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一、C 语言基本知识

目录

(一)C 语言的概念、特点及基本组成

C语言主要特点:

C语言程序的结构特点:

C语言的基本组成:

(二)基本数据类型(整型、字符型、实型等基本数据类型)

        常量与变量:

c语言的基本数据类型可分为:

(三)运算符与表达式、优先级和结合性


(一)C 语言的概念、特点及基本组成


        C语言是一门面向过程的计算机编程语言,与C++、C#、Java等面向对象编程语言有所不同。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、仅产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

        C语言是一种用途广泛、功能强大、使用灵活的过程性(procedural)编程语言,既可用于编写应用软件,又能用于编写系统软件。因此C语言问世以后得到迅速推广。

C语言主要特点:

        1、语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。 只有37个关键字、9种控制语句 程序书写形式自由,源程序短。
        2、运算符丰富。 有34种运算符 把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理 表达式类型多样化。
        3,、数据类型丰富。 包括:整型、浮点型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型 C99又扩充了复数浮点类型、超长整型(long long)、布尔类型(bool) 指针类型数据,能用来实现各种复杂的数据结构(如链表、树、栈等)的运算。
        4、具有结构化的控制语句。如if…else语句、while语句、do…while语句、switch语句、for语句 用函数作为程序的模块单位,便于实现程序的模块化 C语言是完全模块化和结构化的语言。
        5、语法限制不太严格,程序设计自由度大。 对数组下标越界不做检查 对变量的类型使用比较灵活,例如,整型量与字符型数据可以通用 C语言允许程序编写者有较大的自由度,因此放宽了语法检查。
        6、允许直接访问物理地址,能进行位操作,可以直接对硬件进行操作。C语言具有高级语言的功能和低级语言的许多功能,可用来编写系统软件 这种双重性,使它既是成功的系统描述语言,又是通用的程序设计语言。
        7、用C语言编写的程序可移植性好。 C的编译系统简洁,很容易移植到新系统 在新系统上运行时,可直接编译“标准链接库”中的大部分功能,不需要修改源代码 几乎所有计算机系统都可以使用C语言
        8、生成目标代码质量高,程序执行效率高

C语言是普适性最强的一种计算机程序编辑语言,它不仅可以发挥出高级编程语言的功用,还具有汇编语言的优点,因此相对于其它编程语言,它具有自己独特的特点。

具体体现为以下三个方面:


        1、广泛性。C语言的运算范围的大小直接决定了其优劣性。C语言中包含了34种运算符,因此运算范围要超出许多其它语言,此外其运算结果的表达形式也十分丰富。此外,C语言包含了字符型、指针型等多种数据结构形式,因此,更为庞大的数据结构运算它也可以应付。  
        2、简洁性。9类控制语句和32个关键字是C语言所具有的基础特性,使得其在计算机应用程序编写中具有广泛的适用性,不仅可以适用广大编程人员的操作,提高其工作效率,同时还能够支持高级编程,避免了语言切换的繁琐。 
        3、结构完善。C语言是一种结构化语言,它可以通过组建模块单位的形式实现模块化的应用程序,在系统描述方面具有显著优势,同时这一特性也使得它能够适应多种不同的编程要求,且执行效率高。


缺点:
        1、C语言的缺点主要表现为数据的封装性弱,这一点使得C在数据的安全性上有很大缺陷,这也是C和C++的一大区别。
        2、C语言的语法限制不太严格,对变量的类型约束不严格,影响程序的安全性,对数组下标越界不作检查等。从应用的角度,C语言比其他高级语言较难掌握。也就是说,对用C语言的人,要求对程序设计更熟练一些。

C语言程序的结构特点:

1、一个程序由一个或多个源程序文件组成。

一个源程序文件中可以包括三个部分:
        ①预处理指令:#include <stdio.h>等
        ②全局声明:在函数之外进行的数据声明
        ③函数定义:每个函数用来实现一定的功能

2、函数是C程序的主要组成部分。

        一个C程序是由一个或多个函数组成的。
        必须包含一个main函数(只能有一个)。
        每个函数都用来实现一个或几个特定功能。
        被调用的函数可以是库函数,也可以是自己编制设计的函数。

