| 文档版本 | 更新时间 | 更新内容 |
|---|---|---|
| v1.0 | 2020-09-13 | 初稿完成 |
| v1.1 | 2020-09-16 | 添加static关键字部分 |
一、数据类型
1. 数据类型关键字
| 数据类型 | 占用字节 | 范围 |
|---|---|---|
| char | 1 | -128 - 127 |
| unsigned char | 1 | 0 - 255 |
| short | 2 | |
| unsigned short | 2 | |
| int | 4 | |
| unsigned int | 4 | |
| long | 4 | |
| unsigned long | 4 | |
| long long（C99加入） | 8 | |
| unsigned long long（C99加入） | 8 | |
| float | 4 | |
| double | 8 |
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
int main() {
printf("char:%d\r\n", sizeof(char));
printf("short:%d\r\n", sizeof(short));
printf("int:%d\r\n", sizeof(int));
printf("long:%d\r\n", sizeof(long));
printf("long long:%d\r\n", sizeof(long long));
printf("float:%d\r\n", sizeof(float));
printf("double:%d\r\n", sizeof(double));
return 0;
}
运行结果为：
char:1
short:2
int:4
long:4
long long:8
float:4
double:8
2. 可移植数据类型
int的长度会跟随CPU的不同而发生变化，比如：
- 16位CPU中：int默认两个字节，16位（int规定的最小值）
- 32位CPU中：int默认四个字节，32位；
所以通常情况下使用C头文件<stdint.h>中提供的数据类型：
- int8_t
- uint8_t
- int16_t
- uint16_t
- int32_t
- uint32_t
- int64_t
- uint64_t
同时，该头文件提供了数据类型的最大最小值宏定义，如下：
/* 7.18.2.1 Limits of exact-width integer types */
#define INT8_MIN (-128)
#define INT16_MIN (-32768)
#define INT32_MIN (-2147483647 - 1)
#define INT64_MIN (-9223372036854775807LL - 1)
#define INT8_MAX 127
#define INT16_MAX 32767
#define INT32_MAX 2147483647
#define INT64_MAX 9223372036854775807LL
#define UINT8_MAX 255
#define UINT16_MAX 65535
#define UINT32_MAX 0xffffffffU /* 4294967295U */
#define UINT64_MAX 0xffffffffffffffffULL /* 18446744073709551615ULL */
3. 整数溢出问题
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main() {
int8_t a = -128, b = 127;
uint8_t c = 0, d = 255;
a = a - 1;
b = b + 1;
c = c - 1;
d = d + 1;
printf("a = %d, b = %d\r\n", a, b);
printf("c = %d, d = %d\r\n", c, d);
return 0;
}
运行结果如下：
a = 127, b = -128
c = 255, d = 0
原因：
- 无符号整数溢出：最高位进位，因为存储空间大小限制，超出的部分直接舍弃，所以会从0开始重新计数。
- 有符号整数溢出：数据位进位，导致符号位变为1，数据位清零，所以会从对应的最小的负数开始重新计数。
详细说明参考博文：整数在计算机中的存储
二、变量与常量
- 变量：在程序运行过程中会改变，本质就是内存中的一段存储空间；
- 常量：运行过程值不会改变；
1. 五种常见变量
① 局部变量：在函数内部定义，函数结束后变量自动销毁；
② 全局变量：在函数外部定义，整个文件内部都可以使用该变量，程序结束后销毁；
③ 外部变量：使用extern修饰，表示该变量在其它文件中定义为全局变量；
④ 静态变量：使用static修饰，表示该变量在定存中只有一份定义；
⑤ 易变变量：使用volatile修饰，表示该变量是易变的，防止编译器优化；
2. 常量的两种定义方式
常量有两种：
① 使用const修饰符，作为只读变量：
const double pi = 3.1415926;
② 使用字面值：
#define PI 3.1415926
字面值的数据类型会被编译器自动识别：整数默认int，浮点数默认double，如果存不下则自动寻找更大的类型存储。
可以在数值后面加后缀，显示指出要使用的数据类型：
U或u：unsignedL或l：long int 或者Long doubleLL或ll：long longF或f：float
三、转义字符
四、浮点数
1. 科学计数法
2. 浮点数的精度
- float类型的精度：能表示小数点后6位；
- doubel类型的精度：能表示小数点后10位；
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main() {
float a, b;
b = 2.0e20 + 1.0;
a = b - 2.0e20;
printf("a = %f\r\n", a);
return 0;
}
运行结果为：
a = 4008175468544.000000
因为float只能存储小数点后6位的精度，所以肯定错误。
如果将2.0e20改为2.0e4，则运行结果为：
a = 1.000000
浮点数的值：2.0e4=20000，2.0e-4=0.0002
3. 浮点数的存储所带来的问题
因为浮点数不能精准的存储，所以需要在编程时注意。
eg：
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main() {
float a = 99.9;
