C語言入門語法

一、數據類型

常量

1、通過預處理聲明常量

#include <stdio.h>

#define PRICE 100

int main() {
    printf("價格:%d\n",PRICE);
    return 0;
}

2、通過 const 關鍵字聲明常量

#include <stdio.h>
const int NUM=10;
int main() {
    printf("數量:%d\n",NUM);
    return 0;
}

區別:#define 在運行時會替換爲指定的值,const可以看到數據類型,更推薦使用 const

整型

在C語言中分爲有符號和無符號整型,無符號是整數,有符號包含負數

類型 說明
short 2字節
int 4字節
long 32位系統4字節,64位系統8字節
long long 8字節
int main() {
    int a=10;
    int b=-10;
    long long c=20;
    int d=0b111;//二進制
    int e=0xb;//十六進制
    int f=010;//八進制
    unsigned int g=12;//無符號正數
    printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d",a,b,c,d);
    return 0;
}
  • 0b 爲二進制方式賦值
  • 0x 爲十六進制數據
  • 0 爲八進制數據

進制相關知識參考其他教程

c11 標準 stdint.h 對數據的長度進行了統一

類型 說明
int8_t 統一8位1字節
int16_t 2字節
int32_t 4字節
int64_t 8字節
uint8_t 無字符1字節

浮點數

類型 說明
float 單精度,4字節,32位
double 雙精度,8字節,64位
long double 長雙精度,16字節,128位

typedef 自定義類型

typedef uint8_t mychar;
int main() {
    mychar ch='a';
    printf("%c",ch);
    return 0;
}

自定義類型相當於對類型起了個別名

二、goto 跳轉

使用 goto 實現循環

int i=0;
aa:
printf("%d\n",i);
i=i+1;
if(i<100){
    goto aa;
}

標籤名: 標記一個位置,goto 標籤名; 跳轉到指定標籤位置,標籤名可以自己定義。

三、輸入與輸出

相關函數文檔參考:C語言stdio.h文檔

1、字符輸出

putchar:寫字符到標準輸出,相當於調用 putc
遍歷字符並打印

#include <stdio.h>

int main() {
    char c;
    for (c='a';c<='z';c++) {
        putchar(c);
        putchar('\n');
    }
    return 0;
}

說明:char 類型佔用1字節,每個字符都映射對應一個整數。

查看字符對應整數

#include <stdio.h>

int main() {
    char c;
    printf("=====小寫====\n");
    for (c='a';c<='z';c++) {
        printf("%d\n",c);
    }
    printf("=====大寫====\n");
    for (c='A';c<='Z';c++) {
        printf("%d\n",c);
    }
    return 0;
}

大寫字符和小寫字符剛好差距32, putchar('A'+32); 可轉爲小寫。

2、字符串輸出

puts:寫字符串到標準輸出

輸出字符串示例

#include <stdio.h>

int main() {
    char string [] = "Hello world!";
    puts(string);
    return 0;
}

3、格式化輸出

printf:打印格式化數據到標準輸出,如果包含格式說明符(以%開頭的子串)將格式化,用附加參數替換說明符(說明符可以認爲是佔位符)。

格式化時用到的說明符

符號 解釋 舉例
d 或者 i 有符號十進制整數 392
u 無符號十進制整數 7235
o 無符號八進制 610
x 無符號十六進制整數 7fa
X 無符號十六進制整數(大寫) 7FA
f 十進制浮點,小寫 392.65
F 十進制浮點,大寫 392.65
e 科學記數法(尾數/指數),小寫 3.9265e+2
c 字符 a
s 字符串 hello
p 指針地址(內存地址) b8000000
% %%打印出一個% %

格式化輸出示例

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("字符:%c %c\n",'a',65);
    printf("整數:%d %ld\n",600,6500000L);//%ld 長整
    printf("浮點數:%f\n",33.3);
    printf("十六進制:%x\n",0xffa);
    printf("特殊打印:%%\n");
    return 0;
}

