C语言零基础入门级数据类型+运算符+控制流
第一项 C语言-》数据类型全讲解上
【1】整型int
概念：表达整数类型的数据
语法：
int a = 123; // 定义了一个专门用来存储整数的变量a
需要注意的地方：
int 的本意是 integer，即整数的意思 int a 代表在内存中开辟一块小区域，称为 a，用来存放整数，a 一般被称为变量。 变量
a 所占内存大小，在不同的系统中是不一样的，64位系统典型的大小是4个字节。 变量 a
有固定的大小，因此也有取值范围，典型的范围是：-2147483648到2147483647
【2】整型修饰符short、long、unsigned
short：用来缩短整型变量的尺寸，减少取值范围并节省内存，称为短整型
long：用来增长整型变量的尺寸，增大取值范围并占用更多内存，称为长整型
long long：用来增长整型变量的尺寸，增大取值范围并占用更多内存，称为长长整型
unsigned：用来去除整型变量的符号位，使得整型变量只能表达非负整数
short int a; // 短整型
long int b; // 长整型
long long int c; // 长长整型
==unsigned int e; ==// 无符号整型
unsigned short int f; // 无符号短整型
unsigned long int g; // 无符号长整型
unsigned long long int h; // 无符号长长整型
使用整型修饰符后，关键字 int 可以被省略：
short a; // 短整型
long b; // 长整型
long long c; // 长长整型
unsigned e; // 无符号整型
unsigned short f; // 无符号短整型
unsigned long g; // 无符号长整型
unsigned long long h; // 无符号长长整型
【3】符号位
有符号的整型数据，首位为符号位，0表示正数，1表示负数。 无符号的整形数据，没有符号位。
编码形式：
原码：正数直接使用二进制来表达，比如a=100，在内存中是 00…001100100
补码：负数用绝对值取反加一来表达，比如a=-3，在内存中是11…1111111101 注意负数的补码在取反加一的时候，符号位是不动的
溢出：超过数据所能表达的范围，称为溢出，就像汽车里程表，最大值和最小值是相邻的
进制：源码中可以使用八进制、十进制或十六进制，但实际数据在内存中一律是二进制
十进制（默认），比如1099
八进制，比如013
十六进制，比如0x6FF0A
【4】格式控制符%d+%hd+%ld+%lld+%#o、 %#x
int 整型：%d
short 整型：%hd， h代表half，即一半的存储字节
long 整型：%ld
long long 整型：%lld
显示不同进制的前缀: %#o、 %#x
【5】浮点型float+double +long double
概念：用来表达实数的数据类型
分类：
单精度浮点型（float），典型尺寸是4字节
双精度浮点型（double），典型尺寸是8字节
长双精度浮点型（long double），典型尺寸是16字节 占用内存越多，能表达的精度越高
float f1; // 单精度
double f2; // 双精度
long double f3; // 长双精度
【6】字符char+ASCII 码表
char ch1 = 'a'; // 'a'是字符常量，代表字母a
char ch2 = '\n'; // '\n'是不可见字符常量，代表回车
计算机中存储的都是1和0，因此各种字符都必须被映射为某个数字才能存储到计算机中，这种映射关系形成的表称为 ASCII 码表。
字符本质上就是一个单字节的整型，支持整型所有的运算。比如：
char c1 = 20;
char c2 = c1 + 'a'; // 等价于 char c2 = 20 + 97;
printf("%c\n", c2); // 以字符形式输出117，即 'u'
printf("%d\n", c2); // 以整型形式输出117
【7】字符串char *s1+char s2[]+指针和数组
定义
字符串的定义方式有两种：指针和数组
char *s1 = "abcd"; // 使用字符指针来表示字符串
char s2[]= "abcd"; // 使用字符数组来表示字符串
注意，使用数组来定义字符串时，方括号[]里面的数字可以省略
不省略也可以，但必须必字符串实际占用的内存字节数要大，比如：
char s3[] = "apple";
在内存中的存储 在内存中实际上是多个连续字符的组合 任何字符串都以一个 ‘\0’ 作为结束标记，例如：“funny story” 的内存如下
【8】布尔型数据 bool
概念：布尔型数据只有真、假两种取值，非零为真，零为假。
语法：
bool a = 1; // 逻辑真，此处1可以取其他任何非零数值
bool b = 0; // 逻辑假
注意： 逻辑真除了 1 之外，其他任何非零数值都表示逻辑真，等价于 1。 使用布尔型 bool 定义变量时需要包含系统头文件
