【C语言】c语言基础知识梳理（超全）

C语言基础知识梳理

           

• 一、变量和基本类型

printf("%f\n", 1/0.0);  // 无穷大。我的电脑上为:1.#INF00
printf("%f\n", -1/0.0);  // 无穷小。我的电脑上为:1.#INF00
printf("%f\n", 0.0/0.0);  // 空。我的电脑上为:-1.#IND00

int a;  // a是int类型的变量
double b=1.0;  //b是double类型的变量，赋1.0为初值
char c, d;  // c, d是char类型的变量
 
2、常用特殊前缀
 
extern int a;  // 声明一个int类型的变量a，一般用在.h文件中声明项目全局变量
const int b=1;  // 定义一个不可变的变量b，使用const关键字都要赋初值
static int c=1;  // 在函数中使用，只在第一次使用时初始化，相当于作用域在函数内的全局变量
typedef long long int;  // 把long long当作int使用
 
3、数组与初始化变量
int a=1;  // 给a初始化为1
// 以下为C99加入的特性
int b[10] = {1};  // 第一个元素初始化为1，其他9个元素初始化为0
int c[10] = {0};  // 全部初始化为0，常用初始化手段
int d[10] = {[1]=1, 2, [4]=4};  // 0 1 2 0 4 0 0 0 0 0
 
4、变量作用域
变量有两种类型：局部变量全局变量，变量作用域即变量可使用的范围。
 
对于局部变量可以简单理解为大括号{}内即为一个作用域，变量在哪个大括号内，作用域就在哪。
 
对于全局变量的作用域就是在当前的.c文件中，在.h文件声明后可以在整个项目内使用。
 
对于同名变量，小作用域的变量会在其作用域中覆盖大作用域的变量。
 
（三）字符串
字符串在c语言中有两种形式char*和char[]，这里简单分辨下两者之间的不同。
char* c1="HelloWorld!"中，c1指向代码段中的常量，只读不写，且常量相同，指向的地址也相同。
char c2[]="HelloWorld!"中，c2指向堆栈段中的数据，可读可写，相当于把代码端的数据拷贝了出来。
 
（四） 自定类型——结构体
结构体可以看作是一种个基础类型复合的类型。
// 声明如下：
struct DATE{
	int year, month, day;
};
 
// 几种定义方式如下：
struct DATE date1;  // 不赋初值
struct DATE date2={2020, 4, 5};  // 根据结构体中的顺序赋初值，这里是年月日
struct DATE date3 = {.year=2020, .day=5};  // 给单独变量赋初值
struct DATE *date4 = &date3;  // 用指针取date3地址（指针后面会单独说）
 
// 几种赋值方式如下：
date3 = (struct DATE){.year=1999};  // 将数据强制转换成struct DATE类型赋值
date3 = date2;  // 自动赋值
date3.year=2010;  // 对变量中单一元素赋值
date4->year=2010;  // 对指针所指变量中的单一元素赋值
 
// 常用声明
typedef struct DATE2{
	int year, month, day;
} D;
D date5;  // 这样就可以不用写struct DATE2这么一长串，取而代之用D来表示
 
扩展：union
union作为关键字与struct类似，但是struct中每个成员都是单独的内存，而union只占最大成员变量的大小，通常用与二进制与十进制的转换。
union DATE{
    int year;
    int month;
    int day;
};  /* 一个union DATE只有一个int大小 */
 
扩展：enum枚举，枚举类似#define，但是有体系些（c语言的枚举不好用）
// 声明枚举, 默认下标RED:0, YELLOW:1, GREEN:2
enum COLOR1 {RED1, YELLOW1, GREEN1};
// 自定下标
enum COLOR2 {RED2=1, YELLOW2, GREEN2=5};
 
 