3、一个函数包括两个部分。

        ①函数首部:
        例如,int    max  (  int   x,  int   y ) 若函数无参,在括弧中写void或空括弧。
        ②函数体(可以是空函数):
        声明部分(可以没有声明):
                定义在本函数中所用到的变量。
                对本函数所调用函数进行声明。
        执行部分:由若干个语句组成,指定在函数中所进行的操作。

4、程序总是从main函数开始执行。
5、C程序对计算机的操作由C语句完成。

        C程序书写格式是比较自由的,一行内可以写几个语句, 一个语句可以分写在多行上 为清晰起见,习惯上每行只写一个语句。

6、数据声明和语句最后必须有分号。
7、C语言本身不提供输入输出语句。
8、程序应当包含注释,增加可读性。


C语言允许用两种注释方式:

①//:单行注释:可单独占一行,可出现在一行中其他内容的右侧。
②/*……*/:块式注释:可包含多行。

C语言的基本组成:

        一个C语言程序是由一个main函数和若干个其他函数组成的。函数是C语言程序的基本单位,被调用的函数可以是系统提供的库函数,也可以是用户根据需要自己定义的函数。

运行C程序的步骤与方法:
1.上机输入和编辑源程序(.c文件)
2.对源程序进行编译(.obj文件)
3.进行连接处理(.exe文件)
4.运行可执行程序,得到运行结果
(注:还有一个.i 类型的文件,是进行预编译之后生成的文件,一般都是把头文件包含进去,进行宏替换这些工作之后生成的文件。)


(二)基本数据类型(整型、字符型、实型等基本数据类型)

        常量与变量:


        ①常量:在程序运行过程中,其值不能被改变的量

        整型常量:如1000,12345,0,-345
        实型常量:
        十进制小数形式:如0.34    -56.79   0.0
        指数形式:如12.34e3 (代表12.34103)
        字符常量:如’?’ 转义字符:如’\n’
        字符串常量:如”boy” 符号常量:#define  PI  3.1416

        ②变量:在程序运行期间,变量的值是可以改变的。

        变量必须先定义,后使用。
        定义变量时指定该变量的名字和类型。
        变量名和变量值是两个不同的概念。
        变量名实际上是以一个名字代表的一个存储地址。
        从变量中取值,实际上是通过变量名找到相应的内存地址,从该存储单元中读取数据。

        ③常变量:

const int a=3; 4.

        ④标识符:

        一个对象的名字 C语言规定标识符只能由字母、数字和下划线3种字符组成,且第一个字符必须为字母或下划线。

        合法的标识符:如sum,average, _total, Class, day, BASIC, li_ling 。

        不合法的标识符:M.D.John,¥123,#33,3D64,a>b

        所谓类型,就是对数据分配存储单元的安排,包括存储单元的长度(占多少字节)以及数据的存储形式 不同的类型分配不同的长度和存储形式。

c语言的基本数据类型可分为:

1、整(数)型

        int: 基本整数型,用于存储整数,占4个字节;默认值为0,数据范围是-2147483648~2147483647。
        short: 短整型,占2个字节,存储方式与基本整形int相同,数据范围是-32768-32767。
        long: 长整型,占4个字节,数据范围是-2^63~2^63-1。。
        long long: 双长整型,占8个字节,数据范围是-2^63~2^63-1;这种数据类型一般比较少用。
        

  其中还分为有符号数和无符号数,有符号类型前加上修饰符signed表示,无符号类型前加上unsigned表示,表示指定该变量是无符号整数类型。
        整型变量的值的范围包括负数到正数
        可以将变量定义为“无符号”类型

        扩充的整形类型:
        有符号基本整型   [signed] int;
        无符号基本整型   unsigned int;
        有符号短整型     [signed] short [int];
        无符号短整型     unsigned short [int];
        有符号长整型     [signed] long [int];
        无符号长整型     unsigned long [int]
        有符号双长整型  [signed] long long [int];
        无符号双长整型  unsigned long long [int] 

注:

        (1)只有整型类型(包括字符型)数据可以加signed或unsigned修饰符,实型数据不能加。

        (2)对无符号整型数据用“%u”格式输出,%u表示用无符号十进制数的格式输出。


2、浮点型

        float:单精度浮点型,占4个字节,有效数字为(6~7位),数据范围是-3.4*10^38~+3.4*10^38。
        float型变量是由有限的存储单元组成 ,因此,只能提供有限的有效数字,在有效位以外的数字将不精确,这样,可能会产生一些误差。
        double:双精度浮点型,占8个字节,有效数字为(15~16位),数据范围是-1.7*10^-308~1.7*10^308。

