C语言基础
计算机：能进行计算以及逻辑处理的设备硬件：组成计算机的物理部件。（内存条、CPU、硬盘…）开发中对于硬件的认知：硬件包括电子设备、单片机、集成电路和嵌入式系统。软件：计算机中运行的程序和数据。开发中对于软件的认知：软件分为系统软件（OS）、应用软件和编程工具（编译器）数据类型就是固定大小内存的别名，并且描述了一个变量存放什么类型的数据。简单来说，就是组织和操作数据。数据：计算机要处理的数据（数
c语言：第一天笔记
内容提要
- C语言概述
- 数据类型
- 常量
- 变量
C语言概述
计算机基础
计算机的组成
计算机组成
-
计算机：能进行计算以及逻辑处理的设备
-
硬件：组成计算机的物理部件。（内存条、CPU、硬盘…）
开发中对于硬件的认知：
硬件包括电子设备、单片机、集成电路和嵌入式系统。
-
软件：计算机中运行的程序和数据。
开发中对于软件的认知：
软件分为系统软件（OS）、应用软件和编程工具（编译器）
计算机的六大部件
- 中央处理器（CPU）：控制 + 计算
- 内存：临时存储运行时的数据。
- 输入设备：向计算机输入数据（键盘、鼠标、扫码枪）
- 输出设备：将计算机数据进行输出（显示器、打印机）
- 外存储器：永久存储数据（硬盘）
- 网络：数据传输与通信
计算机的工作原理
- 存储程序：程序和数据存储在内存中
- 程序控制：CPU按指令顺序执行
计算机的语法
- 机器语言：二进制代码，直接控制硬件
- 汇编语言：助记符形式，需要汇编器翻译
- 高级语言：C/C++，Java，Python，PHP，C#，GO
C语言简史与特点
C语言的起源
- 其前身是B语言；
- B语言是美国贝尔实验室的 Ken Thompson（肯·汤普森）于1969年开发出来的，并且用B语言编写了初版的UNIX系统
- 1972年美国贝尔实验室的Dennis Ritchie（丹尼斯·M·里奇）在B语言基础上开发的C语言.C语言提供了丰富的数据类型和标识符，使得程序的编写变得非常高效和方便。
- 1973年初，C语言的主体完成。汤普森和里奇迫不及待地开始用它完全重写了UNIX。
C语言的标准
为了C语言健康发展下去，很多有识之士及美国国家标准协会（ANSI）于1982年成立了一个委员会以确定C语言的标准。
- 1989 ANSI 发布了第一个完整的C语言标准，即C89。不过人们习惯性的称为 “ANSI C”
- 1990年ISO(国际标准化组织一字不改的采纳了 C89，官方给出的名称为 ISO C90) 。
- 1999年，C语言标准经过了一次修正和完善后，ISO发布了新版的C语言标准，简称” C99”。
- 2018年6月份发布的 “C18”GNU C 标准 (标准C的扩展) ，进一步增强了语言的稳定性和功能性。
- 在2011年12月8日，ISO又正式发布了新的标准，称为ISO/IEC9899:2011，简称为“C11”。
- “C23”是最新的标准，预计将进一步扩展C语言的功能和性能。
- 应用于Linux 系统，当然Linux也支持标准C，因为标准C是跨平台的。
嵌入式开发就是针对Linux系统的开发，而Linux系统是使用C语言开发的，所以从事嵌入式开发要使用C语言。
C语言特点
- 简洁高效，支持底层硬件操作
- 可移植性强，适合结构化编程
- 生成代码质量高，执行速度快
C语言程序的开发过程（掌握）
开发的三个步骤
①编辑：编写源代码（‘.c’ 文件，程序员完成）
②编译：将源代码文件转换为可执行的文件（编译器完成）
③运行：执行程序（操作系统完成）
C语言程序的编译过程
上面提到的编译，实际上是为了四个步骤：
1.预处理 ：处理宏和头文件以及注释等。
2.编译：生成汇编语言
3.汇编： 转换为机器码/二进制代码
4.链接：合并库文件和目标文件（二进制代码）
测试代码：
// 头文件包含 预处理的时候，会将stdio.h中的代码全部拷贝到当前文件
#include <stdio.h>
// 宏定义
#define R 2
#define PI 3.14
int main()
{
printf("hello world!\n");
// 计算圆的面积
double area = PI * R * R; // 宏展开，double area = 3.14 * 2 * 2
printf("%f\n", area);
}
编译的命令
| 编译步骤 | 命令 | 文件类型 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 预处理 | gcc -E *.c -o *.i | *.c → *.i | 生成的是C代码（文本） |
| 编译 | gcc -S *.c -o *.s | *.i → *.s | 生成得是汇编代码（文本） |
| 汇编 | gcc -c *.c -o *.o | *.s → *.o | 生成的是二进制代码（文本） |
| 链接 | gcc *.c -o * | 生成的是二进制代码 |
C语言的基本结构
一个简单的C语言程序
功能：要求在控制台输出“hello world!”