結果

字符:a A
整數:600 6500000
浮點數:33.300000
十六進制:ffa
特殊打印:%

4、輸入字符和字符串

getchar:從標準輸入中獲取字符

獲取字符示例

#include <stdio.h>

int main() {
    uint8_t c;
    puts("輸入文本,在一個句子中包含.以結束:");
    do{
        c=getchar();
        putchar(c);
    }while (c!='.');
    return 0;
}

uint8_t c; uint8_t 大小與char一樣

gets:從標準輸入中獲取字符串

獲取字符串示例

#include <stdio.h>

int main() {
    char str[256];
    puts("輸入你的名字:");
    gets(str);
    printf("你的名字:%s\n",str);
    return 0;
}

5、格式化輸入

scanf:從標準輸入中讀取格式化數據,格式化說明符可參照 printf

格式化輸入示例

#include <stdio.h>

int main() {
    char ch;
    int num;
    char str[10];

    puts("輸入一個字符:");
    scanf("%c",&ch);
    printf("用戶的輸入字符爲:%c\n",ch);

    puts("輸入一個整數:");
    scanf("%d",&num);
    printf("用戶輸入的整數爲:%d\n",num);

    puts("輸入字符串:");
    scanf("%s",str);
    puts(str);
    return 0;
}

int、char 等類型需要用&符號取得變量內存地址,變量 str 是一個數組,本身存儲的就是內存地址,所以不用加上&符號。(可以理解爲值與引用)

四、數組

1、一維數組

創建數組方式1:

const int NUMS_LEN=10;
int nums[NUMS_LEN];

數組中元素的內存地址沒有做過任何處理,有可能被之前其他程序使用過,所以數組中的默認的值是不可預期的。

演示數組中元素默認值:

#include <stdio.h>

int main() {
    const int NUMS_LEN=10;
    int nums[NUMS_LEN];
    for (int i = 0; i < NUMS_LEN; ++i) {
        printf("索引:%d,值:%d\n",i,nums[i]);
    }
    return 0;
}

創建數組方式2:

int ages[]={19,20,30};

2、二維數組

創建方式1:

int nums[3][4];
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    for (int j = 0; j < 4; ++j) {
        printf("%d,%d,value=%d\n",i,j,nums[i][j]);
    }
}

創建方式2:

int nums[2][3]={
        {1,2,3},
        {4,5,6}
};

二維數組直接初始化值需要指定長度!

如果想對數組中的元素清0,可以在遍歷中爲元素賦值爲0.

3、字符數組(字符串)

聲明字符串並檢查長度:

char str[10];
printf("長度:%ld\n",strlen(str));

strlen 函數用於檢測字符數組中字符的長度

存入字符串並檢查長度:

char str[10]="hello";
printf("長度:%ld\n",strlen(str));

\0作爲字符串結尾:

char str[10]="he\0llo";
printf("長度:%ld\n",strlen(str));

字符串中不論內容多少,只要遇到 \0 就認爲字符串結束!

char數組填充函數 memset:

memset(要填充的數組,要填充的值,要填充多長)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char str[]="你好";
    memset(str,1,6);
    for (int i = 0; i < 6; ++i) {
        printf("%d\n",str[i]);
    }
    return 0;
}

關於中文:

char str[2]="你好";
printf("長度:%ld\n",strlen(str));//一個漢字佔用3字節

五、字符串操作

1、字符串連接

strcat:連接字符串,將源字符串的副本附加到目標字符串。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="hello";//要拼接的字符
    char result[100];//目標字符
    memset(result,0,100);//填充0到目標字符
    strcat(result,str);//拼接str到result
    strcat(result,"world");//拼接 world 到result
    puts(result);
    return 0;
}

strncat:連接指定數量的字符到目標字符串

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char dist[10];
    strncat(dist,"hello",3);
    puts(dist);
    return 0;
}

結果

hel

2、格式化字符串

sprintf:將格式化數據寫入字符串(格式方式和其他格式化方法很像)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char str[10];
    memset(str,0,10);
    int len,a=10,b=5;
    len=sprintf(str,"%d+%d=%d",a,b,a+b);
    printf("格式結果:[%s],長度爲:%d",str,len);
    return 0;
}

結果:

格式結果:[10+5=15],長度爲:7

3、字符串與基礎數據類型轉換

sscanf:從字符串中讀取格式化數據

使用 sscanf 截取數據

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    //原字符串
    char sentence[]="Java is 23 years old";
    //保存拆分出來的數據的變量
    int age;
    char name[10];
    sscanf(sentence,"%s %*s %d",name,&age);
    printf("age is %d,name is %s",age,name);
    return 0;
}

