C语言基础知识大全电子教案.docx
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C语言基础知识大全电子教案
C语言基础知识大全
1.语言变量声明和变量赋值
1）基本数据类型
在C语言中，仅有4种基本数据类型—整型、浮点型、指针和聚合类型（如数组和结构等），所有其他的类型都是从这4种基本类型的某种组合派生而来。
整型：
整型家族包括字符、短整型、整型和长整型，它们都分为有符号（signed）和无符号（unsigned）两种版本。
规定整数值相互之间大小的规则很简单：
长整型至少应该和整型一样长，而整型至少应该和短整型一样长。
浮点类型：
诸如3.14159和2.3×1023这样的数值无法按照整数存储。
第一个数为非整数，而第二个数远远超出了计算机整数所表达范围，这样的数就可以用浮点数的形式存储。
浮点数家族包括float、double和longdouble类型。
通常，这些类型分别提供单精度、双精度以及在某种扩展精度的机器上提供扩展精度。
ANSI标准仅仅规定longdouble至少和double一样长，而double至少和float一样长。
标准同时规定了一个最小范围：
所有浮点类型至少能够容纳从10-37到1037之间的任何值。
指针：
变量的值存储于计算机内存中，每个变量都占据一个特定的位置。
每个内存的位置都由地址唯一确定并应用，就像一条街上的房子由他们的门牌号码标识一样，指针知识地址的另一个名字。
2）变量声明形式
只知道基本的数据类型是远远不够的，你还应该知道怎样声明变量。
变量的基本形式是：
说明符（一个或多个）声明表达式列表
对于简单的类型，声明表达式列表就是被声明的标识符的基本类型。
对于相对比较复杂的类型，声明表达式列表的每个条目实际上是一个表达式，显示被声明的名字的可能用途。
例如：
inta,doubleb;
该语句就是一条声明语句，其中a,b就是变量名，该语句指明了变量a,b是int数据类型。
所有变量在使用前都必须写在执行语句之前，也就是变量声明要与执行语句相分离，否则就是出现编译错误。
3）变量命名
C语言中任何的变量名都是合法的标示符。
所谓标识符就是由字母、数字和下划线组成的但不以数字开头的一系列字符。
虽然C语言对标示符的长度没有限制，但是根据ANSI标准，C编译器必须要识别前31个字符。
C语言是对大小写敏感的，即C语言认为大写字母和小写字母的含义是不同的，因此a1和A1是不同的标识符。
到目前为止，没有一种命名规则可以让所有的程序员赞同，程序设计教科书一般都不指定命名规则。
常用的命名规则有匈牙利命名法和驼峰命名法等，在实际操作中，我们会采取相对简单方便的命名规则，即“类型首字母”+“_”+“变量用途英文缩写”，其中英文缩写首字母为大写，例如inti_Num，charc_Name[5]。
4）变量赋值
在一个变量声明中，你可以给一个标量变量指定一个初始值，方法是在变量名后面跟一个等号（赋值号），后面就是你想要给变量的值。
例如：
inti_Num=10;
charc_Name[]=”student”;
上述语句声明i_Num为一个整数变量，其初始值为10，声明c_Name为一个字符数组，其初始值为“student”。
在C语言中，全局变量和静态变量，如果没有赋初值，则默认初始值int，float，char分别为0,0.0，’\0’，除了全局变量和静态变量以外，其他变量如果没有赋初值，则默认初始值为内存中的垃圾内容，对于垃圾内容不能有任何假设。
注意：
定义指针后，默认初始值不是0，而是随机的一个值，故定义指针后，一定要初始化。
在实际操作中，变量的赋值都是以赋值语句的形式出现，赋值语句是由赋值表达式再加上分号构成的表达式语句。
其一般形式为：
变量=表达式；
在赋值语句的使用中需要注意以下几点：
a）由于在赋值符“=”右边的表达式也可以又是一个赋值表达式。
下述形式:
变量=（变量=表达式）；
该语句是成立的，从而形成了嵌套的情形。
其展开后的一般形式为：
变量=变量=…=表达式；
例如：
a=b=c=d=e=5;
按照赋值运算符的右结合性，因此实际上等效于：
e=5;d=e;c=d;b=c;a=b;
b）注意在变量声明中给变量赋初值和赋值语句的区别
给变量赋初值是变量说明的一部分，赋初值后的变量与其后的其他同类变量之间仍必须用逗号隔开，而赋值语句则必须用分号隔开。
例如：
inta=5,b,c;
c）在变量声明中，不允许连续给多个变量赋初值。
如下述说明就是错误的：
inta=b=c=5;
正确写法为：
inta=5,b=5,c=5;
但是，赋值语句允许连续赋值。
d）注意赋值表达式和赋值语句的区别。
赋值表达式是一种表达式，它可以出现在任何允许表达式出现的地方，而赋值语句则不能。
下述语句是合法的：
If（（x=y+7）>0）z=x;