二、表达式

这里给出运算符优先级

优先级    运算符    名称或含义    使用形式    结合方向    说明
1    []    数组下标    数组名[整型表达式]    左到右    
()    圆括号    （表达式）/函数名(形参表)    
.    成员选择（对象）    对象.成员名    
->    成员选择（指针）    对象指针->成员    
2    -    负号运算符    -算术类型表达式    右到左    单目运算符
(type)    强制类型转换    (纯量数据类型)纯量表达式    
++    自增运算符    ++纯量类型可修改左值表达式    单目运算符
--    自减运算符    --纯量类型可修改左值表达式    单目运算符
*    取值运算符    *指针类型表达式    单目运算符
&    取地址运算符    &表达式    单目运算符
!    逻辑非运算符    !纯量类型表达式    单目运算符
~    按位取反运算符    ~整型表达式    单目运算符
sizeof    长度运算符    sizeof 表达式 / sizeof(类型)    
3    /    除    表达式/表达式    左到右    双目运算符
*    乘    表达式*表达式    双目运算符
%    余数（取模）    整型表达式%整型表达式    双目运算符
4    +    加    表达式+表达式    左到右    双目运算符
-    减    表达式-表达式    双目运算符
5    <<    左移    整型表达式<<整型表达式    左到右    双目运算符
>>    右移    整型表达式>>整型表达式    双目运算符
6    >    大于    表达式>表达式    左到右    双目运算符
>=    大于等于    表达式>=表达式    双目运算符
<    小于    表达式<表达式    双目运算符
<=    小于等于    表达式<=表达式    双目运算符
7    ==    等于    表达式==表达式    左到右    双目运算符
!=    不等于    表达式!= 表达式    双目运算符
8    &    按位与    整型表达式&整型表达式    左到右    双目运算符
9    ^    按位异或    整型表达式^整型表达式    左到右    双目运算符
10    |    按位或    整型表达式|整型表达式    左到右    双目运算符
11    &&    逻辑与    表达式&&表达式    左到右    双目运算符
12    ||    逻辑或    表达式||表达式    左到右    双目运算符
13    ?:    条件运算符    表达式1? 表达式2: 表达式3    右到左    三目运算符
14    =    赋值运算符    可修改左值表达式=表达式    右到左    
/=    除后赋值    可修改左值表达式/=表达式    
*=    乘后赋值    可修改左值表达式*=表达式    
%=    取模后赋值    可修改左值表达式%=表达式    
+=    加后赋值    可修改左值表达式+=表达式    
-=    减后赋值    可修改左值表达式-=表达式    
<<=    左移后赋值    可修改左值表达式<<=表达式    
>>=    右移后赋值    可修改左值表达式>>=表达式    
&=    按位与后赋值    可修改左值表达式&=表达式    
^=    按位异或后赋值    可修改左值表达式^=表达式    
|=    按位或后赋值    可修改左值表达式|=表达式    
15    ,    逗号运算符    表达式,表达式,…    左到右    从左向右顺序结合
总结优先度： 特殊运算符(括号、地址类) > 单目运算符 > 算数运算符(乘除>加减) > (移位运算) > 判断运算符(比较>相等) > (位运算) > 逻辑运算符(&&>||) > 三目运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符
针对十进制字面值
<<：左移数据，相当于乘2(右边填0)
>>：右移数据，相当于除2（unsigned左填0，signed左边填原来的最高位（因为负数移位还要是负数））

1、switch语句

switch(ch){  // switch是传入整数并判断整数进行判断
	case 'a':
		...
		break;
	case 'b':
		...
		break;
	default:
		...
}

（3）switch只能传入整数进行判断，上面的例子就是将char类型的ch转换成了ASCII码

进行比较.

（1）while适用于不知道次数的循环

2、do while语句

do{
	语句
}while(条件);

1）do while适用于不知道次数且要先做一遍的循环

三、跳转语句

break;直接跳出当前条件语句或迭代语句，能且只能 跳出 当前 的 一个 语句。
 
continue;在 条件语句 中表示什么都不做（替代空语句）；在 迭代语句 中表示 直接进入下一轮循环，不执行完当前循环 。
 
goto;跳转到指定位置（该位置必须有声明），例子：

start:  // goto声明
	...  // 语句
	...  // 语句
	...  // 语句
	goto start;  //跳转到start声明位置

！！！注意，goto仅推荐用于跳出多重循环，例如：

for (int i=0; i<n; i++) {
	for (int j=0; j<m; j++) {
		for (int k=0; k<o; k++) {
			if (跳出条件) {
				goto end;
			}
		}
	}
}
end:

四、函数

（二）函数声明

int f(int a){
	return a;
}
 
那么函数的声明可以写成：
int f(int a);
或者
int f(int);
 
特殊的对于返回值和参数都是void的函数，声明可以写成：
void f(void);
 