"%s %*s %d" 分別表示了 Java is 23 (空格也包含在內),%*s 表示匹配的字符串但忽略該數據(可以理解佔了個位置)。&age 這裏需要將基本類型的內存地址引入。

使用 sscanf 轉換數據類型

#include <stdio.h>
int main() {
    char * str="100";
    int a;
    sscanf(str,"%d",&a);
    printf("轉換後:%d",a);
    return 0;
}

使用 atof 將字符串轉爲 double

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    double result=atof("3.14");
    printf("轉換後:%f",result);
    return 0;
}

4、字符串比較

== 用來比較兩個變量的內存地址,不能比較字符串的值。使用 strcmp 比較兩個字符串的值,兩個字符串的值相等返回 0。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str1="hello";
    char str2[]="hello";
    if(strcmp(str1,str2)==0){
        puts("兩個字符串的值相等");
    }else{
        puts("兩個字符串的值不相等");
    }
    return 0;
}

5、字符串的截取

strchr:從指定字符開始截取

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="helloworld";
    char * result=strchr(str,'w');
    puts(result);
    return 0;
}

strrchr:從最後一個指定字符開始截取

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="helloworld";
    char * result=strrchr(str,'l');
    puts(result);
    return 0;
}

strstr:從指定字符串開始截取

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="helloworld";
    char * result=strstr(str,"wo");
    puts(result);
    return 0;
}

區分大小寫

strncpy:從字符串中複製指定長度字符

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="helloworld";
    char dest[10];
    strncpy(dest,str,5);
    puts(dest);
    return 0;
}

使用指針從指定位置開始截取

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char * str="helloworld";
    char * str1=str+5;
    puts(str1);
    return 0;
}

可以先利用指針操作從某個位置開始截取,然後利用 strncpy 截取指定個。

六、函數

聲明和調用的方式和java很相似

1、main 函數的參數

main 函數的參數,也是程序運行時的參數

聲明時需指定:1.參數的長度,2.參數數組

#include <stdio.h>
int main(int argc,char ** argv) {
    printf("參數的個數:%d\n",argc);
    for (int i = 0; i < argc; ++i) {
        printf("參數 %d 的值:%s\n",i,argv[i]);
    }
    return 0;
}

2、可變參數

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void testarg(int n,...){
    printf("參數的個數:%d\n",n);
    va_list args;
    va_start(args,n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        int temp=va_arg(args,int);
        printf("參數:%d\n",temp);
    }
    va_end(args);
}
int main(int argc,char ** argv) {
    testarg(2,10,55);
    return 0;
}

函數設置可變參數時需指定參數個數形參 int n ,和 ...(任意個數的參數)。需引入頭文件 stdarg.h,va_list 類型保存有關變量參數的信息,va_start 初始化變量參數列表,va_arg 取出參數的值,va_end 結束使用變量參數列表

七、預處理

1、預設常量

除了可以用 #define 定義一個常量,還可以在編譯參數中指定預設常量的值

編寫沒有聲明常量但使用了常量的代碼

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("The num is %d\n",THE_NUM);
    return 0;
}

使用命令進行編譯和運行

gcc -o test main.c -DTHE_NUM=4
test.exe

-o 參數指定編譯後可執行文件的文件名,-D 參數後面直接跟常量名和值(沒有空格)

2、編譯條件針對不同平臺編譯

1.編寫代碼

#include <stdio.h>

#define WIN 1
#define LINUX 2
#define MAC 3

int main() {
#if PLATFORM==WIN
    printf("Hello Windows\n");
#elif PLATFORM==LINUX
    printf("Hello Linux\n");
#elif PLATFORM==MAC
    printf("Hello MAC\n");
#else
    printf("Unknow platform\n");
#endif
    return 0;
}

if、#elif、#else、#endif 這些都是編譯條件,用於決定代碼塊是否編譯

2.編譯時指定條件

//編譯源碼
gcc -o test main.c -DPLATFORM=1
//運行
test.exe

3、頭文件重複引入

1、演示重複引入

1.創建a.h

#include "b.h"

