从而可改变表达式2的结果。如fahr++，使fahr的值增加1，这样，最终fahr>upper,表达式2为“假”，循环随之结束.

（4）循环体语句：被反复执行的语句，只能是一条语句。

for语句反应了循环（重复执行）的规则，从哪儿开始（起点），到哪结束（终点），每次跨多大的步子（步长），重复做什么。


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