 

（三）结构体中的函数（不懂）

如果能在结构体中写函数，那么结构体就更接近一个类了，例子如下：

struct SHOWDATE{
	void (*show)(int year, int month, int day);
};
 
static void show(int year, int month, int day){
	printf("%d-%d-%d", year, month, day);
}
 
static SHOWDATE showDate={.show=show};
 
int main(){
	showDate.show(2020, 1, 1);
	return 0;
}

五、指针

（一）定义

int a=10;
int *p=&a;  // （1）（2）
*p = 12;  // （3）
int * const p1;  // （4）
const int * p2;  // （5）
int const * p3;

（1）*代表这是一个指针类型。具体到例子中就一个int*类型，代表p存放一个指向int类型的地址

（2）&代表取地址。在例子中就是取int类型变量的地址，即变量a的地址

（3）*p代表一个变量，这个变量就是p所指地址里面的变量

（4）int * const p1;不能修改p里的地址

（5）const int * p2;和int const * p3;不能修改p里地址对应的值

（二）结构体与指针

typedef strcut stDATE{
	int year, month, day;
} DATE;
 
int main(){
	DATE date1={2020, 1, 1};
	DATE* date2=&date1;
	date1.year=2019;
	date2->month=2;
	printf("%d-%d-%d", date1.year, date1.month, date1.day);
	
	return 0;
}
 
//输出结果date1.month变为2;

（1）结构体变量访问结构体成员使用.，结构体指针变量访问结构体成员使用->。

（三）数组与指针（不懂）

int a[10] = {0}  // （1）、（2）
 
int *p = a;  // （3）
 
void *q = (void*)p;  // （4）
 
int *new = (int*)malloc(10*sizeof(int));  // （5）
free(new);

1）int a[10]里面的a实际上是数组第一个变量的地址，所以可以int *p = a;。
（2）*(p+n)与a[n]等价。
（3）int*指针变量加上一个数n，代表指针变量的数值加上n*32(int的bit)得到偏移。
（4）q表示未定的类型（类似char*但不一样）。
（5）使用int*指针变量来创建数组，使用完要free（程序关闭会自动释放，如果程序长时间使用则会造成内存泄露）。

其他：
char c[][]错误;
char c[][10]正确且限制大小;
char *c[]正确,c[n]是一个char*的字符或字符串
char **c正确,一个指向指针的指针

六、文件读取

（一）文本文件

函数定义：

FILE* fopen(const char* restrict path, const char* restrict mode);  // 打开文件。参数：路径，模式
int fclose(FILE* stream);  // 关闭文件
fscanf(FILE*, ...);  // 文件读取（类似scanf，只是加了第一个参数，具体在八）
fprintf(FILE*, ...);  // 文件输出（类似printf，只是加了第一个参数，具体在八）

fopen的mode选项：
r：只读
r+：读写，从文件头开始
w：只写，清空或新建
w+：读写，清空或新建
a：追加，追加或新建
…x：只新建，若存在则不能打开(wx、ax等)

例子：

FILE* p=fopen("file", "r");
if(fp) {
	...
	fclose(fp);
}

二）二进制文件

函数定义（打开文件和关闭文件与文本文件一致）：

// ptr:读入字符串存放的变量、size*nmemb:读多少字符、stream:文件句柄
size_t fread(void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);
size_t fwrite(const void* ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE* stream);

二进制文件读写主要是读写结构体，现在不常用，因为可移植性不好，不如读写文件

七、编译预处理指令与.h文件

（一）编译预处理指令

在c语言中，所有#开头的语句都是编译预处理指令。
c语言编译经过
.c——处理编译预处理指令——》
.i——c编译器编译成汇编文件——》
.s——生成目标代码文件——》
.o——生成可执行文件——》
#.out / .exe
四步得到可执行文件，第一步就是处理编译预处理指令。

1、# include < stdio.h >
# include <stdio.h>就是将stdio.h文件里面的内容复制到代码里面去
 

2、#define 名称 操作（宏定义）
# define被称为宏定义，格式为# define 名称 操作
例子：

#define PI 3.14159
#define cube(x) (x*x*x)
 
int main(){
	cube(3);
	return 0;
}

可以用宏定义定义一个变量PI或一个方法cube。

宏定义定义方法看起来很方便，但十分不推荐初学者使用，因为宏定义的方法是没有类型的，而且运算顺序也不好理解（看上面 二、表达式 15个运算等级的表，就知道多复杂了）。