语句功能为若表达式x=y+5大于0则z=x。
但是，下述语句是错误的：
If（（x=y+7;）>0）z=x;
因为x=y+7；是语句，不能出现在表达式中。
实例：
#include“stdafx.h”
voidmain（）
{
inti_Tmp,i_Type=8;
floatf_Tmp;
doubled_Tmp;
charc_Tmp;
d_Tmp=d_Tmp=f_Tmp=12;
f_Tmp=i_Type;
i_Tmp=i_Type+3;
printf（"a=%d,b=%d,c=%.3f,d=%.6lf",i_Tmp,i_Type,f_Tmp,d_Tmp）;
}
参考书目：
1.（美）KebbethA.reek.《C与指针》29-40
2.H.M.DeitelP.J.Deitel等《howtoprogramSecondEdition》19-23
2.算术运算符及使用方式
C语言提供了最基本的算术运算符，如下表：
运算符
含义
举例
结果
+
加法运算符
a+b
a和b的和
-
减法运算符
a-b
a和b的差
*
乘法运算符
a*b
a和b的乘积
/
除法运算符
a/b
a除b的商
%
求余运算符
a%b
a除b的余数
++
自加运算符
a++,++a
a自加1
--
自减运算符
a--,--a
a自减1
1、+、-、*、/都适用于浮点类型和整数类型，当两个操作数都为整数时进行整数运算，其余情况则进行double型运算；当/除法运算符的两个操作数为整数时，结果为整数，舍去小数部分，例如5/3的结果为1；%求余运算符只接受两个整型操作数的运算，结果为余数
2、++、--：
作用是使变量自加1或自减1，例如i++、++i，都是使i的值加1，但其执行的步骤是不同的。
例如：
inti=3，j；
j=i++；//i的值为4，j的值为3
inti=3，j；
j=++i；//i的值为4，j的值为4
可见当变量在左侧时，先进行赋值运算再进行自加1操作，当变量在右侧时，先进行自加1操作再进行赋值运算。
3、在赋值运算符之前加上算术运算符既构成复合运算符，例如：
a+=b，等价于a=a+b。
-=、*=、/=也是如此。
3.位运算符及使用方式（<<、>>、~、|、&、^）
位运算符是用来对二进制位进行操作，如下表：
运算符
含义
<<
左移
>>
右移
~
取反
|
按位或
&
按为与
^
按为异或
<<、>>：
移位运算符，例如左移运算符：
inti=3；i=i<<4;
3的二进制位为00000011，左移4位的结果为00110000，其操作中高位舍弃、低位补0，既i=48，等同于i乘以2的4次方。
右移运算符则有所不同，操作中是低位舍弃，高位则有两种补位方式。
一种为逻辑移位，高位补0；另一种为算术移位，当符号位为1时高位全部补1，当符号位为0时则高位全部补0。
具体使用哪种移位方式则取决于当前的编译环境。
~：
取反运算符，为单目运算符，其操作是对操作数的二进制位按位求反，既1变0,0变1。
例如i=5，二进制位为00000101，取反的结果为11111010。
在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储，其中最高位为符号位，用0表示正，1表示负。
补码的规定如下：
a）对正数来说，最高位为0，其余各位代表数值本身，例如14的补码为00001110；对负数而言，则将该数绝对值的补码按位取反，再加1，得该数的补码，既-i=~i+1。
例如-14的补码为14的二进制00001110取反加1得11110010。
b）|、&、^：
均为双目运算符，对操作数的二进位进行运行，且操作数以补码的方式出现。
c）|按位或，两个对应的二进位至少有一个为1则为1，否则为0；&按位与，两个对应的二进位都为1则为1，否则为0；^按位异或，两个对应的二进位不同则为1，否则为0。
例如：
a=5;（00000101）
b=14;（00001110）
a|b=15;（00001111）
a&b=4;（00000100）
a^b=11;（00001011）
4.关系运算符及使用方式（>、>=、<、<=、==、！
=）
运算符
含义
>
大于
>=
大于或等于
<
小于
<=
小于或等于
==
等于
！
=
不等于
关系运算符用于比较两个数值之间的关系，例如：
a>3为关系表达式，大于号为关系运算符，当表达式成立时，“a>3”的值为“真”，当“a>3”不成立时，“a>3”的值为“假”。
其中应当注意的是关系表达式的返回值为整型值，而不是布尔型。
表达式为真时返回值为1，表达式为假时返回值为0。
5.逻辑运算符及使用方式（&&、||、！
）
运算符
含义
举例
结果
&&
逻辑与
a&&b
a,b都为真则结果为真，否则为假
||
逻辑或
a||b
a,b至少有一个为真则结果为真，否则为假
！
逻辑非
!
