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初识C语言

目录:

1. C语⾔是什么?
2. 编译器的选择VS2022
3. 第⼀个C语⾔程序
4. main函数
5. printf和库函数
6. 关键字介绍
7. 字符和ASCII编码
8. 字符串和‘\0’
9. 转义字符
10. 语句和语句分类
11. 注释是什么?为什么写注释?

1.C语言是什么?

⼈和⼈交流使用的是自然语言,如:汉语、英语、日语
那⼈和计算机是怎么交流的呢?使用计算机语言。
⽬前已知已经有上千种计算机语言,⼈们是通过计算机语言写的程序,给计算机下达指令,让计算机工作的。
C语言就是众多计算机语言中的⼀种,当然C++/Java/Go/Python都是计算机语言。

2.编译器的选择VS2022

2.1 编译和链接

C语言是一门编译型计算机语⾔,C语言源代码都是⽂本⽂件,文本文件本⾝⽆法执行,必须通过编译器翻译和链接器的链接,生成⼆进制的可执⾏⽂件,可执行文件才能执行。C语言代码是放在 .c 为后缀的⽂件中的,要得到最终运行的可执行程序,中间要经过编译和链接2个过程。

⼀个⼯程⼀般都会有多个源⽂件组成,如下图所⽰,演⽰了源程序经过编译器和链接器处理的过程
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注:

  1. 每个源⽂件(.c)单独经过编译器处理⽣成对应的目标文件(.obj为后缀的⽂件)
  2. 多个目标文件和库文件经过链接器处理⽣成对应的可执行程序(.exe⽂件)

2.2 编译器的对⽐

C语⾔是⼀⻔编译型的计算机语⾔,需要依赖编译器将计算机语⾔转换成机器能够执⾏的机器指令。
那我们常⻅的C语⾔编译器都有哪些呢?
⽐如:msvc、clang、gcc 就是⼀些常⻅的编译器,当然也有⼀些集成开发环境 如:VS2022、
XCode、CodeBlocks、DevC++、Clion 等。

集成开发环境(IDE)⽤于提供程序开发环境的应⽤程序,⼀般包括代码编辑器、 编译器 、 调试器和 图形⽤⼾界⾯ 等⼯具。 集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等⼀体化的开发软件服务套。
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2.3 VS2022 的优缺点

优点:

• VS2022 是⼀个主流的集成开发环境,企业中用较为普遍
• VS2022 包含了:编辑器+编译器+调试器,功能强⼤
• 直接安装即可使用,基本不用额外配置环境,上手容易
• 默认界面是中文的,初学者友好

缺点:

• 功能丰富,安装包大,占用空间多。

3. 第⼀个C语⾔程序

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

这⾥演⽰VS2022中创建项⽬和编写C代码的过程,并运⾏出结果。
在VS2022上运⾏代码的快捷键: Ctrl+f5

4. main函数

每个 C 语⾔程序不管有多少⾏代码,都是从 main 函数开始执⾏的, main 函数是程序的⼊⼝,main 函数也被叫做:主函数main 前⾯的 int 表⽰ main 函数执⾏结束的时候返回⼀个整型类型的值。所以在 main 函数的最后写 return 0; 正好前后呼应。
• main函数是程序的入口
• main函数有且仅有⼀个
• 即使⼀个项⽬中有多个.c文件,但是只能有⼀个main函数(因为程序的入口只能有⼀个)
第⼀次写代码,⼀些常见的错误总结:
• main 被写成了mian
• main后边的()漏掉了
• 代码中不能使⽤中⽂符号,比如括号和分号
• ⼀条语句结束后,有分号

5. printf和库函数

在上⾯的代码中有⼀句代码如下:

1 printf("Hello World\n");

代码中使用了 printf 函数,实现了在屏幕上的信息的打印。这里简单的介绍⼀下 printf , printf 是⼀个库函数,它的功能是在标准输出设备(⼀般指屏幕)上进行信息的打印。上面的代码是使用 printf 函数打印字符串。只要把想要打印的⼀串字符放在双引号中并传递给printf函数就可以打印。printf函数也可以用来打印其他类型的数据,比如:

int n = 0;
printf("%d\n", n); //printf打印整型
printf("%c\n", 'a'); //printf打印字符
printf("%lf\n", 3.14); //printf打印双精度浮点型

这⾥的 %d , %c 等是占位符,会被后边的值替换。
同时我们在使用库函数的时候,是需要包含头文件的,比如: printf 函数需要包含的就是stdio.h 这个头文件,具体的方法就是:

1 #include <stdio.h>

那什么是库函数呢?

