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linux详细入门教程（七）------linux C语言编程基础（1）_linux下c语言教程

作者：菜鸟追梦旅行 | 2024-04-22 16:21:55

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linux下c语言教程

一、gcc编译器

Linux 系统下的标准 C 编译器。名字取自 “ GNU C Compiler” 。

C 语言编程流程

1、第一个c程序

代码

编译 & 运行

编译选项

-E 仅进行预处理，不进行其他操作。助于发现宏错误。

-S 编译到汇编语言，不进行其他操作。

-c 编译、汇编到目标代码，不进行链接

-Wall 尽可能多地显示警告信息。

- Werror 将所有的警告当作错误处理。

-g 在可执行文件中包含标准调试信息。

-I 设置头文件的路径，可以设置多个，默认路径 “ / usr /include ” 。

-L 设置库文件的路径，可以设置多个，默认路径 “ / usr /lib ” 。

-l 设定编译所需的库名称，如果一个库的文件名为“ libxxx.so” 那么它的库名称为“ xxx” 。

选项	含义
--help	显示命令帮助说明
--version	显示编译器版本信息
-o <文件>	指定输出文件名，缺省设置为“a.out”。
-D MACRO	定义宏MACRO。
-E	仅进行预处理，不进行其他操作。
-S	编译到汇编语言，不进行其他操作。
-c	编译、汇编到目标代码，不进行链接
-g	在可执行文件中包含标准调试信息。
-Wall	尽可能多地显示警告信息。
-Werror	将所有的警告当作错误处理。
-w	禁止所有警告。
-ansi	采用标准的ANSI C进行编译。
-l library	设定编译所需的库名称，如果一个库的文件名为“libxxx.so”那么它的库名称为“xxx”。
-I path	设置头文件的路径，可以设置多个，默认路径“/usr/include”。
-L path	设置库文件的路径，可以设置多个，默认路径“/usr/lib”。
-static	使用静态链接，编译后可执行程序不依赖于库文件。
-O N	优化编译，主要提高可执行程序得运行速度，N可取值为1、2、3。
-Q	显示各个阶段的执行时间。

二、Eclipse CDT

1、安装何启动

在 Unbutu12.04 环境下的安装方法

初次启动时会要求用户设置工作空间（ workspace ）的位置。

工作空间是 Eclipse 中软件项目的所有文件所存放的目录，工作空间同时也是 Eclipse 进行资源管理的一个环境。

主界面包含4个窗格。

创建项目并运行

File -> New -> Project…

项目设置

给项目添加源程序文件。

File -> New -> Source File

源代码编辑器中编写代码

Build

在终端上运行

程序调试

基本调试方法

断点

单步

查看变量

调用栈

查看内存

查看寄存器

反汇编

显示行号

Window -> Preferences

General ->

编辑hw.c

运行

设置断点

调试

单步（f6）

继续运行（f8）

三、c语言基础

1、C语言概述

既可以编写系统软件，也可以编写应用软件。

Dennis M Ritchie 为开发 UNIX 操作系统的方便而设计出来的。

大多数操作系统的内核的大部分内容都是用 C 语言编写的。

优点

语言简洁、紧凑、灵活（ 32 个关键字， 9 种控制语句）。

运算符丰富（ 34 种），表达式类型多样、灵活、简练。

数据结构丰富、合理，能够方便地实现链表、树、栈、队列和图等各种复杂的结构。

具有结构化的控制语句，符合现代编程风格。

兼有高级语言和低级语言的特点。

可移植性好。

目标代码质量高 , 程序执行效率高。

语法限制不太严格 , 程序设计自由度大。

2、数据类型

“ 数据结构 + 算法 = 程序 ” （ Niklaus Wirth ）

数据类型决定了数据可参与的运算、所表示的数的范围和所占用的内存大小。

数据类型所占用的内存大小因平台而异（以 32 位 Linux 为例）。

常量与变量

在程序运行过程中，其值不可改变的量称为常量；反之，其值可以改变的量称为量。

常量可分为直接常量和符号常量。

直接常量从其字面形式即可判别 , 如 2 、 1.23456 、 ’ A ’ 等。

符号常量用一个标识符来代表一个固定不变的量，其优点是使得的程序的可读性更好。

符号常量定义： #define 常量名常量值

¡ 例： #define PI 3.1415926

变量定义： 数据类型变量名

int a; /* 定义整型变量 a */

float b; /* 定义浮点型变量 b */

变量应“先定义，后使用”。

整型

可细分为基本型（ int ）、短整型（ short ）、长整型（ long ）和无符号型。

基本型占 4 个字节、短整型占 2 个字节、长整型占 8 个字节 ; 它们各有对应的无符号型： unsigned int 、 unsigned short 和 unsigned long 。

