C语言入门到精通(一)

gcc编译器

gcc是linux中c语言最常用的编译器

gcc工作步骤

1. 处理所有预处理指令

2. 把第一步的结果翻译成计算机认识的格式（编译,汇编）

3. 把第二步的结果合并成 可执行文件（链接）

gcc 选项

• -E 只处理预处理指令

• -c 只完成预处理，编译，汇编工作，生成.o 目标文件

• -o 指定生成的输出文件名为 file

• -std=c89 决定用哪个版本来编译

  ​ -std=c99

  ​ 默认c89

• -Wall 显示警告信息

1预处理：gcc -E hello.c -o hello.i
2
3编  译：gcc -S hello.i -o hello.s  
4
5汇  编：gcc -c hello.s -o hello.o
6
7链  接：gcc    hello.o -o hello //生成 hello 二进制可执行文件
8
9可以直接 gcc -c hello.c  //生成 hello.o 

注释

//叫行注释，注释的内容编译器是忽略的，注释主要的作用是在代码中加一些说明和解释，这样有利于代码的阅读

/**/叫块注释

块注释是C语言标准的注释方法

行注释是从C++语言借鉴过来的

c程序文件说明

c语言程序中以.c扩展名的叫源文件

c语言程序中以.h扩展名的叫头文件

include头文件包含

​ #include的意思是头文件包含，#include <stdio.h>代表包含stdio.h这个头文件

​ 使用C语言库函数需要提前包含库函数对应的头文件，如这里使用了printf()函数，需要包含stdio.h头文件

​ 可以通过man 3 printf查看printf所需的头文件

#include< > 与 #include ““的区别：

< > 表示系统直接按系统指定的目录检索

"” 表示系统先在 "” 指定的路径(没写路径代表当前路径)查找头文件，如果找不到，再按系统指定的目录检索

main函数

一个完整的C语言程序，是由一个、且只能有一个main()函数(又称主函数，必须有)和若干个其他函数结合而成（可选）。

main函数是C语言程序的入口，程序是从main函数开始执行。

{} 括号，程序体和代码块

{}叫代码块，一个代码块内部可以有一条或者多条语句

C语言每句可执行代码都是";“分号结尾

所有的#开头的行，都代表预编译指令，预编译指令行结尾是没有分号的

所有的可执行语句必须是在代码块里面

基本编码规范

1. 一行最多包含一条语句

2. 同级别的语句，最左列上下对齐

3. 尽量使用空格和空行让程序看起来更加舒服

标识符（变量名)

规则：

1. 第一个字母 英文或下划线开头
2. 第二个字母开始英文，数字，下划线
3. 大小写敏感
4. 标识符长度不限制，如果很长，计算机只截取一部分使用
5. 关键词不能作为标识符
6. 使用驼峰法 或 下划线分割

printf标准函数

占位符

1printf("%d",1); 
2%d  整数
3%p  地址

数字的存储，存储区，变量概念

程序中所有的数字都必须记录在内存中

内存由大量的字节构成，每个字节可以单独记录一个数字

每个字节有一个编号，不同字节的编号不同，这个编号叫做字节的地址，所有字节的地址从0开始向上递增

字节地址有前后方向，地址小的在前地址大的在后

可以把几个相邻字节合并成一个整体记录一个数字

可以把内存里用来记录一个数字的所有字节叫做一个存储区

一个存储区只能记录一种类型的数字

存储区也有地址，它的地址是它包含的字节中最前面那个字节的地址

C语言程序中用变量代表存储区，对变量的操作实际就是对它所代表存储区的操作

变量在使用之前必须首先声明

可以在同一条语句里声明多个同类型的变量

赋值语句

赋值语句可以向变量里放一个数字

赋值语句需要使用赋值操作符（=）

赋值操作符左边的内容必须可以代表一个存储区（左值），变量就是一种左值

赋值语句可以把右边的数字放倒左边的存储区里

可以在声明变量的时候立刻对变量进行赋值，这叫做变量的初始化

C语言里所有变量都应该初始化

可以直接在程序中把变量当作数字使用，这个时候计算机会从变量里拿出数字，然后进行其他计算

变量名称即可以代表存储区，也可以存储区里的数字，有环境决定

存储区的地址也可以代表存储区

可以在变量名出前使用&得到存储区的地址

变量可以代表一个固定数字也可以代表一组数字

内存模型

寻址的最小单位 Byte 和 Byte 的最小单位 bit，1Byte = 8bit。

CPU 读写内存

CPU 在运作时，读取内存数据，首先要指定存储单元的地址。就是要确实读写哪段 数据。即要明确三件事。

• 存储单元的地址（地址信息）
• 器件的选择，读 or 写 （控制信息）
• 读写的数据 （数据信息）

地址总线

其中 CUP 通过地址总线要寻址，指定存储单元。可见地址总线上能传送多少个 不同的信息，CPU 就可以对多少个存储单元进行寻址。有 10 根地址总线，就能传送 10 位二进制数据，也就是 2 的 10 次方 。最小位 0，最大为 1023。