为了不再重复实现常见的代码,让程序员提升开发效率,C语言标准规定了⼀组函数,这些函数再由不同的编译器厂商根据标准进行实现,提供给程序员使⽤。这些函数组成了⼀个函数库,被称为标准库,这些函数也被称为库函数。在这个基础上⼀些编译器⼚商可能会额外扩展提供部分函数(这些函数其他编译器不⼀定⽀持)。
⼀个系列的库函数⼀般会声明在同⼀个头⽂件中,所以库函数的使用,要包含对应的头文件。

6. 关键字介绍

C语言中有⼀批保留的名字的符号,比如: int 、 if 、 return ,这些符号被称为保留字或者关键字
• 关键字都有特殊的意义,是保留给C语言使用的
• 程序员自己在创建标识符的时候是不能和关键字重复的
• 关键字也是不能自己创建的。
C语⾔的32个关键字如下:
请添加图片描述

注:

在C99标准中加入了 inlinerestrict_Bool_Complex_Imaginary 等关键字。一些关键字大家可以去了解⼀下,不过使用最多的还是上面的32个关键字。

7. 字符和ASCII编码

在键盘上可以敲出各种字符,如:a,q,@,#等,这些符号都被称为字符,C语言中字符是用单引号括起来的,如:‘a’,‘b’,‘@’。

我们知道在计算机中所有的数据都是以二进制的形式存储的,那这些字符在内存中分别以什么样二进制存储的呢?如果我们每个人自己给这些字符中的每个字符编⼀个二进制序列,这个叫做编码,为了方便大家相互通信,不造成混乱,后来美国国家标准学会(ANSI)出台了⼀个标准 ASCII 编码,C语言中的字符就遵循了 ASCII 编码的方式。

ASCII码表:
在这里插入图片描述
我们不需要记住所有的ASCII码表中的数字,使⽤时查看就可以,不过我们最好能掌握几组特殊的数据:
• 字符A~ Z的ASCII码值从65~90
• 字符a ~ z的ASCII码值从97~122
• 对应的大小写字符(a和A)的ASCII码值的差值是32
• 数字字符0 ~ 9的ASCII码值从48~57
• 换行 \n 的ASCII值是:10
• 在这些字符中ASCII码值从0~31 这32个字符是不可打印字符,无法打印在屏幕上观察

单个字符的打印可以使用%c来指定格式:

#include<stdio.h>
int main()
{
    printf("%c\n", 'a');
    printf("%c\n", 65);//这⾥的65是字符A的ASCII码值,也是可以正常打印的
    return 0;
}

可打印字符展示:

#include<stdio.h>
int main()
{
    for (int i = 32; i <= 127; i++)
    {
        printf("%c ", i);
        if (i % 16 == 15)
        {
            printf("\n");
        }
    }
    return 0;
}

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8. 字符串和\0

C语言中如何表示字符串呢?使用双引号括起来的⼀串字符就被称为字符串,如:“abcdef”,就是⼀个字符串。
字符串的打印格式可以使用 %s 来指定,也可以直接打印如下:

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

C语言字符串中一个特殊的知识,就是在字符串的末尾隐藏放着一个 \0 字符,这个 \0 字符是字符串的结束标志。

对于字符串"abcdef",我们实际上看到了6个字符:a,b,c,d,e,f,但是实际上在末尾还隐藏⼀个 \0 的转义字符, \0 是字符串的结束标志。所以我们在使用库函数 printf() 打印字符串或者strlen() 计算字符串长度的时候,遇到 \0 的时候就自动停止了。

C语言中也可以把⼀个字符串放在⼀个字符数组中,我们在这里利用下面的代码验证⼀下 \0 的功能。

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = { 'a', 'b', 'c' };//arr1数组中存放3个字符
    char arr2[] = "abc"; //arr2数组中存放字符串
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);

    return 0;
}

这样的代码,我调试的时候,观察⼀下 arr1 和 arr2 的内容:

