C语言学习【1】——了解基本语法

C 语言是一种通用的、面向过程式的计算机程序设计语言。

1.C程序结构

C Hello World 实例

C 程序主要包括以下部分：

1. 预处理器指令
2. 函数
3. 变量
4. 语句 & 表达式
5. 注释

实例：

// 是预处理器指令，告诉 C 编译器在实际编译之前要包含 stdio.h 文件
#include <stdio.h>
// 是主函数，程序从这里开始执行
int main()
{
    
    
   /* 我的第一个 C 程序，注释内容 */
   ///*...*/ 将会被编译器忽略
   printf("Hello, World! \n");
   //结束程序，并返回0
   return 0;
}

2.C基本语法

2.1 C的令牌

C 程序由各种令牌组成，令牌可以是关键字、标识符、常量、字符串值，或者是一个符号。

2.2 分号

在 C 程序中，分号是语句结束符。也就是说，每个语句必须以分号结束。它表明一个逻辑实体的结束。

2.3 注释

C 语言有两种注释方式：
// 单行注释
/* */ 这种格式的注释可以单行或多行。
注意：不能在注释内嵌套注释，注释也不能出现在字符串或字符值中。

2.4 标识符

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C 标识符是用来标识变量、函数，或任何其他用户自定义项目的名称。一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始，后跟零个或多个字母、下划线和数字（0-9）。
注意：C 是区分大小写的编程语言

2.5 关键字

即保留字。这些保留字不能作为常量名、变量名或其他标识符名称。

2.6 C空格

只包含空格的行，被称为空白行，可能带有注释，C 编译器会完全忽略它。
在 C 中，空格用于描述空白符、制表符、换行符和注释。空格分隔语句的各个部分，让编译器能识别语句中的某个元素（比如 int）在哪里结束，下一个元素在哪里开始。

fruit = apples + oranges;   // 获取水果的总数

fruit 和 =，或者 = 和 apples 之间的空格字符不是必需的，但是为了增强可读性，您可以根据需要适当增加一些空格。

3. C数据类型

在 C 语言中，数据类型指的是用于声明不同类型的变量或函数的一个广泛的系统。变量的类型决定了变量存储占用的空间，以及如何解释存储的位模式。

3.1 C 中的类型可分为以下4类

1. 基本类型：是算术类型，包括整数和浮点类型
2. 枚举类型：是算术类型，被用来定义在程序中只能赋予其一定的离散数值和变量
3. void类型：类型说明符 void 表明没有可用的值
4. 派生类型：指针类型，数组类型，结构类型，共用体类型，函数类型

数组类型和结构类型统称为聚合类型。
函数的类型指的是函数返回值的类型。

3.2 标准整数类型的存储大小和值范围的细节

注意：各种类型的存储大小与系统位数有关，但目前通用的以64位系统为主。
为了得到某个类型或某个变量在特定平台上的准确大小，您可以使用 sizeof 运算符。表达式 sizeof(type) 得到对象或类型的存储字节大小。
printf(“int 存储大小 : %lu \n”, sizeof(int));

3.3 标准浮点类型的存储大小、值范围和精度的细节

实例将输出浮点类型占用的存储空间以及它的范围值：

#include <stdio.h>
#include <float.h>
//头文件 float.h 定义了宏，在程序中可以使用这些值和其他有关实数二进制表示的细节
int main()
{
    
    
   printf("float 存储最大字节数 : %lu \n", sizeof(float));
   printf("float 最小值: %E\n", FLT_MIN );
   printf("float 最大值: %E\n", FLT_MAX );
   printf("精度值: %d\n", FLT_DIG );
   
   return 0;
}
//%E 为以指数形式输出单、双精度实数
//在 Linux 上编译并执行上面的程序时，它会产生下列结果
float 存储最大字节数 : 4 
float 最小值: 1.175494E-38
float 最大值: 3.402823E+38
精度值: 6

3.4 void类型
void 类型指定没有可用的值

4. 变量

• 变量其实只不过是程序可操作的存储区的名称。C中每个变量都有特定的类型，类型决定了变量存储的大小和布局，该范围内的值都可以存储在内存中，运算符可应用于变量上。
• 变量的名称可以由字母、数字和下划线字符组成。它必须以字母或下划线开头。大写字母和小写字母是不同的，因为 C 是大小写敏感的。

基本类型：

C 语言也允许定义各种其他类型的变量，比如枚举、指针、数组、结构、共用体等。

4.1 变量的定义

变量定义就是告诉编译器在何处创建变量的存储，以及如何创建变量的存储。变量定义指定一个数据类型，并包含了该类型的一个或多个变量的列表。
type variable_list;

type 必须是一个有效的 C 数据类型，可以是 char、w_char、int、float、double 或任何用户自定义的对象，variable_list 可以由一个或多个标识符名称组成，多个标识符之间用逗号分隔。