如果确实想用类似宏定义的方式来定义函数，可以使用下面的方法。

3、（补充）inline内联函数

inline char *dbtest(int a)
{
    return (a % 2 > 0 ? "奇" : "偶");
}

（二）.h文件

.h文件主要用来声明对应.c文件里面的变量或函数，把.c文件里面的声明放到.h文件就可以了（全局变量需要加上extern前缀）。

导入标准库时推荐使用<>，如# include <stdio.h>
导入自定声明时推荐使用""，如# include "train.h"

（三）一些常用宏

printf("%d", __LINE__);  // 输出当前语句行号
printf("%s", __FILE__);  // 输出当前文件名
printf("%s", __DATE__);  // 输出编译日期
printf("%s", __TIME__);  // 输出编译时间
printf("%d", __STDC__);  // 当要求程序严格遵循ANSIC标准时该标识符被赋值为1
printf("%s", __FUNC__);  // 输出当前函数名

八、常用函数

（一）常用函数

库名    函数定义    解释
默认    size_t sizeof(type_name)    返回byte
string.h    size_t strlen(const char *s)    返回s的字符串长度（不包括最后的\0）
string.h    int strcmp(const char *s1, const char *s2)    比较两个字符串，返回0:相等; 1:s1>s2; -1:s1<s2
string.h    int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n)    安全版本比较前n个字符的大小，其他同上
string.h    char* strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src)    把src的字符串拷贝到dst，restrict表示不重叠
string.h    char* strncpy(char *restrict dst, const char *restrict src, size_t n)    安全版本，拷贝n个字符，其他同上
string.h    char* strcat(char *restrict s1, const char *restrict s2)    把s2拷贝到s1后面，s1要足够大
string.h    char* strncat(char *restrict s1, const char *restrict s2, size_t n)    安全版本，追加n个字符，其他同上
string.h    char* strchr(const char *s, int c)    在s串中找到c第一次出现的位置，返回指针，没有为null
string.h    char* strrchr(const char *s, int c)    在s串中从右边找到c第一次出现的位置，返回指针，没有为nulltring.h
string.h    char* strstr(const char *s1, const char *s2)    在字符串s1中不忽略大小写寻找字符串s2
string.h    char* strcasestr(const char *s1, const char *s2)    在字符串s1中忽略大小写寻找字符串s2
string.h    void *memset(void *s, int c, unsigned long n)    将指针变量s所指向的前n字节的内存单元用一个“整数”c替换
string.h    void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)    从src的开始位置拷贝n个字节的数据到dest。如果dest存在数据，将会被覆盖。
stdlib.h    system(“pause”)    暂停程序，按任意键继续

（二）scanf和printf

scanf（stdio.h）函数声明：int scanf(const char *format, …)
format格式：%[flag]type

printf（stdio.h）函数声明：int printf(const char *format, …)
format格式：%[flags][width][.prec][hlL]type

type    用于    含义
i / d    int    接受整数值并将它表示为有符号的十进制整数，i是老式写法
u    unsigned int    无符号10进制整数
o    unsigned int    无符号8进制整数(不输出前缀0）
x / X    unsigned int    无符号16进制整数，x对应的是abcdef，X对应的是ABCDEF（不输出前缀0x)
f / F / lf    double    单精度浮点数和双精度浮点数用f(lf 在C99开始加入标准，意思和 f 相同)
e / E    double    科学计数法表示的数，此处"e"的大小写代表在输出时用的“e”的大小写
g / G    double    有效位数，如：%.8g表示单精度浮点数保留8位有效数字。
c    char    字符型。可以把输入的数字按照ASCII码相应转换为对应的字符
s /    char * / wchar_t *    字符串。输出字符串中的字符直至字符串中的空字符（字符串以’\0‘结尾，这个’\0’即空字符
p    指针(void *)    以16进制形式输出指针
n    读入/写出的个数(int *)    到此字符之前为止，一共输出的字符个数，不输出文本
%    无    不进行转换，输出字符‘%’（百分号）本身
m    无    打印errno值对应的出错内容,(例: printf("%m\n"); )

                        
原文链接：

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