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C语言基础（一）

news 2025/7/7 15:26:04

C语言基础

- 一、标准输出（格式化输出）：
- - 1、概念：
  - 2、注意语法点：
  - 3、格式控制符：
  - 4、调试技巧：
  - 5、代码风格：
  - 6、实例：
- 二、数据类型：
- - 1、整型
  - - 概念：
    - 语法：
    - 注意：
    - 整型的修饰符：
    - 整数的存储方式：
    - 整型输出：
  - 2、浮点型（实型）：
  - - 概念：
    - 分类：
    - 浮点数的存储：
    - 注意：
  - 3、字符类型：
  - - 注意：
  - 4、字符串：
  - - 形式一数组（可读，可写）：（存储）
    - 形式二指针（只读）：（指向）
  - 5、布尔类型：
  - - 概念：
    - 布尔类型的大小：
  - 6、常量与变量：
  - - 概念：
    - 常量类型：
  - 7、标准输入：
  - - 概念：
    - 实例：

一、标准输出（格式化输出）：

1、概念：

屏幕（终端）对应的就是标准输出的设备文件，如果往该文件中输出内容则可以成为标准输出。

printf();

2、注意语法点：

% 必须有的，格式化的开头标记
对齐的方式， -向左对齐（空格在右），如果没有则是向右对齐（空格在左）
m.n m指的域宽（需要的字符数）， n 指的是精度（默认精度为6）m 的值如果比实际数据小则按实际输出，反之则用空格来填补
l 指的是 long 表示长整型
h 指的是短整型

3、格式控制符：

十进制的整型： %d %md %ld %u （无符号） %lu
八进制： %o %#o # --> 输出进制的符号
十六进制： %x %#x %#X
字符： %c
字符串： %s
单精度浮点： %f %.nf –> n 表示精度
双精度： %lf
长双精度： %Lf
地址： %p（字符串输出首字符地址）


printf("%d\n" , 0123 ); // 使用十进制的格式来输出一个八进制数据 0123 ‐‐>83
printf("%o\n" , 0123 ); // 使用八进制的格式来输出一个八进制数据 0123 ‐‐>12

以上语句中 \n 是一个换行符，说明是一行的结束

标准输出文件中默认使用缓冲，也就是当遇到 \n 的时候会进行刷新缓冲区（把数据输出）
当打印语句后面没有换行符时，需要等待缓冲区被装满或者被别的语句刷新或则程序正常退出

4、调试技巧：

printf("%s‐‐%s‐‐%d\n" , __FILE__ , __FUNCTION__ , __LINE__ );
__FILE__ 文件名
__FUNCTION__ 函数名
__LINE__ 行号

5、代码风格：

缩进：凡是有代码块的地方必须用缩进，代码块指的是一对大括号 { } 代表一个代码块
空格：标点符号后面，一般加空格
空行：一般在不同的逻辑段落中间加空行
符号（变量）命名：尽可能顾名思义，避免使用无意义的字符，不可以使用关键字

6、实例：

int show_bmp(char * Bmp_Path)
{//打开LCDint fd_lcd = open("/dev/fb0", O_RDWR);if (-1 == fd_lcd){perror("open lcd error");return -1;}//内存映射int * p = (int *)mmap( NULL, //由系统自动分配地址800*480*4, //映射区域大小(文件大小) 宽800*高480*LCD一个像素点4字节PROT_READ | PROT_WRITE, // 映射区域可被读取 映射区域可被写入MAP_SHARED , // 对应射区域的写入数据会复制回文件内fd_lcd, //需要映射的文件的文件描述符0); //偏移量if ( MAP_FAILED == p ) // 判断映射是否成功{perror("mmap error");return -1;}//打开BMP图片int fd_bmp = open(Bmp_Path, O_RDWR);if (-1 == fd_bmp){perror("open bmp error");return -1;}
}

这段代码的功能是显示BMP图片。首先打开LCD设备，然后进行内存映射，接着打开BMP图片文件，最后将BMP图片数据写入到LCD设备的内存中。

二、数据类型：

1、整型

概念：

表示整数类型的数据

语法：

int a = 123 ;

在这里插入图片描述

注意：

整型在 32位系统以及64位系统中都占用 4字节
取值范围

getconf INT_MAX
2147483647
getconf INT_MIN
‐2147483648

整型的修饰符：

short 短整型，用于修饰整型的尺寸变为原本的一半，减少内存的开支，缩小取值范围
long 长整型，用于修饰整型的尺寸使其尺寸变大（取决与系统），增加内存开支，扩大取值范围
long long 长长整型，用于修饰整型的尺寸使其尺寸变大（取决与系统），增加内存开支，扩大取值范围（在64位系统中 long与 long long的大小一致）
unsigned 无符号整型，用来修饰整型并去掉符号位，使得整型数据没有负数，可以提正整数的取值范围（0 -4294967295）
整型数据在二进制存储时最高位（第31位）表示符号位，如果为1 则表示负数反之则表示正数