CPU 地址总线的宽带决定了 CPU 的寻址能力。

数据总线

CPU 与内存或其他器件时行数据传达是通过数据总线来进行的。8 根数据总线一次可以传送 8 位二进制数据。16 根数据总线一次可以传 2 个字节。 数据总线的宽度决定了 CPU 和外界的数据传输速度。

控制总线

CPU 对外部部件的控制时通过控制总线来进行的。 控制总线是个总称，控制总 线是有不同的控制线来集合的。有多少根控制总线，就意味着 CPU 提供了对外部器 件的多少种控制。

控制总线的宽带决定了 CPU 对外部部件的控制能力。

原码，反码，补码

 1计算机都是补存储，手机，电脑，服务器
 2原码，反码，补码  正数都是一样的
 3原码      反码      补码（用一字节表示）
 4+7      00000111  00000111 00000111
 5-7      10000111  11111000 11111001
 6+0      00000000  00000000 00000000
 7-0      10000000  11111111 00000000
 8负数补码转换成10进制数，最高位不动，其余位数取反加1
 9
10补码的补码就是原码
1111111001
1210000110
1310000111=-7
14
15
160000 0111   +7  
171000 0111  -7  //原码第一位0代表正书，1代表负数，第一位符号位     87
18负数的原码，  原码是 正数原码的取反，（不包含符号位）
19负数的补码 ＝   他的反码＋1   
20char  num= -17
210001 0001   +17的原码
221001 0001   －17的原码  
231110 1110   -17的反码
241110 1111  －17 的补码      EF  
25补码的运算速度 要快于 原码， 尤其是负数相关的。
26机器数的补码由原码得到，如果机器数是正数，则该机器数的补码与原码一样
27如果机器数是负数，则该机器数的补码是对它的原码（除符号位外）各位取反，并在????加1而得到的
28补码的补码就是原码

整数类型

注意：

​ 需要注意的是，整型数据在内存中占的字节数与所选择的操作系统有关。虽然 C 语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但 long 类型整数的长度不能短于 int 类型， short 类型整数的长度不能短于 int 类型。

​ 当一个小的数据类型赋值给一个大的数据类型，不会出错，因为编译器会自动转化。但当一个大的类型赋值给一个小的数据类型，那么就可能丢失高位。

%f和%lf会保留小数点后面多余的0，%g和%lg不会保留

sizeof

64位机器

1char size = 1
2short size = 2
3int size = 4
4long size = 8
5long long size = 8
6float size = 4
7double size = 8
8long double size = 16

 1#include <stdio.h>
 2
 3int main(void) {
 4
 5	 printf("char size = %ld\n",sizeof(char));
 6	 printf("short size = %ld\n",sizeof(short));
 7     printf("int size = %ld\n",sizeof(int));
 8	 printf("long size = %ld\n",sizeof(long int));
 9	 printf("long long size = %ld\n",sizeof(long long));
10	 printf("float size = %ld\n",sizeof(float));
11	 printf("double size = %ld\n",sizeof(double));
12	 printf("long double size = %ld\n",sizeof(long double));
13	 return 0;
14 }

浮点数的表示方法和范围

一个浮点数（Floating Point Number）由三个基本成分构成：符号（Sign）、阶码 （Exponent）和尾数（Mantissa）。 通常，可以用下面的格式来表示浮点数：

