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C 语言知识整理

2019年C语言程序设计课程讲义资料

Author: L. Jiang

Email: [email protected]

第1章 程序设计基础知识

  1. 什么是计算机语言？
  2. 什么是程序？
  3. 什么是程序设计？
  4. 什么是算法？
  5. 流程图
  6. 结构化程序设计方法
    • 三种基本结构
      • 顺序
      • 选择
      • 循环
  7. 程序设计的风格

第2章 C语言概述

  1. C语言基本结构

    #include <stdio.h>

int main()
{
    return 0;
}

  2. 预处理指令

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

int is_prime(int n)

  3. 变量声明

    int a;

  4. 函数声明

    int max(int x, int y)
{
    ....
}

  5. 变量名、函数名等标识符命名规则

    • 由字母（包括大写字母、小写字母）、下划线和数字组成。其中标识符的第一个字符不可以为数字。
    • 标识符命名区分大小写。例如：age 和 Age 为两个不同的标识符。
    • 标识符不可以与保留字同名：例如：int 是C语言整数类型的类型名称，那么在定义标识符时就不可以再使用 int 作为标识符。

  6. 关键字（也叫保留字）

    关键字（也叫保留字）是C语言预定义好的字符序列，是C语言一个重要的组成部分。

    C语言常用的关键字如下：

    auto break case char const continue default do double else
float for goto while inline int long register return short
signed static struct switch typedef union unsigned void

  7. ...

第3章 数据类型与运算规则

重点： 数据类型；十进制、二进制、八进制、十六进制互相转换；二进制原码、反码、补码；自增、自减

第4章 顺序结构程序设计

  1. 基本输入输出语句

    • 输入

      格式：scanf("格式化输入控制符", &变量名);

      样例：scanf("%d", &n);

    • 输出

      格式：printf("格式化输出控制符", 常量、变量或表达式);

      样例：printf("%d", n);

    • 格式化输入输出控制符

      格式字符 对应数据类型 含义
      %d int 接受整数值并将它表示为有符号的十进制整数
      %5d int 举例为%5d，输出整数占5位，不够五位就在前面补空格。
      %05d int 举例为%05d，输出整数占5位，不够五位就在前面补0。
      %u unsigned int 无符号10进制整数
      %o unsigned int 无符号的8进制整数（不输出前缀0）
      %x unsigned int 无符号16进制整数
      %ld long 十进制的长整数
      %f float 小数点形式表示的单精度浮点数
      %.2f float 输出小数点后保留2位
      %5.2f float 举例为 %5.2f 表示输出一共占5位，其中小数点后保留2位
      %lf double 小数点形式表示的双精度浮点数
      %.2lf double 输出小数点后保留2位
      %5.2lf double 举例为 %5.2f 表示输出一共占5位，其中小数点后保留2位
      %e double 科学计数法表示的数
      %c char 输出一个字符
      %s 输出一个字符串

    | %p | | 输出一个指针的值，即内存地址。 |

  2. ...

第5章 选择结构程序设计

01 选择结构

  1. if 结构

    if (表达式)
{
	语句块
}

  2. if - else 结构

    if (表达式)
{
	语句块1
}
else
{
	语句块2
}

  3. if - else if - else 结构

    if (表达式1)
{
	语句块1
}
else if (表达式2)
{
	语句块2
}
else if (表达式3)
{
	语句块3
}
else
{
	语句块n
}

  4. switch - case 结构

    switch(表达式)
{
	case E1:
		语句组1; break;
	case E2:
		语句组2; break;
	...
	case En:
		语句组n; break;
	default:
		语句组; break;
}

第6章 循环结构程序设计

02 循环结构

  1. while 结构

    while (表达式)
{
    语句块
}

  2. do - while 结构

    do
{
    语句块
} while (表达式);

  3. for 结构

    for (初始; 条件; 自增)
{
    语句块(循环体)
}

03 循环嵌套

while (条件1)
{
    while (条件2)
    {
        语句块
    }
    语句块
}
while (条件1)
{
    do
    {
        语句块
    } while (条件2);
    语句块
}
for (初始; 条件; 自增)
{
    for (初始2; 条件2; 自增2)
    {
        ....
    }
    ....
}

04 continue 和 break

  1. continue;

    跳回到最近的循环的自增

  2. break;

    结束最近的循环

第7章 数组

7.1 一维数组

  1. 一维数组的定义

    类型 数组名[常量表达式];

    例如：int a[100];

  2. 一维数组取值和赋值

    c = a[0]; 表示取出 a 数组中下标为 0 的数值赋值给变量 c .

    a[0] = c; 表示取出变量 c 中的值赋值给 a 数组中下标为 0 的单元。

    注意： C 语言中数组的下标是从 0 开始的。也就说，如果一个数组声明为：int a[5]; 那么这里面可以使用的下标就为：0, 1, 2, 3, 4

  3. 一维数组的初始化

    int a[5] = {1,2,3,4,5};

  4. 一维数组的应用之寻找最大值

    include <stdio.h>

int main()
{
    int n, i, m;
    int a[100];

    /* 输入n，表示一共有n个整数。 */
    scanf("%d", &n);