整数的存储方式：

原码：正整数是直接使用原码进行存储的，比如100这个正整数，则直接把100 转换成二进制直接存储。100 --> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0100
补码：负数则是使用补码来存储，补码 = 原码的绝对值取反+ 1 取反加1时符号位不变

比如 -100 ：
100 --> 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0100
取反-> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 1011
加1 --> 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1001 1100

溢出：当超过取值范围时则会编程相邻的最小值/最大值

整型输出：

int c = 100;
printf("十六进制：%#x\n" , c );
printf("十进制：%d\n" , c );
printf("八进制：%#o\n" , c );// 输出结果
十六进制：0x64
十进制：100
八进制：0144

sizeof运算符，用于计算变量/类型的大小

int a = 123 ;
sizeof(int);
sizeof(a);
//注意括号内部可以写变量类型， 也可以写变量名

2、浮点型（实型）：

概念：

用来表达一个实数的数据类型

分类：

单精度浮点型 float , 典型尺寸 4 字节双精度浮点型 double , 典型尺寸 8 字节长双精度 long double ，典型尺寸 16 字节占用的内存越多则精度越高

浮点数的存储：

IEEE 浮点标准采用如下形式来表示一个浮点数
在这里插入图片描述

注意：

float f = 3.14; // 浮点数3.14 通过以上公式计算得到的二进制码被存放与内存f中
printf("f:%f\n" , f ); // 使用浮点的计算方法来解析内存f中的值(二进制)
printf("d:%d\n" , f );// 直接使用整型的计算方法来直接解析内存f 中的值 (二进制)

所有的数据都会被转换成二进制进行存储，如果想到的到正确的数据，必须使用正
确的理解方式（类型），来解析二进制数据。

3、字符类型：

char c = 'K';

申请一片内存并且命名为 c
确定内存的大小为 char （1字节）
把字符‘K’的ASCII码值转换为二进制，并存储到该内存中
计算机中存储的所有数据都是以二进制的形式存在的，因此字符必须映射某一个数字才能够被存放到计算机中，这个映射的表就成为 ASCII 表，可以使用man手册来查看：

char c = '1' ;
printf("字符：%c\n",c); // 以字符的形式来解析内存 c 的内容得到 对应的字符 1
printf("整型ASCII值：%d\n",c); //以十进制整型来解析内存c 的内容 ，得到1多对应的ASCII值

在这里插入图片描述

注意：

字符实质上是一个单字节的整型，因此支持所有整型的操作

char k = 'H' ;
printf("%c\n" , k + 1 );
printf("%c\n" , k ‐ 1 );

在这里插入图片描述

4、字符串：

字符串的表现形式有两种：

形式一数组（可读，可写）：（存储）

char s1 [] = "Hello" ; //使用一个数组来存放字符串 "Hello"

以上语句其实是把一个字符串常量 “Hello” ，复制到数组 s1 所代表的内存当中
在这里插入图片描述

形式二指针（只读）：（指向）

char * s2 = "Even"; // 使用一个指针来指向常量字符串

在这里插入图片描述

#include <stdio.h>
char s1[]="Hello";
char *s2="gee";
int main(int argc,char const *argv[]){printf("%s %s\n",s1,s2);return 0;
}

在这里插入图片描述

5、布尔类型：

概念：

布尔类型用来表示真/假（非零则真）
真： true
假： false
注意在使用布尔类型是需要包含他的头文件： <stdbool.h>

bool a = 1 ; // 真
bool a = 0 ; // 假
bool a = true // 真
bool a = false // 假

一般布尔类型的变量，可以用于逻辑判断比如 if / while ，或者用于函数的返回值。

布尔类型的大小：

bool a = true ;printf("sizeof(bool):%ld \n ",sizeof(bool) );
printf("sizeof(a):%ld \n ",sizeof(a) );
printf("sizeof(true):%ld \n ",sizeof(true) );
printf("sizeof(false):%ld \n ",sizeof(false) );
printf("false:%d \n ",false );
printf("true:%d \n ",true );//运行结果：
sizeof(bool):1
sizeof(a):1
sizeof(true):4
sizeof(false):4
false:0
true:1

在这里插入图片描述

sizeof在C语言中是一个关键字，用于获取对象或类型的存储大小。

在C语言编程中，sizeof是一个非常实用的操作符，它提供了一种计算变量、类型或者表达式在内存中所占用字节数的方式。这个操作符通常被用于优化内存使用，确保数据结构的对齐，以及执行其他与内存管理相关的任务。以下是具体介绍：

基本定义

概念理解： sizeof是一个单目运算符，它返回操作数的存储大小，单位是字节。重要的是要认识到sizeof不是函数，因此它的调用方式与函数不同，例如，可以使用形式sizeof int，而不必加上括号。
结果类型： sizeof的结果以size_t类型表达，这是一个无符号整数类型，足以表示任何对象的存储大小。

