C简介
一、基本概念和特点
1、基本概念：C 是一门 面向过程 强类型 静态 编译型 高级语言
2、C语言的特点如下：
- C语言是一个有结构化程序设计、具有变量作用域以及递归功能的过程式语言；
- C语言传递参数均是以值传递，另外也可以传递指针；
- 不同的变量类型可以用结构体组合在一起；
- 部份的变量类型可以转换，例如整型和字符型变量；
- 通过指针，C语言可以容易的对存储器进行低级控制；
- 预编译处理让C语言的编译更具有弹性；
二、hello world
#includeint main(){ /* 我的第一个 C 程序 */ printf("Hello, World! \n"); return 0;}
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- 编译 C 程序请先安装 GCC 编译器；
基础知识
一、基本语法
- C 的令牌（Tokens）是最小词法/语法元素，可以是关键字、标识符、常量、字符串值，或者是一个符号；
- C语句也是以分号结束，且分号不能少；
- 注释和 java 一样（单行和多行）；
- 标识符命名规则也和 java 一致；
- C语言对大小写敏感；
二、数据类型
1、整数类型
- char-----unsigned char（1）
- short-----unsigned short（2）
- int-----unsigned int（4）
- long-----unsigned long（8）
- long int------long long
2、浮点类型：float（4）----double（8）----long double（16）
3、void 类型
- 函数的返回值和参数为空都可以用 void；
- 指针指向 void：类型为 void * 的指针代表对象的地址，而不是类型。例如，内存分配函数 void *malloc( size_t size ); 返回指向 void 的指针，可以转换为任何数据类型。
4、类型转换
- 自动转换（隐式转换），基本的方向如下：
- 有时候需要进行强制转换，下面的例子是否进行强制转换得到的结果是不同的
#includeint main(){ int sum = 17, count = 5; double mean; mean = (double)sum / count; printf("Value of mean : %f\n", mean ); // result is 3.4 mean = sum / count; printf("Value of mean : %f\n", mean ); //result is 3.0}
三、变量、常量、存储类和运算符
1、变量
（1）变量的申明和定义
extern int i; //声明，不是定义int i; //声明，也是定义
- 定义是需要分配存储空间的，而仅仅申明不需要；
（2）关于左值和右值
- 左值：指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式；
- 右值：指的是存储在内存中某些地址的数值；
- 总结：变量是左值，可以出现在等号的左右两边；数字是右值，不能出现在赋值号的左边；
2、常量
（1）四种常量
- 整数常量和浮点常量：
- 字符常量和字符串常量（区分单括号和双括号）：转义字符的用法和其他的语言差不多；
（2）常量定义
#define LENGTH 10 const int WIDTH = 5;
3、存储类（类似于 java 中的修饰符）
- auto：局部变量默认的存储类，只能修饰局部变量；
- register：修饰的还是局部变量，但是这个局部变量比较特殊，一般是存在寄存器（CPU）中的，不能使用一元的 & 运算符（不在内存中）；被 register 修饰不一定就是存在寄存器，而是可能存在寄存器（受硬件条件影响）
- static：修饰局部变量，在程序的整个生命周期这个局部变量都不会销毁；修饰全局变量，会使变量的作用域限制在声明它的文件内（在另外的文件中即使用 extern 也无法访问），只要在同一个文件中怎么调用都行；
- extern：是用来在另一个文件中声明一个全局变量或函数（引用其他文件的非 static 的全局变量和函数）；
4、运算符
- 算数运算符也是支持 ++ 和 -- 的，用法和 java 一样；
- 位移运算比 java 少了无符号的右移，其余一致；
- 其他运算符：sizeof &取地址 *a 指向一个变量；
四、语句和函数
1、语句
- 判断：if---else 和 switch（break），用法和 java 基本是一样；
- 循环：while、for 和 do--while，用法也是和 java 一致的，也支持continue 和 break，还有goto（跳转到标记的行，不建议使用）；
2、函数
- 函数声明：int max(int num1, int num2)；使用在前面，定义在后面的话，需要在使用之前进行函数的声明；
- 函数传参：值传递（不会改变实参的值）和引用传递（通过指针传递方式，形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作）；
3、作用域
- 全局变量：全局变量保存在内存的全局存储区中，占用静态的存储单元；自动初始化；
- 局部变量：局部变量保存在栈中，只有在所在函数被调用时才动态地为变量分配存储单元；需要手动初始化；
- 函数形参：被当作该函数的局部变量；
数据类型（扩展）
一、数组
1、基本使用
- 数组的声明和初始化如下，访问还是通过下标访问；
- 数组容量的获取可以使用：double haha[4]；int len = sizeof(haha)/sizeof(double)；