请添加图片描述

运行结果:
请添加图片描述

我们可以看到, arr1 字符数组在打印的时候,打印了 a 、 b 、 c 后还打印了⼀些随机值,这就是因为 arr1 在末尾的地方没有 \0 字符作为结束标志,在打印的时候没有停止。

但是 arr2 的打印就是完全正常的,就是因为 arr2 数组是使用字符串常量初始化的,数组中有 \0作为技术标志,打印可以正常停止。

如果我们在arr1数组中单独放⼀个 ‘\0’ 字符会怎么样呢?

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = { 'a', 'b', 'c', '\0' };
    char arr2[] = "abc";
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    printf("%s\n", "abc\0def");
    return 0;
}

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看到三次打印的结果是一样的了,都是打印到 \0 的时候就停止了,那从上述的例子我们确实能够观察到 \0 的作用和重要性的。

9. 转义字符

也许在前⾯的代码中你看到 \n , \0 很纳闷是啥。其实在字符中有⼀组特殊的字符是转义字符,转义
字符顾名思义:转变原来的意思的字符。
比如:我们有字符 n ,在字符串中打印的时候⾃然能打印出这个字符,如下:

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("abcdef");
    return 0;
}

输出的结果:
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如果我们修改⼀下代码,在 n 的前⾯加上 \ ,变成如下代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("abc\ndef");
    return 0;
}

输出的结果:
请添加图片描述

我们可以看到修改的前后代码输出的结果,截然不同的,那这是为什么呢?

这就是转义字符的问题, \n 是⼀个转义字符表示换行的意思,我们可以简单的理解为 \ 让 n 的意思发生了转变, n 本来是⼀个普通的字符,被 \ 转义为换行的意思。

C语言中像这样的转义字符还有⼀些,具体如下:
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代码演示:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    printf("%c\n", '\'');
    printf("%s\n", "\"");
    printf("c:\\test\\code\\test.c\n");
    printf("\a"); //运行的时候电脑会发出响声
    printf("%c\n", '\130'); //130是8进制,转换成10进制是88,以88作为ASCII码值的字符是'X'
    printf("%c\n", '\x30'); //x30中的30是16进制,转换成10进制是48,以48作为ASCII码值的字符是'0'

    return 0;
}

这些ASCII码值是可以自己写代码验证的,大家也可以自己验证。
关于转义字符我们首先要了解,然后要能在字符串中识别出来。

strlen函数的介绍

strlen函数是C语言中的一个字符串处理函数,用于计算一个字符串的长度,即该字符串中包含的字符数(不包括字符串结尾的’\0’),头文件为<string.h>,基本语法为size_t strlen(const char *str);

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr[20] = "hello word";
	printf("%zd", strlen(arr));
	return 0;
}

输出的结果:
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strlen函数的返回类型为size_t,所以使用%zd输出(%zd为无符号整型)但也可以用整型变量int来接受strlen的返回值

strlen函数的注意事项

参数指向的字符串必须要以 ‘\0’ 结束
接下来看一串没有\0的代码

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char arr[] = { 'a','b','c' };
    printf("%zd\n", strlen(arr));
    return 0;
}

输出的结果:
请添加图片描述
请添加图片描述

字符‘a’,‘b’,‘c’ 三个字符依次存储在arr数组中,并没有存储\0,strlen计算的是\0之前的字符数,所以这里返回的是一个随机值。

下面给出一段代码,求字符串长度:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    printf("%zd", strlen("c:\test\bit\114\test.c"));

    return 0;
}

输出的结果:
请添加图片描述

这个字符串的长度为16。因为‘/’和‘t’结合成’\t‘变为转义字符,‘\’和‘b’结合成’\b’变为转义字符,‘\’和后面和1,2,3三个八进制数结合成‘\123’是转义字符,将八进制123转换为十进制数就是83,83作为ASCII码值对应的字符就是’ S ‘,所以’\123’会被替换成’ S '。综上,最后计算的结果就是16。

