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实际上#xff0c;整个第一个大章节的所有小节都是C语言基础语法#x…一、概述
为了更好的进行后续的课程避免出现老师我还没学过的东西你怎么直接用诸如此类疑问本小节就诞生了。
实际上整个第一个大章节的所有小节都是C语言基础语法作为这些基础语法中的又基础语法我给该小节起了一个名字——“C语言超基础语法”。
本小节主要涉及注释、函数、变量、printf函数等语法其中部分语法我们仅做简单了解后续小节会详细讲。
二、注释
**注释comment**对于任何编程语言来说都是基本概念C语言当然也不例外。
注释用于解释代码使得代码更容易被理解。注释会被编译器自动忽略所以任何注释都不会影响程序的输出或运行。C语言有两种类型的注释 单行注释。使用// 开头。从双斜杠开始直到该行结束的所有内容都会被视为注释。单行注释仅能使某一行成为注释。 代码块 1. 单行注释演示代码 // 这个函数用于计算两个整数的和
int add(int a, int b) {return a b; // 返回两个整数的和
}**多行注释也叫块注释。从/*“开始到”*/**结束中间的部分都属于注释。这种注释可以跨越多行。 代码块 2. 多行注释演示代码 /*
* 这是一个多行注释。
* 这里可以写很多行的解释和描述。
*/
int x 5; /* 这也是一个多行注释但多行注释尽量不要用于注释单行 */注释本身是一个简单的语法也不参与编译不影响程序执行基本是一个随意使用的语法。下面提一些小的注意事项
无论什么注释写在代码上面的注释总是为了解释下面的一句或者一段代码。单行注释通常用于解释一行代码或代码的一个小段。多行注释通常用于解释一个代码块、一个结构比如解释一个函数。不要嵌套多行注释。
注意事项 单行注释实际上直到C99才成为C语言的官方标准语法在较早的C标准中如C90单行注释并不是合法的C语言语法。所以如果你希望需要与旧版C标准兼容最好避免使用单行注释并使用多行注释来进行注释。但一般不需要我们前面提到过常用的C语言版本当中最旧的就是C99 多行注释推荐使用以下格式可读性会更好 代码块 3. 多行注释推荐形式 /*
* 有星号
* 有星号
* 有星号
*/不推荐下面的方式 多行注释不推荐形式 代码块 4. /*
没有星号
没有星号
没有星号
*/当然两种方式都是符合语法的即便用第二种方式也是完全正确的。 某些公司团队在写单行注释时会在**“//双斜杠”**后面加一个空格再写注释信息。但也可以不加这是根据个人或团队的编程风格和偏好而定的。 代码块 5. 单行注释的风格 // 这是一个单行注释后面有空格
int x 10;
//这是一个单行注释后面没有空格
int y 20;三、关键字与标识符
首先我们要明确C语言是严格区分大小写的编程语言。
关键字和标识符和注释一样也几乎是所有编程语言都有的概念。
关键字keyword在语法标准中规定的在代码中具有特殊意义和用途的一个单词我们称之为关键字。
标识符identifier在代码中肯定会出现诸如变量名、函数名等字符串这些字符串就是标识符。
简单来说关键字就是代码中具有特殊语法含义的单词而标识符就是代码中用于命名的字符串。
1. C语言常见关键字
C语言当中的常用关键字在C90版本就已经确定了一共有32个参考下列表格 表 1. C语言常见关键字-表格C90
常见关键字autodoubleintstructbreakelselongswitchcaseenumregistertypedefcharexternreturnunionconstfloatshortunsignedcontinueforsignedvoiddefaultgotosizeofvolatiledoifstaticwhile
除此之外C99新增了5个关键字但不太常用。 表 2. C99新关键字
_Bool_Complex_Imaginaryinlinerestrict
总结
C语言的关键字基本都是小写的英文单词它们都具有预定的特殊含义不能被程序员私自使用不能作为标识符。main函数的main字符串不是关键字只是一个普通的标识符。当然这是一个特殊的作为程序入口的函数名标识符。
