【C语言】c语言基础知识梳理（超全）

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【C语言】c语言基础知识梳理（超全）

2024-07-04 22:50| 来源: 网络整理| 查看: 265

C语言基础知识梳理零、概述一、变量和基本类型（一）基本类型1、有符号常见类型大小及其范围2、浮点数范围来由及其有效数字3、字面值常量（1）十进制字面值（2）浮点数字面值（3）指定字面值类型 4、字符和字符串常量5、总结（二）变量1、定义变量2、常用特殊前缀3、数组与初始化变量4、变量作用域（1）局部变量与全局变量的差别（三）字符串（四）自定类型——结构体二、表达式三、语句（一）条件语句1、if语句2、switch语句（二）迭代语句1、while语句2、do while语句3、for语句（三）跳转语句四、函数（一）函数一般格式（二）函数声明（三）结构体中的函数五、指针（一）定义（二）结构体与指针（三）数组与指针六、文件读取（一）文本文件（二）二进制文件七、编译预处理指令与.h文件（一）编译预处理指令1、# include < stdio.h >2、#define 名称操作（宏定义）3、（补充）inline内联函数（二）.h文件（三）一些常用宏八、常用函数（一）常用函数（二）scanf和printf

零、概述

写此篇博客的目的主要是为了梳理一下c语言基础知识，因为不会像c语言教程那样有很多例子，或者按照初学c语言的顺序，所以不推荐刚学习c语言的人阅读。（期末复习可以看看）

本篇文章有什么：

对c语言系统的梳理对一些使用的细节进行梳理解答对使用c语言时产生的一些疑惑本篇内容基于“C语言程序设计-浙江大学-翁恺”、“C++ Primer”部分内容以及个人理解进行梳理，不充分之处欢迎指出一、变量和基本类型（一）基本类型 1、有符号常见类型大小及其范围

1byte(字节)=8bit(位)；每个bit就是一个0或者1，byte是c语言里面数据的最小单位

常用2的次方： 27=128 28=256 215=32,768 216=65,536 231=2,147,483,648‬ 232=4,294,967,296 263=9,223,372,036,854,775,808‬ 264=18,446,744,073,709,551,616

类型含义32位编译器中大小(一般)64位编译器中大小(一般)最小值(32位)最大值(32位)bool(stdbool.h)布尔类型1byte1bytefalsetruechar单个字符1byte1byte-2727-1short短整形2byte2byte-215215-1int整形4byte4byte-231231-1long长整形4byte8byte-231231-1long long长整形8byte8byte-263263-1float单精度浮点数4byte4byte-21272128double双精度浮点数8byte8byte-2102321024long double扩展精度浮点数12byte16byte-216383216384char*字符常量或字符串常量4byte8byte无意义无意义

2、浮点数范围来由及其有效数字

这里单独讨论一下浮点数的取值范围，浮点数都遵循IEEE754标准，所以： 4*8=32位的float的第1位是符号位，第2~9位有8位是指数位，第10~32位有23位是尾数位那么可以很容易看到float的范围是[-1*2127≈1.7*1038, 1*2128≈3.4*1038]

因为转换成IEEE754都要进行标准化，也就是将原来的整数点整数的形式转化成二进制点二进制的形式，然后将点的位置移动到左边第一个1(2)之后，产生指数位。规定点之后的数填在尾数位上，所以31位前暗含了1(2)，所以上面的范围会先乘个1。 32位的指数位 = 移位数（左移一位+1，右移一位-1）+ 127得出。所以负数只有127（127-127=0），而正数有128（127+128=255）