2.創建b.h

#include "a.h"

3.引入a.h

#include <stdio.h>
#include "a.h"
int main() {

    return 0;
}

2、防止頭文件重複引入

修改a.h

#ifndef A_H
#define A_H
#include "b.h"
#endif

修改b.h

#ifndef B_H
#define B_H
#include "a.h"
#endif

通過標記一個常量來判斷是否重複引入,一旦擁有這個常量將不再引入

八、指針

聲明一個變量後,系統會爲這個變量分配內存空間,每個變量都有一個內存地址,相當於旅館的房間號。

我們要獲取變量中的值需要通過內存地址來找到對應的值,但是還有另一種情況是這個變量中存放的是另個一變量的內存地址。這就好像你通過房間號找到這個房間,發現在這個房間裏面是另一個房間的房間號。

所以,一個變量的地址就成爲該變量的指針

聲明指針並指向一個變量的地址

#include <stdio.h>
int main() {
    int *a,*b;
    int i=10;
    a=&i;
    b=&i;
    printf("a的值爲:%d\n",*a);
    printf("b的值爲:%d\n",*b);
    i=99;
    printf("a的值爲:%d\n",*a);
    printf("b的值爲:%d\n",*b);
    return 0;
}

C語言用*表示指針,爲指針賦值時 & 取出變量的地址。(指針a和指針b指向同一個地址,修改i後指針中的也會改變,這個很類似Java和C#中的引用類型)

指針的大小

#include <stdio.h>
int main() {
    int *a;
    printf("size is %ld\n", sizeof(a));
    return 0;
}

64位系統中爲8字節,32位中爲4字節

1、函數指針

有參無返回值的函數指針

#include <stdio.h>

void hello(int a,char* c){
    printf("hello\n");
}
int main() {
    void(*fp)(int,char*)=&hello;
    fp(1,"");
    return 0;
}

有參有返回值的函數指針

#include <stdio.h>

int test(int a){
    printf("hello:%d\n",a);
    return a;
}
int main() {
    int(*fp1)(int)=&test;
    int result=fp1(11);
    printf("返回值:%d\n",result);
    return 0;
}

給函數指針設定類型別名

#include <stdio.h>

void hello(){
    printf("Hello\n");
}
typedef void(*SimpleHello)();
int main() {
    SimpleHello h1=&hello;
    h1();
    SimpleHello h2=&hello;
    h2();
    return 0;
}

重複定義時可以簡化代碼

2、無類型指針

無類型指針可以代表所有類型的數據

無類型指針存放字符串

#include <stdio.h>

int main() {
    void *test="Hello";
    printf("%s\n",test);
    return 0;
}

九、結構體與共同體

1、結構體

主要用結構體描述屬性

定義使用結構體

#include <stdio.h>
struct File{
    char* name;
    int size;
};
int main() {
    struct File file;
    file.name="a.txt";
    file.size=10;
    printf("文件 %s 的大小爲 %d\n",file.name,file.size);
    struct File file1={"a.jpg",100};
    printf("文件 %s 的大小爲 %d\n",file1.name,file1.size);
    return 0;
}

結構體也可以像數組那樣初始化(C#中也有結構,兩者比較像可以對比記憶)

定義結構體類型簡化代碼

#include <stdio.h>
typedef struct _File{
    char* name;
    int size;
}File;
int main() {
    File file;
    file.name="a.txt";
    file.size=10;
    printf("文件 %s 的大小爲 %d\n",file.name,file.size);
    File file1={"a.jpg",100};
    printf("文件 %s 的大小爲 %d\n",file1.name,file1.size);
    return 0;
}

2、結構體的內存對齊

結構體所佔大小如何計算的?結構的大小由各變量與字節最大變量對齊後相加得出。

如圖所示,三種情況:

1.當定義第一個變量大小爲1字節,第二個變量比第一個變量大時,第一個變量要對齊大的變量,第一個變量填充爲2字節,結構體大小爲4字節。

2.前兩變量加起來不足對齊第三個變量的大小,所以填充2字節對齊,結構體大小爲8字節。

3.前4個變量加起來剛好對齊第5個變量的大小,無須對齊。最後一個變量沒有對齊則填充2個字節對齊第5個變量,所以結構體大小爲12字節。

#include <stdio.h>

typedef struct _Data{
    uint8_t a;//1
    uint8_t b;//1
    uint8_t c;//1
    uint8_t d;//1
    uint32_t e;//4
    uint8_t f;//1
}Data;
int main() {
    printf("size is %d\n", sizeof(Data));
    return 0;
}