3、字符型    

char:字符型,用于存储单个字符,占1个字节。

4、实型

C语言中的实型数据是指带有小数的数(单精度float)。

5、枚举类型

        enum

6、空类型

        void

7、派生类型

        指针类型(*)
        数组类型([ ])
        结构体类型(struct)
        共用体类型(union)
        函数类型:函数类型用来定义函数,描述一个函数的接口,包括函数返回值的数据类型和参数的类型。

8、字符型数据

        ①字符与字符代码:
        字母:大写英文字母A~Z,小写英文字母a~z。
        数字:0~9。
        专门符号:29个。
                ! ” # & ’  ( )  * + , - . /  : ; < = > ? [ \ ] ^ _ ` { | } ~
        空格符:空格、水平制表符(tab)、垂直制表符、换行、换页(form feed )。
        不能显示的字符:空(null)字符(以 \0 表示)、警告(以 \a 表示)、退格(以 \b 表示)、回车(以 \r 表示)等。

        ②字符变量

        字符变量是用类型符char定义字符变量。

注:
        其中整型类型和浮点类型称作基本类型。
        基本类型和枚举类型变量的值都是数值,统称为算数类型。
        算数类型和指针类型统称为纯量类型,因为其变量的值是以数字来表示的。
        枚举类型是程序中用户定义的整数类型。
        数组类型和结构体类型统称为组合类型,共用体类型不属于组合类型,因为在同一时间内只有一个成员具有值。

(三)运算符与表达式、优先级和结合性

 1、基本数据类型的算术运算(含自增和自减)、逻辑运算、关系运算、条件运算、赋值
运算、逗号运算、类型转换运算、位运算等。

        (1)最常用的算术运算符:+(正号),-(负号),*,/,%,+(加法),-(减法)
        (2)自增、自减运算符
        作用是使变量的值加1或减1,例如:
        ++i,--i (在使用i 之前,先使 i 的值加(减)1)
        i++,i-- (在使用i 之后,先使 i 的值加(减)1)
例如:
        i=3;
        j=++i;(i的值先变成4,在赋值给j,j的值为4)
        k=++i;(先将i的值3赋值k,k的值为3,然后i的值再变为4)
        (3)关系运算符:>,<,==,>=,<=,!=
        (4)逻辑运算符:!,&&,||
        (5)位运算符:<<,>>,~,|,^,&
        (6)条件运算符:? : 
        (7)逗号运算符:,
        (8)指针运算符:*和&
        (9)求字节数运算符:sizeof
        (10)强制类型转换运算符:(类型)

        强制类型转换运算符的一般形式为 :(类型名)(表达式)

        (double)a      (将a转换成double类型)

        (int) (x+y)    (将x+y的值转换成int型)

        (float)(5%3)(将5%3的值转换成float型)

        有两种类型转换:系统自动进行的类型转换、强制类型转换
        (11)成员运算符:.   —>
        (12)下标运算符: [  ]
`       (13)其他: 如函数调用运算符

2、算术表达式和运算符的优先级与结合性:

        用算术运算符和括号将运算对象(也称操作数)连接起来的、符合C语法规则的式子,称为C算术表达式。
        运算对象包括常量、变量、函数等。

        C语言规定了运算符的优先级和结合性。

        运算符的结合性:C语言中各运算符的结合性分为两种,即左结合性(自左至右)和右结合性(自右至左)。

例如:
        算术运算符的结合方向都是“自左向右”处理,即先左后右,“自左至右的结合方向”又称“做结合性”,即运算对象先与左面的位运算结合。

        c语言优先级运算符顺序是逻辑非最高,算术运算符次之,第三为关系运算符,第四为逻辑与逻辑或,最后是赋值运算符。

注:
        同一优先级的运算符,运算次序由结合方向所决定。
        简单记就是:! > 算术运算符 > 关系运算符 > && > || >赋值运算符

3、不同类型数据间的混合运算:

        (1)+、-、*、/ 运算的两个数中有一个数为float或double型,结果是double型。系统将float型数据都先转换为double型,然后进行运算。

        (2) 如果int型与float或double型数据进行运算,先把int型和float型数据转换为double型,然后进行运算,结果是double型。

        (3)字符型数据与整型数据进行运算,就是把字符的ASCII代码与整型数据进行运算。

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