8*8=64位的double的第1位是符号位，第2~12位有11位是指数位，第13~64位有52位是尾数位那么可以很容易看到float的范围是[-1*21023≈8.988*10307, 1*21024≈1.797693*10308] 12*8=96或16*8=128位的long double的第1位是符号位，第2~16位有15位是指数位，在32位系统中第17~96位有80位是尾数位，在64位系统中第17~128位有112位是尾数位，那么范围是[-1*216383≈5.9*104931, 1*216384≈1.1897*104932]（与尾数大小无关）。其实float的范围就已经非常非常大了，那为什么还会有double甚至long double呢，这是因为浮点数能准确记录量级，但是无法准确记录太长的数字，数字的有效位数值取决于尾数位的长度，我们可以总结成下表：

类型有效位数计算有效位数float223+1=16,777,2168-1=7double252+1=9,007,199,254,740,992‬16-1=15long double280+1=2.4*10 24 / 2112+1=1.038*103425-1=24 / 35-1=34

3、字面值常量（1）十进制字面值

对于一个20(10)=24(8)=14(16)，在c语言中对应表达为20(10进制)、024(8进制)、0x14(16进制)。默认情况下，十进制字面值的类型是int，如果int装不下就是long，再装不下就是long long。

（2）浮点数字面值

对于一个浮点数可以表示为314.159(10)也可以表示为3.14159e+2(科学记数法)。默认情况下，浮点数字面值是一个double

（3）指定字面值类型整形字面值后缀最小匹配类型例子u / Uunsigned20u / 20Ul / Llong20l / 20Lll / LLlong long20ll / 20LL浮点形字面值f / Ffloat20.0f / 20.0Fl / Llong double20.0l / 20.0L 4、字符和字符串常量

形如’a’、"HelloWorld"都可以看作是常量，特别说明当例如char* s1="HelloWorld";char* s2="HelloWorld";时，s1和s2所指的都是内存中代码段的常量，可读不可写且地址相同，类似于const char* s1;

字符是以单引号’括住的单个字符，只占一个char(一个byte) 字符串以双引号"括住一系列字符，最后隐含了’\0’，所以占n+1个char(n为字符串有意义的长度)

特殊的常量：无穷，每个编译器的表示都不一样，可以使用如下代码输出：

printf("%f\n", 1/0.0); // 无穷大。我的电脑上为:1.#INF00 printf("%f\n", -1/0.0); // 无穷小。我的电脑上为:1.#INF00 printf("%f\n", 0.0/0.0); // 空。我的电脑上为:-1.#IND00

5、总结

有符号的类型（除浮点数）的范围都是由[-2n-1, 2n-1-1]（n为类型所占bit）无符号的类型（除浮点数）的范围都是由[0, 2n-1]（n为类型所占bit）浮点数的范围与其指数位大小有关，为[-2{[2^(m-1)]-1}, 2[2^(m-1)]]（m为指数位位数）

（二）变量 1、定义变量

变量由一个类型声明符加一个或多个变量名组成的列表（c99及以后可以在函数内任意位置定义变量），例如：

int a; // a是int类型的变量 double b=1.0; //b是double类型的变量，赋1.0为初值 char c, d; // c, d是char类型的变量

2、常用特殊前缀 extern int a; // 声明一个int类型的变量a，一般用在.h文件中声明项目全局变量 const int b=1; // 定义一个不可变的变量b，使用const关键字都要赋初值 static int c=1; // 在函数中使用，只在第一次使用时初始化，相当于作用域在函数内的全局变量 typedef long long int; // 把long long当作int使用

3、数组与初始化变量 int a=1; // 给a初始化为1 // 以下为C99加入的特性 int b[10] = {1}; // 第一个元素初始化为1，其他9个元素初始化为0 int c[10] = {0}; // 全部初始化为0，常用初始化手段 int d[10] = {[1]=1, 2, [4]=4}; // 0 1 2 0 4 0 0 0 0 0

4、变量作用域

变量有两种类型：局部变量全局变量，变量作用域即变量可使用的范围。对于局部变量可以简单理解为大括号{}内即为一个作用域，变量在哪个大括号内，作用域就在哪。对于全局变量的作用域就是在当前的.c文件中，在.h文件声明后可以在整个项目内使用。对于同名变量，小作用域的变量会在其作用域中覆盖大作用域的变量。