a
当a为真则结果为假，当a为假则结果为真
其中应当注意逻辑或，例如a||b，当a为真时，C语言中直接跳过对b的判断，其返回值为“真”。
当一个表达式包括几种运算符时，则以运算符的优先级对表达式进行运算，表达式的优先级如下：
优先级
运算符类型
说明
1
初等运算符
（）、[]、->、.
2
单目运算符
！
、~、++、--、*（指针运算符）、&（取地址运算符）
3
算术运算符
先乘除后加减
4
关系运算符
>、>=、<、<=、==、！
=
5
逻辑运算符
&&、||
6
条件运算符
三目运算符，例如？
：
7
赋值运算符
=
8
逗号运算符
，
6.指针的概念与使用
1）指针的定义
指针就是变量的地址，是一个常量。
定义指针的目的就是为了通过指针访问内存单元。
在C语言中，允许用一个变量来存放指针，这种变量称为指针变量。
指针变量定义的一般形式为：
存储类型数据类型*指针变量名
2）指针变量运算符
1、取地址运算符：
&
该运算符表示的是对&后面的变量进行取地址运算。
例：
inta；
则&a表示取变量a的地址，该表达式的值为变量a的首地址。
2、指针运算符：
*
该运算符也称为“取内容运算符”，后面接一个指针变量。
表示的是访问该指针变量所指向的变量，即访问指针所指向的存储空间中的数据。
例：
inta=7;
int*p;
p=&a;
则*p表示指针变量p指向变量a，即*p就是a，所以*p=7。
一个指针变量p在程序中通常有如下表示形式：
p：
指针变量，它的内容是地址量；
*p：
指针所指向的变量，是指针所指向的内存空间中的数据；
&p：
指针变量所占存储空间的地址；
【例1】分析程序的运行结果
源程序如下：
#include
voidLocate（）
{
inti_a;
int*pst_a;
printf（"\n请输入i_a的值:
"）;
scanf（"%d",&i_a）;
pst_a=&i_a;
printf（"i_a的值为：
%d\n",i_a）;
printf（"pst_a的值为：
%x\n",pst_a）;
printf（"&i_a的值为：
%x\n",&i_a）;
printf（"*pst_a的值为：
%d\n",*pst_a）;
printf（"&pst_a的值为：
%x\n",&pst_a）;
printf（"\n"）;
}
运行结果：
请输入i_a的值:
3
i_a的值为：
3
pst_a的值为：
12fe8c
&i_a的值为：
12fe8c
*pst_a的值为：
3
&pst_a的值为：
12fe80
以上实例中，12fe8c是pst_a的值，也就是i_a的地址；12fe80是pst_a的地址；两者有区别，不能混为一谈。
3）地址与指针的概念
指针可以有效地表示复杂的数据结构；动态分配内存；方便的使用字符串；有效而方便地使用数组；能直接处理内存地址。
如果在程序中定义了一个变量，在编译时就给这个变量分配内存单元。
系统根据程序中定义的变量的类型，分配一定长度的空间。
例如，一般微机使用的C系统为整形变量分配两个字节，为实型变量分配4个字节。
内存区的每一个字节有一个编号，这就是“地址”，它相当于旅馆中的房间号。
在地址所标志的内存单元中存放数据，这相当于旅馆中各个房间中居住旅客一样。
在程序中一般通过变量名对内存单元进行存取操作，这称作“直接访问”，还可以采用另一种“间接访问”方式，将变量的地址存放在另一个变量中。
所谓“指向”就是通过地址来体现的，由于通过地址能找到所需的变量单元，我们可以说，地址“指向”该变量单元，因此在C语言中，将地址形象化的称为“指针”。
意思是通过它能找到以它为地址的内存单元。
一个变量的地址成为该变量的“指针”。
如果有一个变量专门用来存放另一个变量的地址，则称它为“指针变量”。
4）变量的指针和指向变量的指针变量
变量的指针就是变量的地址。
存放变量地址的变量是指针变量，用来指向另一个变量。
为了表示指针变量和它指向的变量之间的关系，用“*”符号表示“指向”。
定义指针变量的一般形式为：
基类型*指针变量名；
5）数组与指针
一个变量有地址，一个数组包含若干元素，每个数组元素都在内存中占有存储单元，它们都有相应的地址。
指针变量也可以指向数组元素。
6）空间操作函数malloc、free