- 多维数组的使用和 java 没有太大的差异；
- 数组名 balance 和 &balance 的值是一样的，但意义不同，前者是数组的首元素地址，后者是整个数组的地址；一般情况等同来用不会有太大的问题；
double balance[5] = { 1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};double balance[] = { 1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}; 2、数组作函数参数和返回值
- 返回数组一定要将函数内的数组声明为 static；不允许返回一个完整的数组，只能返回一个指针（数组名），函数的定义的时候返回值也要写指针；
- 类似指针作形参 void myFunction(int *param)，可以传递一个数组（这里的变量名 param 和数组名实际代表的都是地址，可以等同看待）；
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- C语言随机数使用：srand( (unsigned)time( NULL ) )；rand()；
- 计算机内存的基本单位是 byte，而不是 bit；
3、指向数组的指针和指针数组
（1）指向数组的指针
- 在如下定义的前提下，*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式
double *p;double balance[10];p = balance;
（2）指针数组
- 首先这是一个数组；
- 其次这个数组的元素都是指针，存的是指向其他变量的地址；
- 可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表，使用如下：
char *names[] = { "Zara Ali", "Hina Ali", "Nuha Ali", "Sara Ali",}; （3）指向指针的指针
- 多级的间接寻址的方式，会形成指针链
int var;int *ptr;int **pptr;var = 3000;ptr = &var;pptr = &ptr;printf("Value of var = %d\n", var );printf("Value available at *ptr = %d\n", *ptr );printf("Value available at **pptr = %d\n", **pptr); 二、枚举
1、枚举的定义和使用
- 枚举的本质就是一些离散的整数值；
- 枚举的定义和使用如下所示：
enum DAY{ MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN};enum DAY day; 2、其他说明
- 枚举的遍历：值连续的枚举可以循环遍历；
- 整数转换为枚举类型：（enum DAY）1；
- 枚举在 switch 语句中的应用（java 中也可以）；
三、指针
1、指针是什么：指针是一个特殊的变量，这个变量的值是另一个变量的地址
2、指针怎么用
#includeint main (){ int var = 20; /* 实际变量的声明 */ int *ip; /* 指针变量的声明 */ ip = &var; /* 在指针变量中存储 var 的地址 */ printf("Address of var variable: %p\n", &var ); /* 在指针变量中存储的地址 */ printf("Address stored in ip variable: %p\n", ip ); /* 使用指针访问值 */ printf("Value of *ip variable: %d\n", *ip ); return 0;}
3、指针使用细节
- 指针的递增递减和比较：指针支持 ++ -- 等算数操作和 <> 等比较运算；
- 函数指针：指向函数的指针，给函数指针赋值时，可以用&fun或直接用函数名fun，二者基本是等效的，都能取到函数的地址；
- 回调函数：（）
- 函数指针变量可以作为某个函数的参数来使用的
- 回调函数就是一个通过函数指针调用的函数
- 回调函数是由别人的函数执行时调用你实现的函数
四、字符串
1、字符串的本质和定义
- 字符串的本质就是字符数组，其定义的形式是这样的：char greeting[] = "Hello"
2、字符串常用函数（如下的函数都是在 c 的标准库<string.h>中的）
五、结构体（有点类似于 java 中的类的概念）
1、结构体的定义、初始化和访问
- 数组是用来存储相同类型的数据的，而结构体是用来组织相关联的不同类型的数据的，其定义和初始化如下：
- 结构体成员的访问方式和 java 中类成员的访问方式是类似的（book.title），需要注意的是c语言中字符串是不能直接赋值的，要使用strcpy函数来赋值（定义初始化的时候例外）；
struct Books{ char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id;} book = { "C 语言", "test", "编程语言", 123456}; 2、结构体做函数参数和指向结构的指针
- 结构体做函数的参数的使用和其他类型做函数参数没啥不同；
- 指向结构体的指针使用：定义和通过指针访问结构体的成员
struct Books *book; //define book->title //access member
3、位域的概念
