C語言編程基礎入門學習筆記
C語言是面向過程的，而C＋＋是面向對象的
第一章 概述
1． C語言的特點
語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。共有３２個關鍵字，９種控制語句。
運算符豐富，公有３４種運算符。
數據結構豐富，數據類型有：整型、實型、字元型、數組、指針、結構體、共用體等。
具有結構化的控制語句（如if…else、while、do…while、switch、for）
語法限制不太嚴格，程序設計自由度大。
允許直接訪問物理地址，能進行位（bit）操作，可以直接對硬體操作。
生成目標代碼質量高，程序執行效率高。
可移植性好。
2． C語言的用途
C雖不擅長科學計算和管理領域，但對操作系統和系統實用程序以及對硬體進行操作方面，C有明顯的優勢。現在很多大型應用軟體也用Ｃ編寫。
第二章 數據類型、運算符與表達式
1． C的數據類型
C的數據類型包括：整型、字元型、實型或浮點型（單精度和雙精度）、枚舉類型、數組類型、結構體類型、共用體類型、指針類型和空類型。
2． 常量與變數
常量其值不可改變，符號常量名通常用大寫。變數其值可以改變，變數名只能由字母、數字和下劃線組成，且第一個字元必須為字母或下劃線。否則為不合法的變數名。變數在編譯時為其分配相應存儲單元。
3． 整型數據
整型常量的表示方法：十進位不用說了，八進位以0開頭，如0123，十六進位以0x開頭，如0x1e。
整型變數分為：基本型（int）、短整型（short int）、長整型（long int）和無符號型。不同機器上各類數據所佔內存位元組數不同，一般int型為２個位元組，long型為4個位元組。
4． 實型數據
實型常量表示形式：十進位形式由數字和小數點組成（必須有小數點），如：0.12、.123、123
0.0等。指數形式如123e3代表123×10的三次方。
實型變數分為單精度（float）和雙精度（double）兩類。在一般系統中float型佔4位元組，7位有效數字，double型佔8位元組，15~16位有效數字。
5． 字元型數據
字元變數用單引號括起來，如"a","b"等。還有一些是特殊的字元常量，如" ",""等。分別代表換行和橫向跳格。
字元變數以char 來定義，一個變數只能存放一個字元常量。
字元串常量是由雙引號括起來的字元序列。這裡一定要注意"a"和"a"的不同，前者為字元常量，後者為字元串常量，c規定：每個字元串的結尾加一個結束標誌""，實際上"a"包含兩個字元："a"和""。
6． 數值型數據間的混合運算
整型、字元型、實型數據間可以混合運算，運算時不同類型數據要轉換成同一類型再運算，轉換規則：
char,short -> int -> unsigned -> long -> double
7． 運算符和表達式
c運算符包括：
算數運算符（ + - * / % ）
關係運算符（ > =
邏輯運算符（ ! && || ）
位運算符（ > ~ | ^ & ）
賦值運算符（ = ）
條件運算符（ ? : ）
逗號運算符（ , ）
指針運算符（ * & ）
求位元組數（ sizeof ）
強制類型轉換（類型）
分量運算符（ . -> ）
下標運算符（ [ ] ）
其它運算符（ 如函數調用運算符( ) ）
自增自減運算符（ ++ -- ）注意：++i和i++的不同之處，++i使用i之前先使i加１，i++使用i之後，使i加１。
逗號表達式的求解過程：先求解表達式１，再求解表達式２，整個表達式的值是表達式２的值。
第三章 最簡單的ｃ程序設計
１．c的９種控制語句：
if() ~ else~
for()~
while()~
do~while()
continue
break
switch
goto
return
程序的三種基本結構：順序結構，選擇結構，循環結構
２．數據輸出
c語言不提供輸入輸出語句，輸入輸出操作是由c的庫函數完成。但要包含頭文件stdio.h。
putchar( ) 向終端輸出一個字元
printf( )的格式字元：
d格式符 用來輸出十進位整數
%d 按整型數據的實際長度輸出
%md 使輸出長度為m，如果數據長度小於m，則左補空格，如果大於m，則輸出實際長度
%ld 輸出長整型數據
o格式符 以八進位形式輸出整數
x格式符 以十六進位形式輸出整數
u格式符 用來輸出unsigned型數據，以十進位形式輸出
c格式符 用來輸出一個字元
s格式符 輸出一個字元串
%s 輸出實際長度字元串
%ms 輸出的串佔m列，如果串長度小於m，左補空格，如果大於m，實際輸出
%-ms輸出的串佔m列，如果串長度小於m，右補空格，
%m.ns 輸出佔m列，但只取字元串中左端n個字元並靠右對齊