printf("a = %f\r\n", a);
return 0;
}
运行结果为：
a = 99.900002
五、输入输出
1. 转换说明符
常用的一些占位符如下表：
| 占位符 | 说明 |
|---|---|
| %d | int |
| %ld | long |
| %c | char |
| %f | float |
| %lf | double |
| %x | int、short、long |
| %o | int、short、long |
| %s | 字符串 |
| %e或者%E | 使用e计数法输出浮点数 |
| %x或者%X | 无符号十六进制输出整数 |
| %% | 打印一个百分号 |
2. printf的用法
2.1. 基本用法
头文件：
#include <stdio.h>
用法：
printf("字符串");
printf("字符串 占位符1 占位符2", 输出参数1, 输出参数2);
2.2. printf的转换说明修饰符
在%和转换字符之间插入修饰符可修饰基本的转换说明。
其中可用标记如下表：
3. scanf的用法
scanf的作用：将用户从键盘输入的字符串转换为字符、字符串、整数、浮点数。
3.1. scanf的基本用法
特别注意！输入参数是变量的地址！
头文件：
#include <stdio.h>
scanf("占位符", 输入参数);
//这种用法，在输入的时候必须将非占位符也输入
scanf("非占位符 占位符", 输入参数);
3.2. scanf的输入分割
scanf函数使用空白（换行符、制表符、空格）把输入分成多个字段，在依次把转换说明和字段匹配时跳过空白。
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
int main() {
int a;
float b;
char c[20];
scanf("%d%f%s", &a,&b, c);
printf("a is %d, b is %.2f,c is %s\r\n", a, b, c);
return 0;
}
运行结果如下：
1234124
1.23452
hello
a is 1234124, b is 1.23,c is hello
4. *修饰符
① 在printf中，*修饰符用来代替字段宽度，由变量指定。
② 在scanf中，*修饰符表示跳过这个转换说明符。
六、运算符
1. 常用运算符
① 算术运算符：
+、-、*、/
C语言中，两个整数之间用
/运算，结果也是整数。
② 关系运算符：
、>=、<、<=、!=、==
③ 逻辑运算符：
!、&&、||
④ 赋值运算符：
=、+=、-=、/=、*=
2. C语言中的真和假
- 假：0；
- 真：非0，除0之外都是真，一般用1表示；
3. 运算符优先级（非常重要）
算术 > 关系 > 逻辑 > 赋值
4. 其它运算符
- sizeof运算符：返回结果是size_t类型（无符号整型，由编译器使用typedef替换为基本数据类型，在stddef.h中定义，包含在stdio.h里）
- 求模运算符：%（只能用于整数、不能用于浮点数）
- 自增运算符：++（分为前缀和后缀）
- 自减运算符：–（分为前缀和后缀）
- 三目运算符：?:
- 位运算符：&、|、~、^、<<、>>
七、流程控制
if…else分支结构
switch…case分支结构
特别注意！case之后的标号只允许字面常量，且是整型。（变量、const只读变量、浮点数都是错误的）。
while循环结构
for循环结构
do…while循环结构
八、函数
函数是C语言的基本单位。
1. 函数声明
函数返回值类型 函数名（函数参数列表）;
2. 函数定义
函数返回值类型 函数名（函数参数列表）
{
函数主体;
return 返回值;
}
九、数组
1. 数组的作用
解决同类型数据的存储问题。
2. 一维数组
① 定义数组：
<数据类型> <数组名>[数组中元素个数];
② 初始化数组
完全初始化：
int a[5] = {
1,2,3,4,5};
不完全初始化，未被初始化的元素为0：
int a[5] = {
1,2,3};
不初始化，所有元素都是垃圾值：
int a[5];
清零：
//原理：第一个元素初始化为0，属于不完全初始化，所以全部为0
int a[5] = {
0};
eg：
/**
* CPU：64bit
* OS：Windows10
* IDE：Clion
* Compiler：MinGW-64
*/
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main() {
int a[5];
int i;
for (i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\r\n");
return 0;
}
运行结果为：
8 0 73 0 1647344
③ 数组可以进行的操作：
- 遍历
- 赋值
- 排序
- 求最大值/最小值
- 倒置
- 查找
- 插入
- 删除
3. 二维数组
① 定义：
//一个3行4列的二维数组
int a[3][4];
② 初始化
整体赋值：
int a[3][4] = {
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
整体赋值的另外一种写法：
int a[3][4] = {
{
1,2,3},
{
4,5,6},
{
7,8,9},
{
10,11,12}
};
③ 访问（按下标）：
a[i][j]
④ 二维数组的操作：
- 排序
- 矩阵操作
4. 多维数组的本质
物理内存是线性连续的，所以多维数组本质并不存在。
3行4列的二维数组，本质上是3个元素一维数组，只不过每个元素也是含有4个小元素的一维数组。
十、static关键字
static关键字表示静态的，可以用来修改变量和函数。
1. static静态变量
static关键字修饰变量后，表示该变量是静态的，无论定义多少次，在内存中只有一份。
比如下面的示例：
#include <stdio.h>
int test(void)
{
int ret;
static int id = 0;
ret = id++;
return ret;
}
int main()
{
int id;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
id = test();
printf("id = %d\r\n", id);
}
return 0;
}
运行结果为：
id = 0
id = 1
id = 2
id = 3
id = 4
id = 5
id = 6
id = 7
id = 8
id = 9
2. static静态函数
static修饰静态函数，表示此函数只能在本文件中使用。