- 位域的个人的理解就是对字节（byte）进行更加精确的位（bit）划分，利用划分出来的位段来存储数据，这样可以节省存储空间，并且便于处理；
- 位域的定义如下，访问按照结构体成员的一般方式即可访问
struct bs{ int a:8; int b:2; int c:6;}data; - 关于位域的几点说明：
- 位域在本质上就是一种结构类型，不过其成员是按二进位分配的；
- 位域可以是无名位域，只用来作填充或调整位置，是不能使用的；
- 关于位域的跨字节问题：很多教程说位域不能跨字节，但是实测是可以的，限制是不能超过原有类型的字节数（int 位域划分就不能超过 32 位）；
- 位域的赋值超过位数限定范围不会报错但是数值会出现重置的现象（4位的位域赋值 17，打印出来的值就是1）；
4、用结构体实现类似于面向对象的编程方式
int max(int,int);struct ren{ int (*mymax)(int,int); char name[50];} ren1 = {max,"haha"}; int main(void){ struct ren ren2; strcpy(ren2.name,"ren2"); ren2.mymax = max; printf("ren2 name = %s\n",ren2.name); printf("ren2 max = %d\n",ren2.mymax(34,1000)); return 0;}int max(int a,int b){ return a>b?a:b;}
六、共用体
- 共用体 是一种特殊的数据类型，允许在相同的内存位置存储不同的数据类型；
- 可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值，且占用的空间是按成员中占用空间最大的那个来算的；
- 共用体变量同时使用会导致后面的覆盖前面的，使得前面的赋值出现损失，所以不要同时使用；
- 共用体的定义和使用和结构体是差不多的：
union Data{ int i; float f; char str[20];}; union Data haha; haha.i = 10; *******************************tips***********************************
- typedef 可以用来为内置的数据类型和自定义的数据类型取别名，定义之后使用该类型可以直接用别名替代；
- typedef 和 #define：
- typedef 仅限于为类型定义符号名称，#define 不仅可以为类型定义别名，也能为数值定义别名；
- typedef 是由编译器执行解释的，#define 语句是由预编译器进行处理的；
输入&输出
一、基本输入输出（需要标准库的支持<stdio.h>）
1、printf 和 scanf（格式化输出）
- scanf("%s %d", str, i) 期待你的输入的类型和需要的类型相同，否则有可能报错；
- scanf 遇到空格就会停止读取，所以 "this is test" 对 scanf 来说是三个字符串；
2、getchar 和 putchar（一个字符的输入和输出）
3、gets 和 puts（一行一行地读写，需要提供一个缓冲区）
char str[100];gets( str );puts( str );
二、文件读写
1、文件打开（fopen）
2、文件关闭（fclose）
3、文件写入（写字符：fputc 写字符串：fputs 和 fprintf）
4、文件读取（读字符：fgetc 读字符串：fgets 和 fscanf ----fgets 按行读取，而 fscanf 是以空格作为结束的）
5、二进制输入输出函数（fread 和 fwrite）
FILE * fp;fp = fopen ("file.txt", "w+");fprintf(fp, "%s %s %s %d", "We", "are", "in", 2014);fclose(fp); 预处理器和头文件
一、预处理器和宏
1、二者的概念
- 预处理器就是一个文本替换的工具；
- C 语言中的宏就是实现文本替换功能的C代码；
2、预处理器指令和运算符
- 常见的预处理器指令如下：
- 运算符：续行符（\）、字符串常量化运算符（#）、标记粘贴运算符（##）、defined() 运算符
3、预定义宏和参数化宏
- 预定义宏常用的如下，不能直接修改：
-
- __DATE__： 当前日期，一个以 "MMM DD YYYY" 格式表示的字符常量
- __TIME__ ：当前时间，一个以 "HH:MM:SS" 格式表示的字符常量
- __FILE__ ：这会包含当前文件名，一个字符串常量
- 可以使用参数化的宏来模拟函数，必须要注意的是宏饿本质就是用来文本替换的，所以下面的实例中括号绝对不能少，少了可能出错：
int square(int x) { return x * x;}可以用如下的来替换：#define square(x) ((x) * (x))
二、头文件（这里的用法类似于java中的import）
1、基本语法
- #include <file> 引用系统头文件
- #include "file" 引用用户头文件
2、只引用一次
#ifndef HEADER_FILE#define HEADER_FILEint max(int x,int y){ return x;}#endif 3、条件引用
#if SYSTEM_1 # include "system_1.h"#elif SYSTEM_2 # include "system_2.h"#elif SYSTEM_3 ...#endif
错误-递归-可变参-内存管理-命令行参数-排序算法