%-m.ns m、n含義同上，靠左對齊，如果n>m，則m自動取n值
f格式符 以小數形式輸出實數
%f 整數部分全部輸出，小數部分輸出6位
%m.nf 輸出數據共佔m列，其中有n位小數。如果數值長度小於m，左補空格
%-m.nf 同上，右補空格
e格式符 以指數形式輸出實數
%e 系統指定６位小數，5位指數（e+002 )
g格式符 輸出實數，根據數值大小，自動選f格式或e格式
3．數據輸入
getchar( ) 從終端輸入一個字元
scanf( 格式控制,地址列表) 標準C scanf中不使用%u，對於unsigned型數據，以%d或%o或%x輸入。％後的*，用來跳過它相應的數據。輸入數據時不能規定精度如scanf( "%7.2f", &a );是不合法的。
第四章 邏輯運算和判斷選取控制
1． 關係運算符：
c提供６種關係運算符（> = == != ）前四種優先順序高於後兩種。
2． If語句
C提供了三種形式的if語句
If(表達式) 語句
If(表達式) 語句1 else 語句2
If(表達式1) 語句1
Else if(表達式2) 語句2
…
else 語句n
3． 條件運算符
(a>b)?a:b 條件為真，表達式取值a，否則取值b
4． Switch語句
Switch(表達式)
{
case 常量表達式１：語句１; break;
case 常量表達式２：語句2; break;
…
case 常量表達式n：語句ｎ; break;
default ：語句ｎ＋１;
}
第五章 循環控制
1． 幾種循環語句
goto語句（現已很少使用）
while語句 先判斷表達式後執行語句
do-while語句 先執行語句後判斷表達式
for語句
2． Break語句和continue語句
Break語句用於跳出循環，continue用於結束本次循環。
中場休息時間！
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第六章 數組
1． 一維數組
c規定只有靜態存儲（static）和外部存儲（extern）數組才能初始化。給數組初始化時可以不指定數組長度。
2． 二維數組
3． 字元數組
部分字元串處理函數
puts(字元數組) 將一個字元串輸出到終端。
gets(字元數組) 從終端輸入一個字元串到字元數組，並且得到一個函數值，為該字元數組的首地址
strcat(字元數組１,字元數組2) 連接兩個字元數組中的字元串，數組1必須足夠大。
Strcpy(字元數組１,字元串2) 將字元串２拷貝到字元數組１中。
Strcmp(字元串1,字元串2) 比較字元串，相等返回0，字元串１>字元串2，返回正數，小於返回負數。
Strlen(字元數組) 求字元串長度。
Strlwr( 字元串) 將字元串中的大寫字母轉換成小寫
Strupr( 字元串) 將字元串中的小寫字母轉換成大寫
以上是一些比較常用的字元串處理函數。
第七章 函數
1． 關於形參和實參的說明
在函數被調用之前，形參不佔內存
實參可以是常量、變數或表達式
必須指定形參的類型
實參與形參類型應一致
實參對形參的數據傳遞是"值傳遞"，即單向傳遞
2． 函數返回值
如果想讓函數返回一個值，在函數中就要用return語句來獲得，在定義函數時也要對函數值指定類型，如果不指定，默認返回整型。
3． 函數調用
1)注意在函數調用時實參和形參的個數、類型應一一對應。對實參表求值的順序是不確定的，有的系統按自左至右，有的系統則按自右至左的順序。這一點要注意。
2)函數調用的方式：函數語句，函數表達式，函數參數
3)如果主調函數和被調函數在同一文件中，並且主調函數在前，那麼一般要在主調函數中對被調函數進行說明。除非：(1)被調函數的返回值類型為整型或字元型(2)被調函數出現在主調函數之前。
4)對函數的說明和定義是不同的，定義是指對函數功能的確立，包括指定函數名，函數值類型，形參及其類型、函數體等。說明則只是對已定義的函數返回值類型進行說明，只包括函數名、函數類型以及一個空的括弧，不包括形參和函數體。
5)c語言允許函數的遞歸調用（在調用一個函數的過程中又出現直接或間接的調用該函數本身）。
4． 數組作為函數參數
1)數組元素作為函數參數 和一般變數相同
2)數組名作參數應該在主調和被調函數分別定義數組，形參數組的大小可以不定義。注意：數組名作參數，不是單向傳遞。
3)多維數組作參數，在被調函數中對形參數組定義時可以省略第一維的大小說明，但不能省略第二維或更高維的說明。
5． 局部變數和全局變數
從變數作用域角度分，變數可分為局部變數和全局變數。
1)內部變數（局部變數）
在一個函數內定義，只在函數範圍內有效的變數。