（1）局部变量与全局变量的差别差别因素局部变量全局变量初始值初始值取决于内存里的数(随机)一般为0，指针为null作用域仅限于大括号内.c文件甚至项目

（三）字符串

字符串在c语言中有两种形式char*和char[]，这里简单分辨下两者之间的不同。 char* c1="HelloWorld!"中，c1指向代码段中的常量，只读不写，且常量相同，指向的地址也相同。 char c2[]="HelloWorld!"中，c2指向堆栈段中的数据，可读可写，相当于把代码端的数据拷贝了出来。

（四）自定类型——结构体

结构体可以看作是一种个基础类型复合的类型。

// 声明如下： struct DATE{ int year, month, day; }; // 几种定义方式如下： struct DATE date1; // 不赋初值 struct DATE date2={2020, 4, 5}; // 根据结构体中的顺序赋初值，这里是年月日 struct DATE date3 = {.year=2020, .day=5}; // 给单独变量赋初值 struct DATE *date4 = &date3; // 用指针取date3地址（指针后面会单独说） // 几种赋值方式如下： date3 = (struct DATE){.year=1999}; // 将数据强制转换成struct DATE类型赋值 date3 = date2; // 自动赋值 date3.year=2010; // 对变量中单一元素赋值 date4->year=2010; // 对指针所指变量中的单一元素赋值 // 常用声明 typedef struct DATE2{ int year, month, day; } D; D date5; // 这样就可以不用写struct DATE2这么一长串，取而代之用D来表示

扩展：union union作为关键字与struct类似，但是struct中每个成员都是单独的内存，而union只占最大成员变量的大小，通常用与二进制与十进制的转换。

union DATE{ int year; int month; int day; }; /* 一个union DATE只有一个int大小 */

扩展：enum枚举，枚举类似#define，但是有体系些（c语言的枚举不好用）

// 声明枚举, 默认下标RED:0, YELLOW:1, GREEN:2 enum COLOR1 {RED1, YELLOW1, GREEN1}; // 自定下标 enum COLOR2 {RED2=1, YELLOW2, GREEN2=5};

二、表达式

这里给出运算符优先级

优先级运算符名称或含义使用形式结合方向说明1[]数组下标数组名[整型表达式]左到右 ()圆括号（表达式）/函数名(形参表).成员选择（对象）对象.成员名->成员选择（指针）对象指针->成员2-负号运算符-算术类型表达式右到左单目运算符(type)强制类型转换(纯量数据类型)纯量表达式++自增运算符++纯量类型可修改左值表达式单目运算符--自减运算符--纯量类型可修改左值表达式单目运算符*取值运算符*指针类型表达式单目运算符&取地址运算符&表达式单目运算符!逻辑非运算符!纯量类型表达式单目运算符~按位取反运算符~整型表达式单目运算符sizeof长度运算符sizeof 表达式 / sizeof(类型)3/ 除表达式/表达式左到右双目运算符*乘表达式*表达式双目运算符%余数（取模）整型表达式%整型表达式双目运算符4+加表达式+表达式左到右双目运算符-减表达式-表达式双目运算符5整型表达式双目运算符6>大于表达式>表达式左到右双目运算符>=大于等于表达式>=表达式双目运算符 (移位运算) > 判断运算符(比较>相等) > (位运算) > 逻辑运算符(&&>||) > 三目运算符 > 赋值运算符 > 逗号运算符

针对十进制字面值：右移数据，相当于除2（unsigned左填0，signed左边填原来的最高位（因为负数移位还要是负数））

三、语句

简单语句：;，只有一个分号的空语句。复合语句：由{}大括号嵌套起来的语句，空块(括号里什么都没用)等于空语句。

（一）条件语句 1、if语句

if语句一般格式：if…else if…else（翻译为如果…否则如果…否则）

if (age>18) { // 如果年龄大于18岁 } else if(age

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