无符号型数据的最高位不用作符号位。

整型常量

三种表示形式

十进制整数。由数字 0~9 和正负号表示，如： 123 ， -456 ， 0 。

八进制整数。由数字 0 开头，后跟数字 0~7 表示，如： 0123 ， 011 。

十六进制整数。由 0x 或 0X 开头，后跟 0~9 ， a~f ， A~F 表示，如： 0x123,0Xff 。

整型常量默认为 int 型。若其值所在范围确定超出了 int 的表示范围，则其类型为 long 型。如： 123 是 int 型， 0x123456789 是 long 型。

也可以在整常量后加上字母 l 或 L ，指明它是 long 型，如： 1234L 。

整型变量

定义： 整型数据类型变量名

整型数据为类型可以为：int 、 long 、 short 。并且可以在这三个关键字前加上关键字 signed 和 unsigned 指明是有符号还是无符号。默认为有符号整型。

例：

int x, y; /*定义 x, y 为整型变量* /

unsigned short m, n; /*定义 m, n 为无符号短整型变量* /

long a; /*定义 a 为长整型变量* /

浮点型

可分为单精度浮点型（ float ）和双精度浮点型（ double ）。单精度浮点型占 4 个字节和双精度浮点型占 8 个字节。

浮点型常量

两种表示形式

十进制整数。由整数部分、小数点和小数部分组成，如： 1.24 、 0.345 、 .222 、 234.0 、 333. 、 0.0 等。

指数形式。形如 < 实数部分 >e< 指数部分 > ，如： 1.23E2 、 314.15E-2 、 0E3 等。 E 之后的整数表示的是 10 的几次方。

浮点型常量默认为 double 型，可以在浮点型常量后加上字母 f 或 F ，指明它是 float 型，如： 1.234F 。

浮点型变量

定义： double 变量名 或 float 变量名

例：

double x, y; /* 定义 x, y 为双精度浮点型变量* /

float m, n; /* 定义 m, n 为单精度浮点型变量* /

字符型

可分为 char 和 unsigned char 两种，均占 1 个字节。字符型数据可视为一个整数。

字符型常量

用单引号括起来的单个普通字符或转义字符。普通字符如 : ’ A ’ 、 ’ a ’ 、 ’ 8 ’ 等，转义字符以反斜线 ( ’ \ ’ ) 后面跟一个字符或一个代码值表示。

转义字符	含义	转义字符	含义
\n	换行	\t	水平制表符
\v	垂直制表符	\b	退格
\r	回车	\f	走纸换页
\a	响铃	\\	反斜线
\’	单引号	\”	双引号
\ddd	3位8进制数ddd代表的字符	\xhh	2位16进制数hh代表的字符

字符串常量

用双引号括起来的字符序列，如： ” abcd ” 。

序列末尾隐含了一个空字符 ’ \0 ’ （ ASCII 值为 0 ）。故，字符串 ” a ” 实际包含了两个字符 ’ a ’ 和 ’ \0 ’ ，占用两个字节。

字符型变量

定义： char 变量名

例： char d; /* 定义 d 为字符型变量* /

程序示例

布尔型

布尔型只有 “ 真 ” 和 “ 假 ” 两个值， C 语言使用整数 1 表示 “ 真 ” ，使用整数 0 表示 “ 假 ” 。

在进行逻辑判断时， C 语言将任何非零值都认为是 “ 真 ” ，而将零值认为是 “ 假 ” 。

例：

printf ("%d\n", 3 > 2); /* 结果为 1 */

printf ("%d\n", 3 > 2 > 1); /* 结果为 0 */

printf ("%d\n", 3 && 2); /* 结果为 1 */

printf ("%d\n", 3 && 0); /* 结果为 0 */

枚举型

枚举类型变量的取值范围只限于所列举出来的值。

使用 enum 关键字定义 :

例： enum week {sun, mon , tue , wed, thu , fri , sat};

说明

花括号中以逗号分隔的标识符称为枚举元素，枚举元素也称枚举常量，具有固定的整数值。

右花括号后的 “ ; ” 是必不可少的语法组成部分。

默认情况下，第一个枚举元素的值为 0 ，其它枚举元素的值是其前一个元素的值加 1 后得到的值。

也可以在枚举元素后用 “ = ” 为其指定一个值，例如：

enum week { mon =1, tue , wed, thu , fri , sat, sun=0};

定义枚举变量

如： enum week weekday;