2. 标识符的命名规范
标识符既然用于命名变量、函数等那么就一定需要遵循一些规则也就是命名规范。
对于C语言而言我们把标识符的命名规范又分为两部分
语法标准的强制要求约定要求更好的习惯要求
1.语法标准的强制要求
C语言标准中明确对标识符的命名做了以下强制要求
关键字不能作为标识符。首字符标识符的第一个字符必须是一个字母大小写都可以或下划线_。组成标识符可以由字母、数字或下划线组成。对大小写敏感。num和Num是两个完全不同的标识符。
补充
随着C语言的发展一些非英文字符也可以放入标识符当中了。比如下列代码是完全可以通过编译正常运行的 代码块 6. 使用中文作为标识符-演示代码
#include stdio.h
int main() {int 我 100;printf(%d, 我);return 0;
}这是因为很多现代的C语言编译器能够处理非英文字符从而允许它们作为标识符的组成。
但是这会带来一些问题
可读性的问题。一堆英文代码中出现非英文字符总是违和的。兼容性问题。跨平台运行时无法识别这些字符怎么办非英文字符经常会引起乱码问题。
总之C语言代码中的标识符禁止出现字母、数字以及下划线以外的字符。
2. 标识符命名的好习惯
基于以上强制要求的前提下标识符的命名还有一套约定俗成的好习惯。这些好习惯虽然不是语法层面上强制的但是我们要求大家必须遵守这些好习惯。
“C程序员的第一步养成一个好的标识符命名习惯”
好习惯实际上很多需要靠长久的学习、实践以及积累。但最起码的应该遵循以下原则
使用合法的英文单词除非迫不得已禁止使用汉语拼音特殊情况如baidu。**见名知意是标识符命名的核心原则。**标识符的目的是命名这个名字显然应该是一个描述性强的、易于理解的字符串。命名风格。如果出现多个单词保持所有单词字母小写然后用下划线分隔的方式以示区分。比如my_name、team_num等。
这里给出一些优秀的标识符命名范例以及一些反例请大家参考
标识符应当是一个有意义的名字见名知意。 优秀total_amount、student_name、calculate_tax反例a、b、z、x、y、z 使用下划线以增加可读性: 优秀load_file、user_name反例loadfile、username 不因由于缩写、简写导致歧义: 优秀file_name、product_list反例fn、pl …
后续随着学习的推荐我们会讲解更多标识符命名的好习惯遵循这些规范有助于代码的可读性和可维护性。
能把标识符写好体现的是一个程序员的内功这就是我们常说的**“好的代码是不需要过多注释的代码是自解释的。”**
补充驼峰命名法
在上面我们提到了下划线法的命名风格实际上在编程领域还有一种非常经典的命名法——驼峰命名法Camel Case。
1. 大驼峰命名法每个单词的首字母都大写包括第一个单词。如MyComputer、Name
2. 小驼峰命名法第一个单词首字母小写之后每个单词的首字母都大写。如myComputer、name驼峰命名的风格更多在具有面向对象特性的语言中流行比如C、C#、Java等。在C语言编程中虽然也可以使用这种命名风格但是
1. 一方面C语言的官方标准库中采取的也是全小写字母 下划线分隔的命名方式。官方的做法肯定是标准做法。
2. 另一方面在C语言的传统和约定中大写字母通常用于其他特定目的。比如宏定义和常量定义要求全部大写等。总之建议大家在进行C语言编程时涉及命名的如标识符、文件名等都使用全小写字母 下划线分隔的形式。在后续课程学习C时我们再考虑使用驼峰命名法。
下面这张图是一张在网络上广为流传的大厂程序员有关标识符命名的笑料图
图 1. 天猫付款页面报错
这是一个天猫商城结算时合并订单联合支付的场景。这里程序员使用了一个标识符UnionPay其中Union有联合的意思UnionPay表示联合支付。
但实际上UnionPay是一个专有名词它专指中国银联支付。
显然这里程序员不是甩锅中国银联而是错用了单词导致产生了误解这里使用CombinedPay会更合适的。
四、常量与变量