C语言提供了两个函数，malloc与free，分别用于执行动态内存分配与释放。
这些函数维护一个可用内存池。
当一个程序另外需要一些内存时，它就调用malloc函数从内存池中提取一块合适的内存，并返回一个指向这块内存的指针。
这块内存此时并没有以任何方式进行初始化，使用时需手动初始化。
这两个函数的原型如下所示，它们都在头文件stdio.h中声明。
void*mallloc（size_tsize）;
Void*free（viod*pointer）;
malloc的参数就是需要分配的内存字节数。
如果内存池中的可用内存可以满足这个需要，malloc就返回一个指向被分配的内存块起始位置的指针，如果系统无法向malloc提供更多的内存，malloc就会返回一个NULL指针。
free的参数必须要么是NULL，要么是一个先前从malloc或其他空间申请函数返回的值。
malloc的一般用法
基类型*=（基类型）*Malloc（数量*sizeof（基类型））；
7）动态数组
动态数组是指在声明时没有确定数组大小的数组，即忽略方括号中的下标；当使用时可用malloc语句重新指出数组的大小。
使用动态数组的优点是可以根据用户需要，有效利用存储空间。
动态数组的内存空间是从堆上分配的。
是通过执行代码而为其分配空间。
当程序执行到这些语句时，才为其分配空间。
程序员自己释放内存。
遵循原则：
申请的时候从外层往里层，逐层申请；
释放的时候从里层往外层，逐层释放。
【例2】：
一维数组的动态开辟与释放:
【例3】：
二维数组的动态开辟：
7.数组
数组是构造类型，是一组具有相同类型数据的有序集合。
每个数据成为数组的元素，用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。
一维数组的声明方式为：
<类型标识符><数组名>[常量表达式]
类型标识符是任一种基本数据类型或构造数据类型；数组名由用户自定义,表示存储空间的地址；常量表达式表示数组元素的个数，也是数组的长度。
例：
inta[6];表示一个整型、数组名为a、长度为6的一维数组。
（2）一维数组的引用形式：
下标法：
数组名[下标]
例如：
a[i];或p[i]；a为数组名，p为指向数组的指针变量。
注：
C语言中不能依次引用整个数组，只能逐个引用数组中的各个元素。
下标就是被访问的数组元素在所定义的数组中的相对位置。
下标为0表示的是数组元素在数组的第一个位置上，下标等于1表示的是数组元素在数组的第二个位置上，依次类推。
例如：
inta[10];
a[0]=100;//正确
a[10]=100;//不正确，下标越界
例如：
下标法：
intmain（）
{
inta[10];
for（inti=0;i<10;i++）
a[i]=2*i;
for（inti=0;i<10;i++）
printf（“%d\t”,a[i]）;
return0;
}
指针法：
*（a+i）或*（p+i）；a是数组名，p为指向数组的指针变量。
例如：
指针法：
intmain（）
{
int*p=a;
inti;
for（i=0;i<10;i++）
a[i]=2*i;
for（i=0;i<10;i++）
printf（“%d\t”,*（p+i））;
return0;
}
二维数组的声明方式为：
<类型标识符><数组名>[常量表达式1][常量表达式2]：
二维数组与一维数组的区别在于多出[常量表达式2]。
[常量表达式1]是第一维，常称为行；[常量表达式2]是第二维，也就是列。
例：
inta[3][5];表示一个3行5列的二维数组；数组元素的个数为：
3*5=15个。
二维数组的引用形式：
下标法：
数组名[下标][下标]
注：
二维数组在引用时和一维数组一样，只能逐个引用数组中的各个元素。
例如：
sz_A[5][6]
下标可以是整数表达式，如sz_A[8-5][2*3-1]。
不要写成sz_A[2,3]、
sz_A[8-5,2*3-1]形式。
注意：
严格区分定义数组时用的sz_A[5][6]和引用元素时用的sz_A[5][6]的区别。
前者sz_A[5][6]用来定义数组的维数，后者sz_A[5][6]的5和6是下标，代表的是数组中的某一个元素。