数据类型

基本数据类型： 当sizeof应用于基本数据类型时，如int、char或double，它返回该类型在内存中的字节数。这些大小可能根据不同的系统架构而有所不同。
复合数据类型： 对于数组、结构体和联合体等复合类型，sizeof能够提供整个数据的内存占用大小。这包括所有成员的总和，以及可能的填充字节，以满足特定的内存对齐要求。

特殊场景

指针与数组： 尽管指针和数组在某些操作中表现相似，但它们的sizeof结果却大不相同。数组的名称在大多数情况下代表整个数组的大小，而指针仅代表指针本身的大小的字节数。
函数与参数： 当sizeof应用于函数时，由于函数类型在C语言中被视为不完全类型，因此结果通常是不准确的。同样，当数组作为函数参数传递时，它们会退化为指针，此时sizeof将返回指针的大小而非数组本身的大小。

应用案例

动态内存分配： 在利用malloc或相似函数进行动态内存分配时，sizeof帮助确定需要分配的内存量，从而避免内存溢出或浪费。
数据验证： 通过比较预期的数据结构大小与实际计算的sizeof结果，可以检测数据结构的配置错误或内存对齐问题。

注意事项

编译器相关： 不同的编译器和不同的目标系统可能对同一数据类型提供不同的大小。程序员在使用sizeof时应考虑到这一点，特别是在写跨平台代码时。
使用误区： 由于sizeof不是一个函数，因此不应在其后面加上函数调用所需的括号。虽然加上括号在某些情况下仍然合法，但这可能会导致混淆。
综上所述，sizeof在C语言中的应用非常广泛，从简单的数据类型检查到复杂的内存管理任务，都是一个不可或缺的工具。掌握其细节能够帮助开发者更好地优化程序性能和资源使用。

6、常量与变量：

概念：

不可以被改变的内存，被称为常量，可以被改变的内存则成为变量

int a = 100 ; // a是一个变量， 而 100 则是常量
float f = 3.1415; // f 是一个变量， 而 3.1415 则是常量
char s1[] = "abcdefg" ; // s1 是一个变量 , 而"abcdefg" 则是常量 （字符串常量）

常量类型：

100 ：整型常量
100L : 长整型 long
100LL : 长长整型 long long
100UL : 无符号的长整型 unsigned long
3.14 : 编译器默认升级为双精度浮点型
3.14L : 长的双精度浮点型
‘a’ : 字符常量
“Hello” : 字符串常量（指针 char * ）

7、标准输入：

概念：

标准输入一般指的是键盘的设备文件，从键盘获取数据就成为标准输入

//头文件：
#include <stdio.h>
scanf( ); // 扫描键盘 （格式化输入数据 ‐‐> 从键盘中获得指定类型的数据）
//函数原型：
int scanf(const char *format, ...);
//参数分析：
//format ‐‐> 格式化
//... ‐‐> 省略号 , 根据format 所写的格式控制符，对应一个内存地址
//返回值：
//成功 返回具体获取到的项目数
//失败 返回0
getchar( ) ; // 获取一个字符 （默认从标准输入文件中获取）
//函数原型：
int getchar(void);
//参数：
//无
//返回值：
//成功 返回一个ASCII值， 代表获得的字符 （unsigned char ）
//失败 返回 EOF 也就是 ‐1

#include <stdio.h>int main(int argc, char const *argv[])
{
int num = 0;
char c = '0';
// & 取地址符号 ， 获得 内存 num 的地址
int ret_val = scanf("%d", &num );
while(getchar() != '\n'); // 清空 由 scanf 所留在缓冲区的内容
// 如果不清空有可能会导致下一次使用标准输入缓冲区异常（有上一次的数据没有被读取）printf("返回值：%d , 获取的数据为：%d\n" , ret_val , num );ret_val = scanf("%c", &c );
while(getchar() != '\n'); // 清空 由 scanf 所留在缓冲区的内容
printf("返回值：%d , 获取的数据为：%c\n" , ret_val , c );printf("EOF:%d\n" , EOF ); //EOF 实际上是一个值为‐1 的宏return 0;
}

实例：

在这里插入图片描述
注意：
如果以后需要从标准输入中获取数据得到乱码或未知数据，则可以尝试使用getchar
进行清空再获取。

C语言基础

一、标准输出（格式化输出）：

1、概念：

2、注意语法点：

3、格式控制符：

4、调试技巧：

5、代码风格：

6、实例：

二、数据类型：

1、整型

概念：

语法：

注意：

整型的修饰符：

整数的存储方式：

整型输出：

2、浮点型（实型）：

概念：

分类：

浮点数的存储：

注意：

3、字符类型：

注意：

4、字符串：

形式一 数组（可读 ，可写）：（存储）

形式二 指针 （只读）：（指向）

5、布尔类型：

概念：

布尔类型的大小：

6、常量与变量：

概念：

常量类型：

7、标准输入：

概念：

实例：

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形式二指针（只读）：（指向）