以上就是关于strlen的介绍和转义字符功能的解释。

10. 语句和语句分类

C语言的代码是由⼀条⼀条的语句构成的,C语言中的语句可为以下五类:
• 空语句
• 表达式语句
• 函数调⽤语句
• 复合语句
• 控制语句

10.1 空语句

空语句是最简单的,一个分号就是⼀条语句,是空语句。

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    ;//空语句
    return 0;
}

空语句,一般般出现的地方是:这里需要⼀条语句,但是这个语句不需要做任何事,就可以写⼀个空语句。

10.2 表达式语句

表达式语句就是在表达式的后边加上分号。如下所示:

#include <stdio.h>
int main()
{ 
    int a = 20;
    int b = 0;
    b = a + 5; //表达式语句
    return 0;
}

10.3 函数调用语句

函数调用的时候,也会加上分号,就是函数调用语句。

#include <stdio.h>
int add(int x, int y)
{
    return x+y;
}
int main()
{
    printf("hehe\n");//函数调用语句
    int ret = add(2, 3);//函数调用语句 
    return 0;
}

10.4 复合语句

复合语句其实就是前面讲过的代码块,成对括号中的代码就构成⼀个代码块,也被称为复合语句。

#include <stdio.h>
void print(int arr[], int sz) //函数的⼤括号中的代码也构成复合语句
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}
int main()
{
    int i = 0;
    int arr[10] = { 0 };
    for (i = 0; i < 10; i++) //for循环的循环体的⼤括号中的就是复合语句
    {
        arr[i] = 10 - i;
        printf("%d\n", arr[i]);
    }
    return 0;
}

10.5 控制语句

控制语句用于控制程序的执行流程,以实现程序的各种结构方式(C语言⽀持三种结构:顺序结构、选择结构、循环结构),它们由特定的语句定义符组成,C语言有九种控制语句

可分成以下三类:

  1. 条件判断语句也叫分支语句:if语句、switch语句;
  2. 循环执行语句:do while语句、while语句、for语句;
  3. 转向语句:break语句、goto语句、continue语句、return语句。
    后期再给大家⼀⼀介绍控制语句。

11. 注释是什么?为什么写注释?

注释是对代码的说明,编译器会忽略注释,也就是说,注释对实际代码没有响。
注释是给程序员自己,或者其他程序员看的。
好的注释可以帮我们更好的理解代码,但是也不要过度注释,不要写没必要的注释。
当然不写注释可能会让后期阅读代码的人抓狂。

11.1 注释的2种形式

C 语言的注释有两种表示方法。

11.1.1 /**/ 的形式

第⼀种方法是将注释放在 // 之间,内部可以分行。

/* 注释 */
/*
 这是⼀⾏注释
*/

这种注释可以插在行内。

int fopen(char* s /* file name */, int mode);

上面示例中, /* file name */ 用来对函数参数进行说明,跟在它后面的代码依然会有效执行。
这种注释一定不能忘记写结束符号 */ ,否则很容易导致错误。

printf("a "); /* 注释⼀
printf("b ");
printf("c "); /* 注释⼆ */
printf("d ");

上面示例的原意是,第一行和第三行代码的尾部,有两个注释。
但是,第一行注释忘记写结束符号,导致注释一直延续到第三行结束。

/**/ 的这个注释也不支持嵌套注释, /* 开始注释后,遇到第⼀个 */ 就认为注释结束了。

/*
printf("a ");
printf("b ");
printf("c "); /* 注释⼆ */
printf("d ");
*/

11.1.2 // 的形式

第⼆种写法是将注释放在双斜杠 // 后面,从双斜杠到行尾都属于注释。这种注释只能是单行,可以放在行首,也可以放在一行语句的结尾。这是 C99 标准新增的语法。

// 这是⼀⾏注释
int x = 1; // 这也是注释

不管是哪⼀种注释,都不能放在双引号里面。
双引号里面的注释符号,会成为字符串的⼀部分,解释为普通符号,失去注释作用。

printf("// hello /* world */ ");

上面示例中,双引号里面的注释符号,都会被视为普通字符,没有注释作用。

11.2 注释会被替换

编译时,注释会被替换成一个空格,所以 min/* 这里是注释*/Value 会变成
min Value ,而不是 minValue 。

作者的第一篇C语言博客写完了,哪里需要改进的欢迎大家来提建议,谢谢。

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