使用枚举变量

如： weekday = wed;

数组

由 n （ n ≥ 1 ）个具有相同数据类型的数据元素 a 0 、 a 1 、 … 、 a n-1 构成的一个有序序列（集合）。

标记数组元素的下标个数决定了数组的维数。

数组的所有元素存储在一块地址连续的内存单元中，最低地址对应首元素，最高地址对应末元素。

一维数组

定义： 数据类型数组名 [ 整型常量表达式 ];

如： int a[5];

初始化：用一对花括号括起以逗号分隔的元素。

如： int a[5] = {0, 1, 2, 3, 4};

如果花括号中值的个数少于数组的长度（部分初始化），则后面无对应值的元素的初值为一个随机数，但如果是静态数组，则后面无对应值的元素的初值为 0 。

如： static int a[5] = {0, 1, 2};

一维数组

引用：只能逐个引用数组元素，而不能一次引用数组的所有元素。

二维数组

定义： 数据类型数组名 [ 整型常量表达式 ] [ 整型常量表达式 ];

如： int a[2][3];

初始化：

使用两层花括号括起以逗号分隔的元素，内层的每对花括号对应一行。如： int a[2][3] = {{0, 1}, {2, 3}, {4, 5}};

也可以只用一对花括号为二维数组赋初值，按元素的排列顺序（行序优先）依次为各元素赋初值。

二维数组也可以部分初始化。如： int a[2][3] = {0, 1, 2, 3};

引用

只能逐个引用二维数组的各个元素

字符数组

定义： char 数组名[整型常量表达式] ;

如： char str[5];

初始化：

逐个初始化，如： char str[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

用字符串常量为字符数组初始化，如： char str[6] = "Hello";

引用

可以逐个引用字符数组的各个元素，也可以以字符串的形式一次引用字符数组的所有元素。

指针

一个变量在内存中的地址就称为该变量的 “ 指针 ” 。

一级指针

指针变量的定义

指针变量是用来存放另一个变量的 “ 地址 ” 的变量，当一个指针变量 p 所存放的内容是另一个变量 a 的地址时，称变量 p “ 指向 ” 变量 a 。

定义： 数据类型 *指针变量名 ; 如： int *p;

指针变量的赋值

建议总是将指针变量初始化为空值 —— NULL

对指针变量进行赋值只有三种情况是合法的。一是赋 NULL 值，二是赋同类型变量的地址，三是赋同类型指针。

一级指针

指针变量的引用

使用 “ * ” 操作符（定义指针时用的 “ * ” 不是指针引用，而是指针变量的说明符）。

引用指针变量所指向的目标的内容。

引用指针变量之前应当确保它指向了一个有效的地址单元。

二级指针

二级指针变量的定义

指针变量是用来存放另一个变量的 “ 地址 ” 的变量，当一个指针变量 p 所存放的内容是另一个变量 a 的地址时，称变量 p “ 指向 ” 变量 a 。

定义： 数据类型 **指针变量名 ; 如： int **pp;

二级指针变量的赋值

也只有三种情况是合法的。一是赋 NULL 值，二是赋同类型的一级指针变量的地址，三是赋同类型指针。

二级指针变量的引用

连续用两个 “ * ” 操作符。

结构体

结构体是多数据项的一种组织方式，是由多个数据项构成的紧密关联的数据单元。

结构体类型所占内存的大小是其所有成员所占内存大小之和。

结构体类型的定义

示例

结构体类型变量的定义

在定义好一个结构体类型之后，即可定义该结构体类型的变量。

格式： struct 结构体名变量名 ;

¡ 如： struct student a;

结构体成员的引用

只能逐个引用结构体的数据成员，而不能一次引用结构体的所有成员。

使用分量运算符 ——“ . ”

结构体成员的初始化

在定义结构体变量的同时用花括号进行初始化。

如： struct student a = {1, {'T', 'o', 'm', '\0'}};

共用体

几个不同的数据成员存放在同一段内存的结构。

共用体类型的定义方式、共用体变量的定义方式以及共用体成员的引用方式和结构体相类似，区别在于使用 “ union ” 关键字代替了 “ struct ” 关键字。

当各成员类型所占用的内存大小不同时，共用体所占的内存大小是其最大成员所占内存的大小。

示例

自定义类型

使用typedef关键字为已存在的类型取一个别名，即自定义一个类型名。

自定义类型的用法和功能与已有类型的用法和功能完全一样。

语法格式： typedef 已有数据类型新类型名 ;

如：

常用于为书写较为复杂的类型 ( 如结构体、共用体 ) 取一个别名。

如：

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