【例2】分析程序的运行结果
源程序如下：
#include
voidmain（）
{
intsz_Array[6];//一维数组
intsz_DlArray[3][5];//二维数组
inti_a;
inti_dla;
inti_dlb;
//一维数组
for（i_a=0;i_a<6;i_a++）
{
sz_Array[i_a]=i_a*2+2;
}
printf（"\n输出一维数组元素为：
\n"）;
for（i_a=0;i_a<6;i_a++）
{
printf（"%d\t",sz_Array[i_a]）;
}
//二维数组
for（i_dla=0;i_dla<3;i_dla++）
{
for（i_dlb=0;i_dlb<5;i_dlb++）
{
sz_DlArray[i_dla][i_dlb]=i_dla+i_dlb;}
}
printf（"\n输出二维数组元素为：
\n"）;
for（i_dla=0;i_dla<3;i_dla++）
{
for（i_dlb;i_dlb<5;i_dlb++）
{
printf（"%d",sz_DlArray[i_dla][i_dlb]）;
}
printf（"\n"）;
}
}
运行结果为：
输出一维数组元素为：
24681012
输出二维数组元素为：
01234
12345
23456
34567
45678
指针法：
可以通过行指针来引用二维数组元素。
定义行指针变量：
int（*p）[3],指针p是指向一个由3个元素所组成的整型数组指针。
例如：
voidmain（）
{
inta[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}
int（*p）[4]=a;
for（inti=0;i<3;i++）
{
for（intj=0;i<4;j++）
printf（“%d\t”,p[i][j]）;
printf（“\n”）;
}
}
参考书目：
1.C++语言程序设计教程与实验（第二版）温秀梅丁学钧李建华主编
2.C/C++程序设计教程张世民主编
8.字符数组
1）字符数组的定义与赋值
字符数组是一串字符的集合，其数组元素为字符型。
字符数组的赋值形式：
char数组名[常量表达式]=“字符串”；
或char数组名[常量表达式]={“字符串”}；
例：
charsz_A[5]={‘s’,‘t’,‘u’,‘d’,‘y’,};
定义数组sz_A,包含5个元素，其在内存中的存放情况为：
sz_A[0]sz_A[1]sz_A[2]sz_A[3]sz_A[4]
s
t
u
d
y
则各元素赋值如下：
sz_A[0]=‘s’；sz_A[1]=‘t’；sz_A[2]=‘u’；sz_A[3]=‘d’；sz_A[4]=‘y’
如果花括号中的字符个数大于数组长度，编译系统就会报错，如果花括号中的字符个数小于数组长度，其余元素则由系统自动定义为空字符，即‘\0’。
‘\0’作为字符串的结束标志，因此在定义数组长度时，应在字符串原有的长度上加1，为字符串结束标志预留空间。
例：
charsz_A[6]={‘s’,‘t’,‘u’,‘d’,‘y’,};
定义数组sz_A,包含6个元素，其在内存中的存放情况为：
sz_A[0]sz_A[1]sz_A[2]sz_A[3]sz_A[4]sz_A[5]
s
t
u
d
y
\0
则各元素赋值如下：
sz_A[0]=‘s’；sz_A[1]=‘t’；sz_A[2]=‘u’
sz_A[3]=‘d’；sz_A[4]=‘y’；sz_A[5]=‘\0’
【例3】分析程序的运行结果
源程序如下：
#include
voidmain（）
{
charsz_A[10]="workhard";
inti;
for（i=0;i<9;i++）
printf（"%c",sz_A[i]）;
}
运行结果：
workhard
以上实例中，逐个显示字符数组的各个元素，但需注意的是在定义字符数组的下标时，至少比后面的字符串长度大1。
其中，字符串长度应包括其中空格的长度。
2）字符串操作函数：
a）字符串复制函数strcpy（）
格式：
strcpy（字符数组1，字符数组2）
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