代码：
/*************************************************************************
> File Name: demo01.c
> Author: 王龙龙
> Description:
> Created Time: 2025年07月08日 星期二 10时34分35秒
************************************************************************/
#include <stdio.h>
// 主函数：一个.c文件只能有一个main函数，这个函数是程序的入口
int main()
{
// 向控制台输出hello world!
printf("hello world!\n");
return 0;
}
程序结构分析
-
注释：解释代码逻辑，写给程序员自己看，预处理阶段会被删除。
-
预处理指令：程序中包含的某一文件内容（
#include <stdio.h>） -
主函数：
main函数是程序唯一的入口，一个文件最多有一个，这个函数不能被其他函数调用，这是一个自动执行的函数，系统是通过这个函数的指针进行访问。 -
关于函数:
-
函数头：（函数首部或者函数说明）
说明函数类型，函数头由函数名和形参列表构成。
-
函数体
包括变量说明和语句执行部分。
-
函数调用语句：比如：printf（）
-
C语言编程规范要求
C语言在编程的时候，需要遵循如下规范：
- 常见的缩进格式（一般缩进2~4个字符，推荐缩减4个字符，vim配置的是缩进4个字符，也就是一个‘tab’键）
- 要有足够的注释（添加必要的注释，使代码更好理解）
- 要有合适的空行（一般预处理指令和函数之间，函数和函数之间，全局变量和函数之间…，加空格提高代码可读性，使代码结构清晰）
/*************************************************************************
> File Name: demo02.c
> Author: 王龙龙
> Description:
> Created Time: 2025年07月08日 星期二 11时02分45秒
************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define PI 3.14
#define R 2
int fun()
{
printf("A\n");
}
int main(int argc,char *argv[])
{
printf("hello world!\n");
fun();
return 0;
}
-
‘{}’对齐（C和C++ { 和 }都需要独占一行 ，不能受java影响）
java
int fun(){ ... }C/C++
int fun() { ... }-
函数体内采用分层缩进和模块化的书写方式
int fun() { if(..) { for(..) { printf("hello\n"); } } if(..) { for(..) { printf("hello\n"); } } } -
不把多条语句写在同一行上（最好的区分是，不要在同一行连续出现多个
；，for循环 （； ；）除外）
int main() { // 错误写法（不影响编译，但是影响阅读体验） printf("hello"); printf("hello"); printf("hello"); // 错误写法（不影响编译，但是影响阅读体验） int a = 10; int b = 20; // 正确写法 for (;;) { ... } }- 标识符命名要见名知意。
int main() { // 创建3个变量，用来存储年龄、身高、体重 // 错误演示（不影响编译，但是影响阅读体验） int a = 21; int b = 168; int c = 190; // 正确演示 int age = 21; int height = 168; int weight = 190; }C语言程序的设计特点
C语言程序在设计的时候，需要注意以下细节：
- C语言有一个或多个函数组成，但又且仅有一个main函数；这个函数是程序的入口函数，可以置于任意位置，建议放在所有函数的最下面。
- 程序中可以有预处理指令（‘#include、#define’），预处理指令通常放在程序最前面。
- 每个语句以分号结尾：（注意：‘预处理’，‘函数头’，‘函数、分支语句、while和for循环语句’ 后面不能添加分号，否则会报错）
- 函数体又一对‘{ }’括起来，函数的‘{ }’不能省略。
- 包含在‘/…/’内，或者’//…‘后面的文本为注释内容，在预处理阶段删除。
- 一行可以写多个语句，一个语句可以写在多行上。
int main() { // 一行可以写多个语句 int a,b,c; //一个语句写在多行上 while(1) { ... } } //格式化代码：shift + tab -
C语言中的注释
在C语言中，注释一般分为两类：单行注释和多行注释
注释的作用：给代码添加解释说明性文字，提升代码的可读性，注释本身不参与编译，在预处理阶段会被删除。我们同时也可以使用注释屏蔽掉暂时不需要的代码。
单行注释
说明：单行注释使用双斜杠//..表示。我们一般用于变量、常量、函数调用语句等。
语法：
// 需要注释的内容
范例：
// 预处理指令，引入系统的标准输入输出库
#include <stdio.h>
int main()
{
// 向控制台打印输出 hello world!