很少有程序会像HelloWorld案例一样简单。大多数程序总会涉及到一些计算计算就需要用到数据因此程序需要能够存储和表示数据。和大多数编程一样C语言中存储表示数据的方式即——常量与变量。其中
常量指的是在程序运行过程中取值绝不会发生改变的、甚至连改变可能性都没有的数据。变量指的是在程序运行过程中取值可以改变、具有改变可能性的数据。
1. 字面常量
在C语言当中字面常量是常量的类型之一。
代码中直接出现的像20.1这样的数字以及双引号引起来的hello world字符串等它们的取值可能改变吗
完全不可能所以它们就是常量被称为字面常量。
字面常量可以用于给变量赋值但它本身是不能赋值的。如 代码块 7. 字面常量的使用
int num 100;
// 2 3; 错误
// Hello World; 错误注意事项
在C语言中整数字面常量默认被视为int类型。例如5被视为int。浮点数字面常量则默认被视为double类型。例如3.14被视为double。这意味着在没有指定类型的情况下整数和浮点数字面值会按照这些默认类型来处理。一个浮点数字面值若希望被视为float需要在字面值后面加一个f。
2. 变量
在上面我们已经给变量下了一个定义但是一个比较抽象的概念定义。
为了让大家更好的理解变量我们可以从计算机内存的角度理解变量变量可以看成一个内存中存储数据的存储单元。
既然如此那么一个变量就应该具有以下三要素
为了方便程序员找到、使用这个存储单元这个存储单元应该起个名字。这就是变量名是标识符的一种。存储单元中存储的取值到底是多少如果不确定这一点变量毫无意义。这就是变量的取值。存储单元长什么样子在内存中占多少空间存储数据能存储什么数据这就是变量的数据类型数据类型决定了变量可以存储哪种类型的数据以及存储这种数据会占用多少内存空间等。
所以变量的三要素就是
变量名取值数据类型
1. 数据类型
数据类型的定义
数据类型是编程语言中用于规范变量或表达式的性质的一个抽象概念。它确定了所存储数据的形式、大小和布局并定义了可对该类型数据执行的操作集合。
这句话我们剥离本质得到数据类型的定义规定了一组合法的数据集合以及针对这组数据集合的合法操作。
数据类型 数据 操作。
在后续课程会详细讲解C语言的常用数据类型本小节就以int和float为例子来帮助大家理解一下这个概念。
int单词integer的缩写是C语言当中常用的整数类型。一般而言int类型的变量占用4个字节的内存空间加上C语言中的整数默认是有符号整数它的取值范围是**[-2^31, 2^31 - 1]**
除此之外int还规定了该变量可以做加减乘除等操作但显然没有求长度求重量这样的操作。
float单精度浮点数是C语言当中常用的浮点数类型。简单来说它可以存储带小数位的数比如0.1123.6-0.123等。浮点数通常遵循IEEE754标准float占用4个字节的内存空间。同时float类型的变量也可以执行加减乘除等操作当然也没有求长度求重量这样的操作。
2. 变量的声明
要想在程序中使用一个变量首先需要声明变量。声明变量的意义是确定变量的数据类型以及变量名。
局部变量的概念
在当下我们只会使用一种在函数内部定义的变量——局部变量(Local Variables)关于局部变量我们在后面还会详细讲解它。
目前你仅需要知道
1. 在C语言中函数内部定义的变量就是局部变量。
2. 在C语言中局部变量仅在定义它的{}内部生效。
3. 同一个{}内部不允许定义同名局部变量。我们今天讲解的变量的声明实际上是**“局部变量的声明”**。声明的语法实际上很简单 代码块 8. 声明变量语法
int length;
float width;第一条声明说明length是一个int类型变量可以存储整数值同时它还可以执行一些整型int可以执行的操作。
第二条声明说明width是一个float类型变量可以存储浮点数值同时它还可以执行一些浮点型float可以执行的操作。
从内存的角度来理解变量的声明(重要)
在一个C程序的编译阶段(程序未执行)当编译器编译到变量声明的语句时编译器会识别变量的类型、名字等属性。待到程序运行则会虚拟内存空间中为变量分配实际的空间。
对于一个局部变量而言它是没有默认值的如果不手动对它进行赋值那么它的值是随机的、未定义的。也就是说它的值究竟是多少谁也不知道。