S | P | M

11.1234567 
2
3s是符号 : 0
4P 是阶:   8
5M 是0-1的数值  0.11234567 
6
70.11234567 * 10^8

1# 32位机器
2float   32位
3double  64位

浮点数类型分为单精度浮点类型和双精度浮点类型

单精度：float 4字节

双精度：double 8字节

程序中带小数点的数字默认是double

如果带小数点点数字后加f 代表这个是单精度

c语言里允许程序员扩展新的数据类型

这些新的数据类型叫复合数据类型

c99类型引入bool概念

这个类型里只包含0和1两个整数，0为假1为真

任何一个整数都可以当作布尔值 0为假其他都为真

 1#include <stdio.h>
 2
 3
 4int main(void){
 5
 6	float fvar = 0.1234567654321;
 7	printf("fvar = %.13f\n",fvar);
 8	double dvar = 0.1234567654321;
 9	printf("dvar = %.13f\n",dvar);
10	return 0;
11}
12
13// fvar = 0.1234567686915 精度丢失
14// dvar = 0.1234567654321

字符类型

1个字节

字符类型名称是char

字符类型包含256个不同的整数，每一个整数可以用来代表一个字符（例如’a’,’^‘等)

这些整数和字符可以互相替代

ASCII码表列出的所有整数和字符的对应关系

​ ‘a’ 97

​ ‘A’ 65

​ ‘0’ 48

ASCII 码表里所有小写英文字母是连续排列的，并且’a’ 对应的整数最小，字母’z’对应的整数最大（‘a’-‘z’中最大）

所有大写英文字母和阿拉伯数字也是连续排列的

1'd'-'a' == 3
2'D'-'A' == 3
3'3'-'0' == 3  

字符类型里的所有字符被分成两组，每组包含128个

其中一组字符和整数之间的对应关系在所有计算机上都一样，他们对应的整数范围从0开始到127为止

另外一组字符和整数之间的对应关系在不同计算机上可能不同，它们对应的整数有可能从-128到-1，

也有可能从128-255

特殊字符

1'\n' 换行字符
2'\r' 回车字符
3'\t' 制表符
4'\"' 代表字符"
5'\\' 代表字符\

 1#include<stdio.h>
 2
 3
 4int main(void){
 5
 6	char val = 'a';
 7	for(;val<='z';val++){
 8		printf("%c\t",val);
 9	}
10	return 0;
11}

常量(Constant)

常量是程序中不可改变的量，常以字面量(Literal)，或者宏(Macro)的方式出现。 主要 用于赋值或是参与计算,并且常量也是有类型的。

常量类型

整型常量

• 十进制表示、十六进制表示 、八进制表示

实型常量

• 小数形式
  • 由数字和小数点组成，必须有小数点。 例：4.23、0.15、.56、78.、0.0
• 指数形式
  • 以幂的形式表示，以字母 e 或 E 后跟一个以 10 为底的幂数
  • （1）字母 e 或 E 之前后必须要有数字。 （2）字母 e 或 E 后面的指数必须为整数，字母 e 或 E 的前后及数字之间不得有 空格。 默认是 double 型，后缀为"f"或"F"即表示该数为 float 型，后缀"l"或"L"表示 long double 型。

隐式转换

整型提升

char short int 等类型在一起运算时，首先提升到 int，这种现象叫作整型提升。整 型提升的原更换是符号扩充

混合提升

在进行运算时，以表达式中最长类型为主，将其他类型位据均转换成该类型，如：

(1)若运算中最大范围为 double，则转化为 double。(10e308)

(2)若运算中最大范围为 float 则转化为 float。（10e38）

(3)若运算中最大范围为 long long 则转化为 long long。（2的64次）

(4)若运算中最大范围为 int 则转化为 int。(2的32次)

(5)若运算中有 char short 则一并转化为 int。

赋值转化

整型和实型之间是可以相互赋值的。赋值的原则是，一个是加零，一个是去小数位。

 1#include <stdio.h>
 2
 3// 赋值转换
 4int main(void) {
 5
 6	int a = 5;
 7
 8	float b = 10.5;
 9	int aa = 5;
10	float bb = 10.5;
11	a = b;
12	printf("a = %d\n",a);
13        bb = aa;
14	 printf("bb = %f\n",bb);
15	return 0;
16}
17//a = 10
18//bb = 5.000000

隐式转化规则

有低到高

char、short -> int -> long -> long long -> float -> double

浮点数比较

加上0.000001这样的值去比较，就认为是相等。

 1#include <stdio.h>
 2int main() {
 3	// double tmp = 0.3; 
 4	//0.3 0.7 坑 
 5	// printf("%d\n", (int)((tmp+0.00000001) *10)); 
 6	float a = 0.1; 
 7	if(a*10 >= 1.0 - 0.0000001 && a*10 <= 1.0+0.000001) { 
 8	  printf("===="); 
 9	}
10}