printf("hell world!\n");
return 0;
}
多行注释
说明：多行注释使用双斜杠星花/*..*/表示。它可以占用一行，也可以占用多行，但不能嵌套。我们一般用于函数，文件头说明等。
语法：
/* 要注释的内容 */
/*
要注释
的内容
*/
范例：
/*
主函数
*/
int main()
{
...
}
注意：由多行注释衍生出一种更为细致的注释，我们称之为文档注释
范例：
/**
* 主函数
* @author 开发者
* @param 参数1 说明
* @param 参数2 说明
* @return 返回值
*/
int main()
{
...
}
数据类型
定义
数据类型就是固定大小内存的别名，并且描述了一个变量存放什么类型的数据。简单来说，就是组织和操作数据。
数据：计算机要处理的数据（数字、字符串、文字、符号、图片、音视频等）
-
数据类型不因帮助我们组织和操作数据，还决定了程序如何有效的利用内存。
-
了解数据类型的内存需求是理解计算机管理和操作数据的关键。
小贴士：程序运行需要在内存中。
数据类型分类和计算方法
数据类型分类（重点）
- 基本类型（C语言内置）
- 数值类型
- 整形（整数）
- 短整型：short（short int 缩写）
- 基本型：int（使用频率最高）
- 长整型：long（long int缩写）
- 长长整型：long long（long long int缩写，C99新增）
- 浮点型（小数、实数、实型）
- 单精度型：float
- 双精度型：double
- 长双精度型：long double（C99新增）
- 整形（整数）
- 字符型：char
- 数值类型
- 构造类型（C语言提供语法，用户自定义）
- 结构体：struct
- 联合体/共用体：union
- 枚举类型：enum
- 指针类型
- 空类型：void（C语言内置）
数据类型在内存中的大小（重点）
| 序号 | 数据类型 | 中文说明 | 大小（字节） |
|---|---|---|---|
| 1 | short （short int） | 短整型 | 2 |
| 2 | int | 基本整形 | 4 |
| 3 | long（long int） | 长整型 | 4（32位系统）/8（64位系统） |
| 4 | long long（long long int） | 长长整形 | 8 |
| 5 | float | 单精度浮点型 | 4 |
| 6 | double | 双精度浮点型 | 8 |
| 7 | char | 字符型 | 1 |
| 8 | bool | 布尔型，ture-真，false-假 | bool：1，ture（1）：4，false（0）：4 |
小贴士：
获取某个数据类型或者变量所占的字节数，使用sizeof运算符：
sizeof(某个数据类型或者变量名)printf("true size:%d\n", sizeof(true)); // trus size:4 解释：true本身就是int类型的1，所以占4个字节 printf("bool size:%d\n", sizeof(bool)); // bool size:1 解释：占1个字
案例：
/*************************************************************************
> File Name: demo03.c
> Author: 王龙龙
> Description:
> Created Time: 2025年07月08日 星期二 15时14分13秒
************************************************************************/
#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{
// 计算数据类型或者变量的字节大小，通过sizeof运算符
printf("long long 的大小是%d个字节\n", sizeof(long long)); // %d 表示10进制整数
printf("long 的大小是%d个字节\n",sizeof(long));
printf("long double的大小是%d个字节\n",sizeof(long double));
return 0;
}
运行结果：
总结：
① 数据类型在内存中所占的字节数跟C语言的编译系统有关。
② 计算某个数据类型所占字节数可以用sizeof运算符。
③ 布尔类型要添加#include <stdbool.h>，大家也可以直接使用int类型的0和1来表示布尔类型。
常量
在C语言中，数据的基本类型表现形式是常量和变量。不管是变量还是常量，都需要在内存中申请一块空间，用于数据的存放。
定义：在程序执行过程中其值不可改变的量。称之为常量。
分类：int、float、double、char、符号常量（宏定义）
整形常量
-
整形常量可以用十进制、八进制、十六进制三种形式表示。