2)外部變數（全局變數）
在函數外定義，可以為本文件其它函數所共用，有效範圍從定義變數的位置開始到本文件結束。建議盡量少使用全局變數，因為它在程序全部執行過程中都佔用資源，而且使函數的通用性降低了。如果在定義外部變數之前的函數要想使用該外部變數，則應在該函數中用extern作外部變數說明。
6． 動態存儲變數與靜態存儲變數
從變數值存在的時間（生存期）角度來分，可分為靜態存儲變數和動態存儲變數。靜態存儲指在程序運行期間給變數分配固定的存儲空間，動態存儲指程序運行期間根據需要動態的給變數分配存儲空間。
C語言中，變數的存儲方法分為兩大類：靜態存儲類和動態存儲類，具體包括：自動的（auto），靜態的(static)，寄存器的(register)，外部的(extern)。
1) 局部變數的存儲方式
函數中的局部變數如不作專門說明，都之auto的，即動態存儲的，auto可以省略。局部變數也可以定義為static的，這時它在函數內值是不變的。靜態局部變數如不賦初值，編譯時系統自動賦值為０，動態局部變數如不賦初值，則它的值是個不確定的值。C規定，只有在定義全局變數和局部靜態變數時才能對數組賦初值。為提高執行效率，c允許將局部變數值放在寄存器中，這種變數叫register變數，要用register說明。但只有局部動態變數和形式參數可以作為register變數，其它不行。
2) 全局變數的存儲方式
全局變數在函數外部定義，編譯時分配在靜態存儲區，可以在程序中各個函數所引用。多個文件的情況如何引用全局變數呢？假如在一個文件定義全局變數，在別的文件引用，就要在此文件中用extern對全局變數說明，但如果全局變數定義時用static的話，此全局變數就只能在本文件中引用了，而不能被其它文件引用。
3) 存儲類別小結
從作用域角度分，有局部變數和全局變數
局部變數：自動變數，即動態局部變數（離開函數，值就消失）
靜態局部變數（離開函數，值仍保留）
寄存器變數（離開函數，值就消失）
（形參可定義為自動變數和寄存器變數）
全局變數：靜態全局變數（只限本文件引用）
全局變數（允許其它文件引用）
從存在的時間分，有靜態存儲和動態存儲
動態存儲：自動變數（本函數內有效）
寄存器變數（本函數內有效）
形參
靜態存儲：靜態局部變數（函數內有效）
靜態全局變數（本文件內有效）
全局變數（其它文件可引用）
從變數值存放的位置分
靜態存儲區：靜態局部變數
靜態全局變數
全局變數
動態存儲區：自動變數和形參
寄存器內：寄存器變數
7． 內部函數和外部函數
內部函數：只能被本文件中的其它函數調用，定義時前加static，內部函數又稱靜態函數。
外部函數：可以被其它文件調用，定義時前加extern，如果省略，則隱含為外部函數，在需要調用此函數的文件中，一般要用extern說明。
第八章 預編譯處理
c編譯系統在對程序進行通常的編譯之前，先進行預處理。c提供的預處理功能主要有以下三種：1）宏定義 2）文件包含 3）條件編譯
1． 宏定義
不帶參數的宏定義
用一個指定的標識符來代表一個字元串，形式：#define 標識符 字元串
幾點說明：
１） 宏名一般用大寫
２） 宏定義不作語法檢查，只有在編譯被宏展開後的源程序時才會報錯
３） 宏定義不是c語句，不在行末加分號
４） 宏名有效範圍為定義到本源文件結束
５） 可以用#undef命令終止宏定義的作用域
６） 在宏定義時，可以引用已定義的宏名
帶參數的宏定義
定義形式：#define 宏名（參數表） 字元串
這和函數有些類似，但他們是不同的：
１） 函數調用時，先求實參表達式值，再代入形參，而宏只是簡單替換，並不求值
２） 函數調用是在程序運行時分配內存的，而宏展開時並不分配內存，也沒有返回值的概念
３） 對函數中的實參和形參都要定義類型，而且要求一致，宏名無類型，其參數也沒有類型。
４） 函數只有一個返回值，而宏可以得到幾個結果
５） 宏替換不佔運行時間，只佔編譯時間，而函數調用占運行時間
2． 文件包含處理
#include "文件1" 就是將文件1的全部內容複製插入到#include位置，作為一個源文件進行編譯。
在#include命令中，文件名可以用" "也可以用，假如現在file1.c中包含file2.h文件，" "表示系統先在file1.c所在目錄中找file2.h，如果找不到，再按系統指定的標準方式檢索目錄，表示系統直接按指定的標準方式檢索目錄。所以用" "保險一點。
3． 條件編譯
條件編譯指不對整個程序都編譯，而是編譯滿足條件的那部分。條件編譯有以下幾種形式：
1）#ifdef 標識符
程序段１
#else
程序段２
#endif