stdbool.h。 布尔型数据常用语逻辑判断、循环控制等场合。
【9】常量与变量
概念：不可改变的内存称为常量，可以改变的内存称为变量
举例：
int a = 100; // a是变量，而100是常量
float f = 3.14; // f是变量，而3.14是常量
char s[] = "abcd"; // s是变量，"abcd"是常量
【10】标准输入 scanf+fgets+stdin
概念：键盘是系统的标准输入设备，从键盘中输入数据被称为标准输入
相关函数：
scanf(); // 格式化输入函数
fgets(); // 字符串输入函数
int a;
float f;
scanf("%d", &a); // 从键盘输入一个整型，放入指定的内存地址 &a 中
scanf("%f", &f); // 从键盘输入一个浮点数，放入指定的内存地址 &f 中
scanf("%d%f", &a, &f); // 从键盘依次输入一个整型和一个浮点型数据，用空白符隔开
char c;
char s[10];
scanf("%c", &c); // 从键盘输入一个字符，放入指定的内存地址 &f 中
scanf("%s", s ); // 从键盘输入一个单词，放入指定的数组 s 中（注意不是&s）
fgets(s, 10, stdin); // 从键盘输入一行字符串，放入数组 s 中
注意1：
scanf() 与 printf() 不同，scanf() 的格式控制串不可乱写，尤其是结尾处的 \n 用户必须完全按照 scanf()
中描述的输入格式控制串来输入数据，否则将出错。
示例：
// 此处输入时必须带逗号
scanf("%d,%d", &a, &b);
// 此处必须先输入a=，然后才能输入整数
scanf("a=%d", &a);
**错误点 **
// 此处结束输入时按下的回车符将被scanf()误以为格式控制符，无法正常结束输入
scanf("%d\n", &a);
注意2：
scanf() 的返回值，代表成功从键盘读取的数据的个数 无法匹配 scanf() 指定格式的数据，将被遗留在输入缓冲区中，不会消失 示例：
// scanf() 试图从键盘读取两个整数
// 返回值 n 代表成功读取的个数，比如:
// 输入100 200，则 n 将等于2
// 输入100 abc，则 n 将等于1
// 输入abc xyz，则 n 将等于0；输入abc 200，n也将等于0
int n = scanf("%d%d", &a, &b);
// 根据 scanf() 的返回值，判断用户是否输入了正确的格式
while(n != 2)
{
// 需要清空缓冲区并提示用户重新输入
char s[50];
fgets(s, 50, stdin);
printf("请重新输入两个整数\n");
n = scanf("%d%d", &a, &b);
}
第二项 C语言-》数据类型全讲解下
【11】类型转换 隐式转换+强制转换+隐式规则
概念：不一致但相互兼容的数据类型，在同一表达式中将会发生类型转换。
转换模式：
隐式转换：系统按照隐式规则自动进行的转换
强制转换：用户显式自定义进行的转换
隐式规则：从小类型向大类型转换，目的是保证不丢失表达式中数据的精度
隐式转换示例代码
char a = 'a';
int b = 12;
float c = 3.14;
float x = a + b - c; // 在该表达式中将发生隐式转换，所有操作数被提升为float
强制转换：用户强行将某类型的数据转换为另一种类型，此过程可能丢失精度
char a = 'a';
int b = 12;
float c = 3.14;
float x = a + b - (int)c;
在该表达式中a隐式自动转换为int，c被强制转为int
不管是隐式转换，还是强制转换，变换的都是操作数在运算过程中的类型，是临时的，操作数本身的类型不会改变，也无法改变。
【12】数据类型的本质
概念：各种不同的数据类型，本质上是用户与系统对某一块内存数据的解释方式的约定。
推论：
类型转换，实际上是对先前定义时候的约定，做了一个临时的打破。 理论上，可以对任意的数据做任意的类型转换，但转换之后的数据解释不一定有意义。
【13】整型数据 size
概念：整型数据尺寸是指某种整型数据所占用内存空间的大小
C语言标准并未规定整型数据的具体大小，只规定了相互之间的 “ 相对大小 ” ，比如：
short 不可比 int 长
long 不可比 int 短
long 型数据长度等于系统字长
系统字长：CPU 一次处理的数据长度，称为字长。比如32位系统、64位系统。
典型尺寸：
char 占用1个字节
short 占用2个字节
int 在16位系统中占用2个字节，在32位和64位系统中一般都占用4个字节
long 的尺寸等于系统字长
long long 在32位系统中一般占用4个字节，在64位系统中一般占用8个字节
存在问题：
同样的代码，放在不同的系统中，可能会由于数据尺寸发生变化而无法正常运行。
因此，系统标准整型数据类型，是不可移植的，这个问题在底层代码中尤为突出。
【14】可移植性整型 typedef