    /* 接下来输入n个整数到a数组中去。 */
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &a[i]);
    }

    /* 假设 a[0] 为数组中最大的。 */
    m = 0;
  
    /* 依次拿数组中值和假设的最大值位置比较，如果找到更大的，则替换假设最大值位置。 */
    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        if (a[i] > a[m])
        {
            m = i;
        }
    }

    /* 输出最大值位置和最大值。 */
    printf("a[%d] = %d\n", m, a[m]);
    return 0;
}

  5. 一维数组的应用之选择排序

    #include <stdio.h>

int main()
{
    int n, i, m, t, left;
    int a[100];

    /* 输入n，表示一共有n个整数。 */
    scanf("%d", &n);

    /* 接下来输入n个整数到a数组中去。 */
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &a[i]);
    }

    /* 不断缩小寻找最大值的范围。每次范围为：[left ~ n - 1] */
    for (left = 0; left <= n - 2; left++)
    {
        /* 假设 a[left] 为数组中最大的。 */
        m = left;

        /* 依次拿数组中值和假设的最大值位置比较，如果找到更大的，则替换假设最大值位置。 */
        for (i = left + 1; i < n; i++)
        {
            if (a[i] > a[m])
            {
                m = i;
            }
        }

        /* 交换 a[left] 和 a[m] */
        t = a[left];
        a[left] = a[m];
        a[m] = t;
    }
    

    /* 输出排序后的数组 */
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

7.2 二维数组

  1. 二维数组的定义

    类型 数组名[常量表达式1][常量表达式2];

    例如：int a[3][4]; 表示一个 3 行 4 列的数组。

  2. 二维数组的取值和赋值

    a[0][1] = 5; 元素赋值

    c = a[0][1]; 元素取值

  3. 二维数组的初始化

    int a[2][3] = {
    {1,2,3},
    {4,5,6}
};

7.3 多维数组

7.4 字符数组和字符串

  1. 字符数组的定义

    char c[100];

  2. 字符数组初始化

    char c[10] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

    char c[10] = "Hello";

  3. 字符串和字符数组

    C 语言中没有字符串类型，字符串是通过字符数组来存储的。那么在存储中，通过增加一个 \0 的标记位表示字符串在字符数组中存储的结束标记。

  4. 字符数组元素的取值和赋值

    char c[10] = "Hello";
char v;
v = c[0]; /* 取出 c 中下标为 0 的值，并赋值给 v， 这时 v 为 'H'*/
c[0] = 'A'; /* 向 c 中下标为 0 的位置赋值 'A'，这时字符串变为 "Aello" */

  5. scanf 输入字符串

    char str[100];
scanf("%s", str);

    scanf 在输入时是会被空格截断的，也就是说如上代码输入时是 hello world ，因为中间有一个空格，scanf 只会读取第一段 hello

  6. printf 输出字符串

    printf("%s\n", str);

  7. 字符串处理函数

    • gets() 按行读取字符串
    • puts() 输出字符串
    • strlen() 计算字符串长度
    • strcmp() 字符串比较函数。根据两个参数的小于、等于、大于关系返回 负数、0、正数
    • strcpy() 字符串拷贝函数，将参数中第二个拷贝给第一个。
    • strcat() 字符串拼接

第8章 函数

  1. 函数的定义

    int max(int a, int b)
{
    if (a > b)
    {
        return a;
    }
    else
    {
        return b;
    }
}

  2. 递归函数

    int sum(int n)
{
    if (0 == n)
    {
        return 0;
    }

    return sum(n - 1) + n;
}

    递归调用函数求 $1 + 2 + 3 + \dots + n$

    #include <stdio.h>

int sum(int n)
{
    if (0 == n)
    {
        return 0;
    }

    return sum(n - 1) + n;
}

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    printf("%d\n", sum(n));
    return 0;
}

    递归调用函数求 $1 + 2 + 3 + \dots + n$ （简化版）

    #include <stdio.h>

int sum(int n)
{
    return 0 == n ? 0 : sum(n - 1) + n;
}

int main()
{
    int n;
    scanf("%d", &n);
    printf("%d\n", sum(n));
    return 0;
}

第 9 章

  1. 指针的声明

    int *p;

  2. 指针的使用

    #include <stdio.h>


int main()
{
    int a;
    int *p;

    a = 1;
    p = &a;
    printf("&a = %p\n", &a);
    printf(" p = %p\n", p);
    printf(" a = %d\n", a);
    printf("*p = %d\n", *p);

    *p = 10;
    printf(" a = %d\n", a);
    printf("*p = %d\n", *p);    

    return 0;
}

  3. 指针应用之交换变量值

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void swap(int *pa, int *pb)
{
    int t;
      t = *pa;
    *pa = *pb;
    *pb =  t;
}

void sort(int *pa, int *pb, int *pc)
{
    if (*pa > *pb) swap(pa, pb);
    if (*pa > *pc) swap(pa, pc);
    if (*pb > *pc) swap(pb, pc);
}

int main()
{
    int a, b, c;
    scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
    sort(&a, &b, &c);
    printf("%d %d %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

  4. ...