例子：

int    i, j, k;
char   c, ch;
float  f, salary;
double d;

变量可以在声明的时候被初始化（指定一个初始值）。初始化器由一个等号，后跟一个常量表达式组成：
type variable_name = value;

例子：

extern int d = 3, f = 5;    // d 和 f 的声明与初始化
int d = 3, f = 5;           // 定义并初始化 d 和 f
byte z = 22;                // 定义并初始化 z
char x = 'x';               // 变量 x 的值为 'x'

不带初始化的定义：带有静态存储持续时间的变量会被隐式初始化为 NULL（所有字节的值都是 0），其他所有变量的初始值是未定义的。

4.2 变量的声明

变量声明向编译器保证变量以指定的类型和名称存在，这样编译器在不需要知道变量完整细节的情况下也能继续进一步的编译。

变量声明只在编译时有它的意义，在程序连接时编译器需要实际的变量声明。

变量的声明有两种情况：

1、一种是需要建立存储空间的。例如：int a 在声明的时候就已经建立了存储空间。

2、另一种是不需要建立存储空间的，通过使用extern关键字声明变量名而不定义它。

例如：extern int a 其中变量 a 可以在别的文件中定义的。

3，除非有extern关键字，否则都是变量的定义。

extern int i; //声明，不是定义
int i; //声明，也是定义

如果需要在一个源文件中引用另外一个源文件中定义的变量，我们只需在引用的文件中将变量加上 extern 关键字的声明即可。

#include <stdio.h>
/*外部变量声明*/
extern int x ;
extern int y ;
int addtwonum()
{
    
    
    return x+y;
}

引用它：

#include <stdio.h>
  
/*定义两个全局变量*/
int x=1;
int y=2;
int addtwonum();
int main(void)
{
    
    
    int result;
    result = addtwonum();
    printf("result 为: %d\n",result);
    return 0;
}

4.3 C 中的左值（Lvalues）和右值（Rvalues）

C 中有两种类型的表达式：

1.左值（lvalue）：指向内存位置的表达式被称为左值（lvalue）表达式。左值可以出现在赋值号的左边或右边。

2.右值（rvalue）：术语右值（rvalue）指的是存储在内存中某些地址的数值。右值是不能对其进行赋值的表达式，也就是说，右值可以出现在赋值号的右边，但不能出现在赋值号的左边。

变量是左值，因此可以出现在赋值号的左边。数值型的字面值是右值，因此不能被赋值，不能出现在赋值号的左边。

5. 常量

常量是固定值，在程序执行期间不会改变。这些固定的值，又叫做字面量。

常量可以是任何的基本数据类型，比如整数常量、浮点常量、字符常量，或字符串字面值，也有枚举常量。

常量就像是常规的变量，只不过常量的值在定义后不能进行修改。

5.1 整数常量

整数常量可以是十进制、八进制或十六进制的常量。前缀指定基数：0x 或 0X 表示十六进制，0 表示八进制，不带前缀则默认表示十进制。

整数常量也可以带一个后缀，后缀是 U 和 L 的组合，U 表示无符号整数（unsigned），L 表示长整数（long）。后缀可以是大写，也可以是小写，U 和 L 的顺序任意。

5.2 浮点常量

浮点常量由整数部分、小数点、小数部分和指数部分组成。您可以使用小数形式或者指数形式来表示浮点常量。

当使用小数形式表示时，必须包含整数部分、小数部分，或同时包含两者。

当使用指数形式表示时， 必须包含小数点、指数，或同时包含两者。带符号的指数是用 e 或 E 引入的。

3.14159       /* 合法的 */
314159E-5L    /* 合法的 */
510E          /* 非法的：不完整的指数 */
210f          /* 非法的：没有小数或指数 */
.e55          /* 非法的：缺少整数或分数 */

5.3 字符常量

字符常量是括在单引号中，例如，‘x’ 可以存储在 char 类型的简单变量中。

字符常量可以是一个普通的字符（例如 ‘x’）、一个转义序列（例如 ‘\t’），或一个通用的字符（例如 ‘\u02C0’）。

在 C 中，有一些特定的字符，当它们前面有反斜杠时，它们就具有特殊的含义，被用来表示如换行符（\n）或制表符（\t）等。

5.4 字符串常量

字符串字面值或常量是括在双引号 “” 中的。一个字符串包含类似于字符常量的字符：普通的字符、转义序列和通用的字符。

可以使用空格做分隔符，把一个很长的字符串常量进行分行。

5.5 定义常量

在 C 中，有两种简单的定义常量的方式：
1.使用 #define 预处理器

#define identifier value

2.使用 const 关键字

可以使用 const 前缀声明指定类型的常量

const type variable = value;

注意：把常量定义为大写字母形式，是一个很好的编程实践。