此時結果爲12

3、結構體指針

沒有使用指針前

#include <stdio.h>
typedef struct _Dog{
    char * color;
    int age;
}Dog;
int main() {
    Dog dog1={"紅色",2};
    Dog dog2=dog1;
    dog1.age=3;
    printf("(dog1 color is %s,age is %d),(dog2 color is %s,age is %d)\n"
        ,dog1.color,dog1.age,dog2.color,dog2.age
    );
    return 0;
}

沒有使用之前將dog1賦值給dog2相當於複製一個副本

使用結構體指針

#include <stdio.h>

typedef struct _Dog {
    char *color;
    int age;
} Dog;

int main() {
    Dog dog1 = {"紅色", 2};
    Dog *dog2 = &dog1;
    dog1.age = 3;
    printf("(dog1 color is %s,age is %d),(dog2 color is %s,age is %d)\n",
            dog1.color, dog1.age, dog2->color, dog2->age);
    return 0;
}

指針操作用法和之前一樣,需要注意的地方是:結構體指針,獲取結構體的值時需要使用 -> ,否則將編譯錯誤

通過函數創建和銷燬結構體指針

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct _Dog {
    char *color;
    int age;
} Dog;
Dog* createDog(char* color,int age){
    Dog* dog=malloc(sizeof(Dog));
    dog->color=color;
    dog->age=age;
    return dog;
}
void deleteDog(Dog* dog){
    free(dog);
}

int main() {
    Dog* dog1=createDog("紅色",3);
    printf("(dog1 color is %s,age is %d)\n",
            dog1->color, dog1->age);
    deleteDog(dog1);
    return 0;
}

malloc函數分配內存,使用完畢後用free函數釋放內存(釋放後的內存的值不可預期何時修改,free函數調用後別的程序就可以使用這塊空間了)

3、共同體

共同體的特點:共同體中聲明的所有變量共用一塊空間

聲明及使用共同體

#include <stdio.h>
typedef union _BaseData{
    char ch;
    uint8_t ch_num;
}BaseData;
int main() {
    BaseData data;
    data.ch='A';
    printf("ch_num is %d size is %d\n",data.ch_num, sizeof(BaseData));
    return 0;
}

變量 ch_num 和 ch 共用同一內存地址,大小爲 1,共同體做類型轉換比較方便。

實現顏色的操作

#include <stdio.h>
//定義顏色結構體
typedef struct _ColorARGB{
    uint8_t blue;
    uint8_t green;
    uint8_t red;
    uint8_t alpha;
}ColorARGB;
//定義顏色共同體
typedef union _Color{
    uint32_t color;
    ColorARGB colorARGB;
}Color;
int main() {
    Color c;
    c.color=0xFFAADD00;
    printf("red:%X",c.colorARGB.red);
    return 0;
}

存入的數據是以小端模式,所以定義顏色結構體時的通道的順序和賦值的顏色順序相反。結合結構體與共同體實現(巧妙)

十、文件操作

fopen函數:以指定文件名和模式獲取一個流的FILE指針。

支持的模式

模式 說明
"r" 讀:文件必須存在
"w" 寫:創建一個文件,如果已經存在則覆蓋
"a" 追加:向文件末尾追加內容,如果文件不存在則創建該文件
"r+" 可做讀取和修改的操作,文件必須存在

寫文件

//創建文件指針
FILE * file=fopen("a.txt","w");
if (file){
    //寫入內容
    fputs("HelloWorld",file);
    //關閉
    fclose(file);
}else{
    puts("文件操作失敗!");
}

讀文件

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE * file=fopen("a.txt","r");
    if (file){
        char ch;
        while(1){
            ch=fgetc(file);
            if(ch!=EOF){
                printf("%c\n",ch);
            }else{
                break;
            }
        }
        fclose(file);
    }
    return 0;
}
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