它的作用：當標識符在前面已經被定義過（一般用#define），則對程序段１編譯，否則對程序段２編譯。
２）#ifndef 標識符
程序段１
#else
程序段２
#endif
它的作用和#ifdef相反，當標識符沒被定義過，對程序段１編譯，否則對程序段２編譯。
３）#if 表達式
程序段１
#else
程序段２
#endif
它的作用：當表達式值為真（非０）時，對程序段１編譯，否則對程序段２編譯。
第九章 指針
指針說白了就是地址。指針變數就是用來存放指針（地址）的變數。
1． 變數的指針和指向變數的指針變數
讀起來很拗口，說白了就是變數的地址和用來存放變數地址的地址變數。因為一個變數在編譯的時候系統要為它分配一個地址，假如再用一個變數來存放這個地址，那麼這個變數就叫做指向變數的指針變數，也就是用來存放變數地址的這麼一個變數。所謂"指向"就是指存放××的地址，如指向變數的指針變數，"指向"就是指用來存放變數的地址，再如指向數組的指針變數，"指向"就是指存放數組的地址。只要理解了這個，指針也就不難了。另外，還有指向字元串的指針變數，指向函數的指針變數，指向指針的指針變數等。
1) 指針變數的定義
形式：類型標識符 *標識符 如：int *pointer;
要注意兩點：*表示pointer是個指針變數，在用這個變數的時候不能寫成*pointer， *pointer是pointer指向的變數。一個指針變數只能指向同一個類型的變數。如上面 pointer只能指向int型變數。
2)指針變數的引用
兩個有關的運算符：
& 取地址運算符 &a 就代表變數a的地址
* 指針運算符 *a 就代表變數a的值
2． 數組的指針和指向數組的指針變數
數組的指針指數組的起始地址，數組元素的指針指數組元素的地址。
1)指向數組元素的指針變數的定義與賦值
定義和指向變數的指針變數定義相同，c規定數組名代表數組的首地址，即第一個數組元素地址。
2)通過指針引用數組元素
我們通常引用數組元素的形式是a[i]，如果用指針可以這樣引用，*(a+i)，或定義一個指針變數p，將數組a的首地址賦給p，p=a;然後用*(p+i)引用。
注意：指針變數ｐ指向數組a首地址，則p++指向數組ａ的下一元素地址，即a[1]的地址。
3)數組名作函數參數
形參數組和實參數組之間並不是值傳遞，而是共用同一段地址，所以在函數調用過程中如果形參的值發生變化，則實參的值也跟著變化。
4)指向多維數組的指針和指針變數
以二維數組為居多。假設定義了一個二維數組a[3][4]，那麼
a代表整個二維數組的首地址，也代表第0行的首地址，同時也是第0行第0列的元素的首地址。a +0和a[0]代表第0行首地址，a+1和a[1]代表第一行的首地址。
假設a是一個數組的首地址，那麼如果a是一維的，a+I代表第I個元素的地址，如果a是二維的，則a+I代表第I行的首地址。
那麼第一行第二列的元素地址如何表示呢？a[1]+2或&a[1][2]或*(a+1)+2。
我們只要記住：在二維數組中a代表整個數組的首地址，a[I]代表第I行的首地址，a[I]與*(a+I)等價就行了。只要運用熟練了就沒什麼複雜的了。
5)指向由m個整數組成的一維數組的指針變數
如：int (*p)[4]，p是一個指向包含4個元素的一維數組，如果p先指向a[0]，則p+1指向a[1]，即p的增值是以一維數組的長度為單位的，這裡是4，舉個例子：
假設a[3][4]=，p先指向a[0]也就是數組a的首地址，那麼p+1就是a[1]的首地址即元素9的地址，因為在定義p時int (*p)[4]，定義一維數組長度為4，所以p+1就等於加了一個一維數組的長度4。
3． 字元串的指針和指向字元串的指針變數
1)字元串的表示形式
c中字元串有兩種表示形式：一種是數組，一種是字元指針
char string[]="I love c!";
char *str="I love c!";
其實指針形式也是在內存中開闢了一個數組，只不過數組的首地址存放在字元指針變數str中，千萬不要認為str是一個字元串變數。
2)字元串指針作函數參數
實際上字元串指針就是數組的首地址。
3)字元指針變數與字元數組的區別
字元數組由若干元素組成，每個元素存放一個字元，而字元指針變數只存放字元串的首地址，不是整個字元串
對數組初始化要用static，對指針變數不用。
對字元數組賦值，只能對各個元素賦值，不能象下面這樣：
char str[14];
str="I love c!";
對指針變數可以，
char *str;
str="I love c!";
注意：此時賦給str的不是字元，而是字元串首地址。
數組在定義和編譯時分配內存單元，而指針變數定義後最好將其初始化，否則指針變數的值會指向一個不確定