所以在C语言中一个局部变量如果仅有声明是不可用的。使用一个仅声明的局部变量就是使用随机的、未定义的值将会产生随机的、未定义的行为。
未定义行为对C程序而言是非常严重的错误C程序员要十分小心规避程序中的未定义行为。
3. 变量初始化
仅声明的局部变量是不可用的在使用该局部变量之前还需要初始化局部变量。**变量的初始化可以视为第一次给变量赋值。**在C语言中某些变量类型在编译过程会被赋予默认零值具有默认初始化。但局部变量并没有默认初始化必须进行手动初始化赋值。
一个手动初始化的语法参考如下 代码块 9. 变量初始化语法
int length 100;
float width 0.1f声明是编译器为变量预分配了内存空间而变量初始化是在程序运行时给予了变量一个初始值。
4. 变量的赋值
给变量赋值最简单的做法就是用一个赋值运算符连接一个字面常量取值比如 代码块 10. 变量的赋值语法接上面
// 给int类型的变量length赋值为100
length 100
// 给float类型的变量width赋值为0.1注意float类型的浮点数常量需要后面加f
width 0.1f5. 声明、初始化、赋值和定义(重要)
在C语言中变量的声明、初始化、赋值和定义都有严格的定义它们是截然不同的几个概念。在这里我们做一下区分
变量的声明声明是给编译器看的告诉编译器变量的类型和名字等信息但变量的具体内存分配发生在运行时期。变量的初始化初始化是变量的第一次赋值。变量的赋值初始化一定是赋值但赋值不是初始化。C语言中的赋值专指在变量已经初始化赋值以后再次赋值。
变量的定义
1. 变量的定义是声明一个变量并且为之分配内存空间的组合动作。
2. 变量的定义意味着告诉编译器变量的类型和名称而且在程序运行时要确定给此变量分配内存空间。
3. 很多同学会被变量的定义这个概念搞混淆它和变量的声明有什么区别呢1. 实际上变量的定义一定是变量的声明。2. 但变量的声明不一定就是变量的定义。也就是说某些特殊的变量声明在程序运行时期不会为此变量分配内存空间。这里我们先挖个坑随后课程填坑6. 一行执行多个操作
C语言允许一行声明多个变量一行给多个变量赋值一行进行多个变量的初始化。参考下面代码 代码块 11. C语言一行操作多个变量
// 一行声明多个变量表示这些变量的数据类型一致但变量名不同
int height, length, width, volume;
float profit, loss;
// C语言允许一行给多个变量赋值前提是已声明
height 100,loss 100.1;
// C语言允许一行初始化多个变量这些变量声明一致所以数据类型一致
int a 8, b 12, c 10;这种一行执行多个操作好处是简化代码使得代码更紧凑。缺点是可读性不好有时也会影响程序的Debug调试。
3. 变量的使用
以上概念理解后我们就可以声明赋值或者初始化一个变量然后使用这个变量了。
基于int和float类型的变量我们可以执行一些运算操作比如 代码块 13. 变量的使用
int height 8;
int length 12;
int width 10;
// 计算体积
int volume height * length * width;4. 显示变量的取值
要想显示变量的取值目前我们的做法是使用printf函数将变量的取值打印在控制台上。这个函数显然不是我们定义的它来自C语言标准输入/输出库。
1. 预处理指令
细心的你应该早就发现了我们上面写得所有代码的第一行都有一条
1
#include stdio.h**在C程序当中该行代码被称之为预处理指令。**它的作用是为程序引入C语言标准输入/输出库的相关信息。
简单来说没有这一行代码代码当中的printf函数就不可用。
库Library一般简称lib在任何编程语言当中都是很重要的概念。它通常就是由预先定义的数据、数据结构以及操作等组成的集合使用者可以在不关心库内部设计细节的前提下直接使用库中的资源。库的存在加速了开发过程提高代码的可重用性和维护性。
在 C 语言中库指的是一组预编译的代码片段这些代码可以被用于执行特定的任务或者功能。
