c语言基础知识学习

1. C 语言简介

• 定义：C 语言是一种过程式编程语言，设计用于系统编程和应用程序开发。
• 特点：高效、灵活、接近硬件，支持指针和内存操作。

1. 基本语法

• 程序结构：

  • C 语言程序由函数组成，main 函数是程序的入口点。

  #include <stdio.h>
  
  int main() {
      printf("Hello, World!\n");
      return 0;
  }
  

  • #include <stdio.h> 是预处理指令，包含标准输入输出库。
  • int main() 是主函数，程序从这里开始执行。
  • printf 用于输出文本到终端。

2. 数据类型

• 基本数据类型：

  • int：整数类型，通常占用 4 字节。
  • float：单精度浮点数，通常占用 4 字节。
  • double：双精度浮点数，通常占用 8 字节。
  • char：字符类型，通常占用 1 字节。

  int a = 10;
  float b = 3.14;
  double c = 2.718281828;
  char d = 'A';
  

• 修饰符：

  • short、long、signed、unsigned 用于修饰基本数据类型的大小和符号。

  unsigned int x = 1000;
  long int y = 100000L;
  

3. 变量

• 声明与初始化：

  • 变量必须在使用之前声明，并可以在声明时初始化。

  int a = 5;    // 声明并初始化变量 a
  int b;        // 声明变量 b
  b = 10;       // 初始化变量 b
  

4. 运算符

• 算术运算符：

  • +、-、*、/、%，用于基本的数学运算。

  int sum = a + b;
  int product = a * b;
  

• 关系运算符：

  • ==、!=、>、<、>=、<=，用于比较操作。

  if (a > b) {
      printf("a is greater than b\n");
  }
  

• 逻辑运算符：

  • &&（与）、||（或）、!（非），用于逻辑运算。

  if (a > 0 && b > 0) {
      printf("Both a and b are positive\n");
  }
  

• 赋值运算符：

  • =、+=、-=、*=、/=，用于赋值操作。

  a += 5; // a = a + 5
  

5. 控制结构

• 条件语句：

  • if、else if、else 用于条件判断。

  if (a > b) {
      printf("a is greater\n");
  } else if (a < b) {
      printf("a is smaller\n");
  } else {
      printf("a and b are equal\n");
  }
  

• 循环语句：

  • for 循环：

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }
    

  • while 循环：

    int i = 0;
    while (i < 5) {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    }
    

  • do-while 循环：

    int i = 0;
    do {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    } while (i < 5);
    

6. 函数

• 函数定义与调用：

  • 函数用于组织代码，执行特定任务。

  int add(int x, int y) {
      return x + y;
  }
  
  int main() {
      int result = add(5, 3);
      printf("Result: %d\n", result);
      return 0;
  }
  

• 函数原型：

  • 在函数定义之前声明函数，以告知编译器函数的存在。

  int add(int, int);
  

7. 数组

• 定义与初始化：

  • 数组是相同数据类型元素的集合。

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

• 访问元素：

  • 使用索引访问数组元素，索引从 0 开始。

  int first = arr[0]; // 访问第一个元素
  

8. 字符串

• 定义与操作：

  • 字符串是以 null 结尾的字符数组。

  char str[] = "Hello";
  printf("%s\n", str);
  

• 字符串函数：

  • 使用 strlen、strcpy、strcat 和 strcmp 等库函数操作字符串。

  #include <string.h>
  char dest[50];
  strcpy(dest, "Hello");
  strcat(dest, " World");
  

9. 指针

• 定义与使用：

  • 指针存储变量的内存地址。

  int a = 10;
  int *p = &a; // p 指向变量 a 的地址
  

• 解引用与指针运算：

  • 使用 * 操作符访问指针指向的值。

  *p = 20; // 修改 a 的值为 20
  

10. 结构体

• 定义与使用：

  • 结构体用于定义具有不同数据类型的集合。

  struct Person {
      char name[50];
      int age;
  };
  
  struct Person p1;
  strcpy(p1.name, "Alice");
  p1.age = 30;
  

11. 文件操作

• 打开、读写和关闭文件：

  • 使用 fopen、fprintf、fscanf、fclose 操作文件。

  FILE *fp = fopen("file.txt", "w");
  fprintf(fp, "Hello, File!\n");
  fclose(fp);
  
  FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
  char buffer[100];
  fgets(buffer, 100, fp);
  fclose(fp);
  

12. 动态内存管理

• 分配和释放内存：

  • 使用 malloc、calloc、realloc 和 free 管理内存。

  int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
  // 使用 arr
  free(arr);
  

13. 预处理器指令

• 宏定义：

  • 用 #define 定义常量或宏。

  #define PI 3.14159
  

• 条件编译：

  • 使用 #ifdef、#ifndef、#endif 进行条件编译。

  #ifdef DEBUG
  printf("Debug mode\n");
  #endif