-
十进制常量：由数字0~9构成，没有前缀，不能以0开头。举例：
99,218 //正确 0 //正确 09 //错误，不能以0开头 -
八进制常量：由数字0~7构成，以0为前缀，不能表示小数。举例：
023,077 //正确 00 //正确 099 //错误 -
十六进制常量：由数字0~9、字母a ~ f 或者A~F构成，以0x/0X，不能表示小数。举例：
0xfffff //正确 0x0 //正确注意：整形常量中的长整型数据可用‘L或者l’作为后缀，举例：
long num = 123L; -
-
整形常量的分类：
-
有符号与无符号基本整形常量（int）
-
有符号表示范围：负数+0+正数，默认写的都是有符号的。
-
无符号表示范围：0+正数，内存中所有负数的位置都用来表示整数，此时它的正数范围超过有符号正数范围。
-
-
有符号与无符号长整型常量（long）
-
有符号与无符号短整型常量（short）
-
-
整形常量的表示
- 十进制表示：可以使用10个数字符号0~9以及
+,-，如：123，-90 - 八进制表示：以0开头，可以使用7个数字符号0~7以及
+,-，如：0123，-011 - 十六进制表示：以0x或者0X开头，可以使用
0~9以及A~F（a~f），如：0x12，-0x12
- 十进制表示：可以使用10个数字符号0~9以及
浮点型常量
C语言中浮点数就是平常说的小数（实数），有两种表现形式：
- 十进制小数：如0.123，-12.6,0.123F（float类型的常量，需要跟上‘F/f’）
- 指数形式（可选计数法）：
- 正数表示：如十进制小数1234.5的指数表示法就是1.2345∗1031.2345*10^31.2345∗103,也可以表示为1.2345e31.2345e31.2345e3
- 负数表示：如十进制小数0.012的指数表示法就是1.2∗10−21.2*10^{-2}1.2∗10−2,也可以表示为1.2e-2
注意：
① 在符号e的前面必须要有数字
② 在符号e的后面必须为整数，不能是带有小数点的实数型。
③ 实型常量的后缀用F/f表示单精度型。
字符型常量
用单引号''括起来的一个字符，如'a'， 'A', '4', '_'等，比如：'刘'就不是字符，一个汉字所占的字节数超过1个字符。中文符号当成汉字理解。英文输入法下输入的字母、数字、符号都是单字符。
**转义字符常量：**以反斜杠\开头的字符序列，表示控制以及不可见字符。如：
| 字符形式 | 中文含义 | ASCII码 |
|---|---|---|
| \n | 换行 | 10 |
| \r | 回车 | 13 |
| \0 | 空字符 | 0 |
| \t | 水平制表符 | 9 |
注意：
使用
man ascii可以查看所有的ASCII字符。
字符串常量
说明：在C语言中，支持字符串常量，不支持字符串变量。字符串变量需要使用字符数组或者字符指针实现。
-
用一对双引号
“”括起来的一个字符序列，如：“how do you do? wll” "hello world!" "12" "ture" "12.25" -
可以使用printf输出一个字符序列，如：
printf("%s","hello world!\n"); printf("hello world!\n"); //等价于上面写法注意：
字符常量’a’与字符串常量"a"的区别：
系统自动为字符串常量加上结尾的
\0，使所占内存单元多一个，单字符常量的长度不变，可用sizeof()运算符来测量。符号常量
说明：一般通过宏定义，在预处理的时候替换成具体的常量
定义一个标识符来代表一个常量，如：用PI表示圆周率π（3.1415926）
好处：
- 增加代码的可读性
- 增强了代码的可维护性
定义符号常量：
-
需要借助预处理指令：
#define -
格式：
#define 宏名称 宏值 -
注意：
-
宏名称和宏值之间用空格隔开
-
句末不能添加任何符号
-
无参的宏名称的命名采用大写，如果有多个单词，使用下划线分隔，举例：
#define MAX_VAL 9999 #define MIN_VAL 1000
-
-
举例：
#include <stdio.h> // 定义符号常量 #define PI 3.14 #define R 20 int main(int argc,char *argv[]) { // 计算圆的周长 2 × PI × R printf("计算圆的周长：%f\n",2 * PI * R);// %f：以小数显示 // 计算圆的面积 PI × R × R printf("计算圆的面积：%f\n",PI * R * R); return 0; }
日常错误
-
问题描述：编译过程中，控制台提示类似于
\357这样的信息 -
解答：这是由于代码中使用了中文标点符号导致的错误
-
演示：
汇聚全球AI编程工具，助力开发者即刻编程。
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