在C语言当中头文件(.h文件)是库的主要存在形式之一其中stdio.hstandard input/output缩写成stdio表示标准输入/输出库它是一种函数库包含但不仅限于以下内容
1. 预定义的函数操作printf 格式化输出scanf 格式化输入等。
2. 预定义流stdin标准输入流通常关联到键盘stdout标准输出流通常关联到终端或命令行窗口控制台等。不同编程语言的库肯定是不同的使用方式也大相径庭。那么在C语言当中如何使用库呢
使用预处理指令#include xxx.h
2. printf函数
printf实际上并不是一个单词而是词组print formatted的缩写意为格式化打印。这个函数的主要任务是按照指定的格式输出数据默认情况下是输出到控制台。在代码的首行使用对应预处理指令即可使用该函数。
该函数的具体使用后续课程还会专门讲解这里我们先讲两个基础的用法。
若想要显示一个int类型的数据可以用 代码块 14. printf显示整数数据
int num 100;
printf(num %d, num);其中**%d**是占位符它用来表示变量num的取值在前面字符串的位置。
上述代码运行的结果是
num 100
若想要显示一个float类型的数据可以用 代码块 15. printf显示浮点数数据
float num 0.1;
printf(num %f, num);此时占位符就需要使用**%f**。
在默认情况下%f会显示小数点后6位。也就是这段代码的结果是
num 0.100000
这在很多时候都不是我们想看到的如果希望指定保留p位小数位数可以把**“.p”**放在%和f的中间。
如希望保留两位小数位可以写 代码块 16. printf显示浮点数数据-保留2位小数
float num 0.1
printf(num %.2f, num);C 语言并没有限制printf可以显示变量的数量我们可以同时显示多个变量的值 代码块 17. printf输出多个变量值
int height 10,length 20, width 30;
printf(Height: %d Length: %d Width: %d\n, height, length, width);输出结果是
Height: 10 Length: 20 Width: 30
五、函数简介
关于函数后续会有专门的一个章节来详细讲解在这里我们先了解一些基础的使用。
1. 什么是函数
几乎所有的编程语言都有函数或方法的概念在C程序中函数尤为重要因为C程序就是函数的集合。
那么什么是函数呢
简单地说函数可以看作是一个程序的子程序一台大型机器中的“微型执行单元”
输入当你启动一个函数时你通常会传递给它一些数据这些数据被称为**“参数”**或“输入参数”。处理函数一旦接收到这些输入它会根据内部的指令和逻辑进行处理和运算。输出处理完成后函数通常会提供一个结果这就是我们所说的**“返回值”**。
如下图所示
图 2. 编程语言中的函数
这实际上就是函数的三个基本特征参数输入、功能执行以及输出返回值。
总之函数是C语言编程中的基本组成单位。它是一个代码块用于执行特定的任务可以接收参数并返回一个值。
C语言中的函数分类
在C语言中根据函数的来源函数可以分为两大类
1. **标准库函数**这些函数属于C语言的标准库例如 printf(), scanf(), sqrt() 等。为了调用这些函数必须首先引入相应的头文件。
2. **用户定义函数**由C程序员手动编写代码实现的函数。但不论是来源于标准库还是由用户自定义所有的函数在C语言中都遵循相同的基本原则和语法结构。
2. 函数的定义公式
通过上面的讲解我们可以总结一下函数的写法公式
代码块 18. 函数的定义公式
返回值类型 函数名(形参列表){// 函数体
}其中
函数的返回值类型就填一个数据类型比如我们上面提到的int和float。如果函数不需要返回值可以用void作为返回值类型。函数名是一个标识符遵循命名规则即可。函数名是函数的唯一标识这也是C语言比较特殊的地方。“(形参列表)“里的内容用于确定此函数需要什么参数数据输入。比如需要两个整数输入就写”(int a, int b)”。同时在大括号里面还可以用a和b来使用传入函数的参数数据。如果函数有返回值那么return 返回值会结束函数并给出函数的返回值。注意函数返回值要和函数定义时的返回值类型对应。