一、错误处理
1、C 语言没有提供类似 java 的错误处理的机制，只能在错误发生的时候输出一些错误的信息
2、错误信息的输出
- 在发生错误时，大多数的 C 或 UNIX 函数调用返回 1 或 NULL，同时会设置一个错误代码 errno，该错误代码是全局变量，表示在函数调用期间发生了错误；
- C 语言提供了 perror() 和 strerror() 函数来显示与 errno 相关的文本消息
#include#include #include extern int errno ;int main (){ FILE * pf; int errnum; pf = fopen ("unexist.txt", "rb"); if (pf == NULL) { errnum = errno; fprintf(stderr, "错误号: %d\n", errno); perror("通过 perror 输出错误"); fprintf(stderr, "打开文件错误: %s\n", strerror( errnum )); } else { fclose (pf); } return 0;}
3、程序的退出状态：程序正常退出exit(0)；程序发生异常exit(-1)；
二、递归
- 1、所谓的递归就是函数自己调用自己，最经典的例子就是斐波那契数列的实现；
- 2、递归一定要有退出条件，不然会形成死循环，导致程序出错；
- 3、递归的次数不可过多，次数过多的话效率十分低下，还容易导致栈的溢出；
#includeint fibonaci(int i){ if(i == 0) { return 0; } if(i == 1) { return 1; } return fibonaci(i-1) + fibonaci(i-2);} int main(){ int i; for (i = 0; i < 10; i++) { printf("%d\t\n", fibonaci(i)); } return 0;}
三、可变参（参数的数量不定）
1、可变参的使用要依赖于 C 的标准库：#include <stdarg.h>
- 库变量：va_list（参数列表）
- 库函数：va_arg（访问参数的某个项）、va_start（初始化valist）、va_end（清理valist内存）
2、详细使用示例
#include#include double average(int num,...){ va_list valist; double sum = 0.0; int i; /* 为 num 个参数初始化 valist */ va_start(valist, num); /* 访问所有赋给 valist 的参数 */ for (i = 0; i < num; i++) { sum += va_arg(valist, int); } /* 清理为 valist 保留的内存 */ va_end(valist); return sum/num;} int main(){ printf("Average of 2, 3, 4, 5 = %f\n", average(4, 2,3,4,5)); printf("Average of 5, 10, 15 = %f\n", average(3, 5,10,15));}
四、内存管理
1、可变参的使用要依赖于 C 的标准库：#include <stdlib.h>
- 动态分配内存：calloc（int num，int size）、malloc（int num）
- 释放内存：free(void *address)
- 重新分配内存：realloc（void *address, int newsize）
2、详细使用示例
#include#include #include int main(){ char name[100]; char *description; strcpy(name, "Zara Ali"); /* 动态分配内存 */ description = malloc( 30 * sizeof(char) ); //description = calloc(30,sizeof(char)); if( description == NULL ) { fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n"); } else { strcpy( description, "Zara ali a DPS student."); } /* 假设您想要存储更大的描述信息 */ description = realloc( description, 100 * sizeof(char) ); if( description == NULL ) { fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n"); } else { strcat( description, "She is in class 10th"); } printf("Name = %s\n", name ); printf("Description: %s\n", description ); /* 使用 free() 函数释放内存 */ free(description);}
五、命令行参数
- int main( int argc, char *argv[] )：argc 是指传入参数的个数，argv[] 是一个指针数组，指向传递给程序的每个参数；
- argv[0] 存储程序的名称，argv[1] 是一个指向第一个命令行参数的指针；
- 多个命令行参数之间用空格分隔，如果参数本身带有空格，应把参数放置在双引号或单引号内部；