记住以下几个概念
**函数体**被{}包裹的就是函数体注意此大括号不可省略。函数体就是函数实现的具体逻辑函数做了什么。函数头身体上面的就是头包括返回值类型 函数名(形参列表)统称函数头。函数头是函数定义的起始部分。
3. 写一个自己的函数
定义一个函数求两个整数的和并将这个和返回。怎么写呢
如下 代码块 19. 自定义一个函数求和
// 定义了一个叫add的函数求两个整数的和
int add(int a, int b){return a b;
}4. 注意事项
在当前请大家把你自定义的函数写在main函数代码位置的上面。具体原因我们后续课程再讲。
5. 调用函数
上面我们已经自己定义好了一个add函数 那我们需要怎样来使用它呢 add函数能直接运行嘛
答案是不行的。
C程序的运行是从main函数开始的所以必须在主函数中调用其他函数此函数才能够执行。
add函数的签名是**“add(int a, int b)”**所以我们在调用它时需要传入两个整数作为参数代码如下 代码块 20. 函数调用语法
#include stdio.h
int add(int a, int b){return a b;
}
int main(void){int result;
// 在main函数中调用result add(2, 3);printf(result %d, result);return 0;
}程序最终运行的结果是
result 5
六、主函数
在C语言中主函数是一个特殊的函数比如下面一个main函数 代码块 21. 主函数的定义
int main() {printf(hello world!\n);
return 0;
}关于主函数我们需要知道以下几点
**主函数是程序的入口任何C程序的运行都是从主函数开始的。**C语言的这种设计在编程领域引领潮流被许多后来的编程语言采用例如C、Java、C#以及Go等。主函数在C程序执行时由操作系统自动调用main虽然不是关键字但此函数名是固定的不能被修改。int 是 main 函数的返回值类型表示该函数执行完毕后将返回一个整数值给操作系统。按照C语言标准main函数应返回int类型的值不要更改。我们约定main函数的返回值是0时表示程序正常终止非0则表示程序意外终止。return表示终止函数。而main函数是程序的入口函数终止它就意味着整个程序终止。
1. 关于main函数的形参
大家可以看到我们这里给出的main函数的定义为 代码块 22. 无参main函数-代码示例
int main() {// 函数体
}但相信很多同学会在书籍、博客等地方看到以下定义 代码块 23. void做形参的main函数-代码示例
int main(void) {// 函数体
}它们都用于定义C程序入口的主函数那么它们有什么区别呢
实际上就单纯的C语言环境而言它们是一样的。但在C当中两者是有区别的
int main()
1. 在C语言中这种写法表示主函数不接受任何参数数据。
2. **在C中它表示主函数可以接受任意数量和类型的参数这是C的独特之处。**int main(void)
在C和C中都明确表示主函数不接受任何参数。
综上所述我们给出以下结论和建议
单纯的C语言代码中二者没什么区别。但考虑到C程序经常在C编译器中编译运行所以如果你的代码是纯粹的C语言并且你明确知道 main 函数不应接收任何参数应该使用 int main(void)。这样做不仅符合C语言的标准还能消除任何关于函数参数的歧义特别是当你的代码在C编译器中编译时。在后续的课程中一个C语言的函数如果确定它不需要任何参数传入请使用(void)
关于main函数形参的补充
操作系统在调用main函数时是可以给main函数传参的这就是命令行参数。当然若想要在调用main函数时给main函数传参main函数的形参就不能再使用void了。
这是后续课程一个非常重要的知识点我们先挖个坑后续课程再讲。