概念：不管放到什么系统，尺寸保持不变的整型数据，称为可移植性整型
关键：typedef
typedef int int32_t; // 将类型 int 取个别名，称为 int32_t
typedef long int64_t; // 将类型 long 取个别名，称为 int64_t
思路：
为所有的系统提供一组固定的、能反应数据尺寸的、统一的可移植性整型名称 在不同的系统中，为这些可移植性整型提供对应的 typedef 语句
系统预定义的可移植性整型：
int8_t
int16_t
int32_t
int64_tuint8_t
uint16_t
uint32_t
uint64_tpid_t
time_t
size_t … …
第三项 C语言-》运算符
【15】算术运算符
关注点：
减号也是负号，比如 -a 是取变量 a 的相反数。 取模运算要求左右两边操作数必须是整型数据。
自加和自减运算不仅可以对整型操作，也可以对浮点数、指针操作。 前后缀运算：
- 前缀自加自减运算：先进行自加自减，再参与表达式运算
- 后缀自加自减运算：先参与表达式运算，在进行自加自减
int a = 100;
int b = 200;
int c = ++a; // a先自加1，变成101；然后再赋值给c，因此c等于101
int d = b++; // b先赋值给d，因此d等于200；然后b自加1，变成201
【16】关系运算符
关注点：
关系运算符用于判断运算符两边的表达式是否满足给定的大小条件。 由关系运算符组成的表达式称为关系表达式，其值为布尔型。
判断是否相等是双等号==，而不是一个等号。
【17】逻辑运算符
运算规则：
逻辑反：将逻辑真、假翻转，即真变假，假变真。
逻辑与：将两个关系表达式串联起来，当且仅当左右两个表达式都为真时，结果为真。
逻辑或：将两个关系表达式并联起来，当且仅当左右两个表达式都为假时，结果为假。
特殊规则：
在逻辑与运算中，如果左边表达式的值为假，那么右边表达式将不被执行。 在逻辑或运算中，如果左边表达式的值为真，那么右边表达式将不被执行。
【18】位运算符
位运算符操作的对象是数据中的每一位
运算规则：
位逻辑反、位逻辑与、位逻辑或拥有与逻辑运算相似的规则和一样的真值表
异或运算：相同为0，不同为1
移位运算：移出去的不要，空出来的补零。移位运算都是针对无符号数的运算。
左移：
右移：
【19】特殊运算符
赋值运算符
不能对常量赋值，只能对变量赋值 不能对数组赋值 可以连续赋值，顺序从右到左
int a, b;
int x[5];
a = 100; // 对变量 a 赋值，正确
3 = 100; // 对常量 3 赋值，错误！
x = 123; // 对数组 b 赋值，错误！
// 连续赋值
a = b = 50; // 先将 50 赋给 b，再将 b 的值赋给 a，正确
复合赋值符
当左右两边有相同的操作数时，采用复合赋值符不仅直观，且能提高运算效率 除了下述10个复合运算符之外，生造别的复合运算符是非法的
// 加减乘除：
a += n; // 等价于 a = a+n;
a -= n; // 等价于 a = a-n;
a *= n; // 等价于 a = a*n;
a /= n; // 等价于 a = a/n;
// 求余：
a %= n; // 等价于 a = a%n;
// 位运算：
a &= n; // 等价于 a = a&n;
a |= n; // 等价于 a = a|n;
a ^= n; // 等价于 a = a^n;
a >>= n; // 等价于 a = a>>n;
a <<= n; // 等价于 a = a<<n;
【20】条件运算符
唯一需要三个操作数的运算符
语法：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
释义：当表达式1为真时，取表达式2，否则取表达式3
举例：
int a = 100;
int b = 200;
int m = (a>b) ? a : b; // 如果 a>b 为真，则 m 取 a 的值，否则取 b 的值
【21】sizeof 运算符
含义：计算指定数据类型或者变量所占据内存的字节数
语法：sizeof(类型) 、sizeof(变量) ，计算变量的字节数时圆括号可以省略
举例：
printf("%d\n", sizeof(int));
printf("%d\n", sizeof(long double));
int a[5];
printf("%d\n", sizeof(a));
printf("%d\n", sizeof a);
【22】return运算符
含义：退出某个函数（如果退出的是主函数main，那么整个程序也就退出了） 语法：必须出现在函数体内，可以带函数对应类型的数据
举例：
int main()
{
return 0;
}
【23】优先级与结合性+优美表格
当表达式中出现不同的运算符时，根据优先级来决定谁先执行，比如先乘除，后加减
当表达式中出现多个相同优先级的运算符时，根据结合性来决定谁先运行，比如从左到右
第四项 C语言-》控制流
【24】二路分支 if-else
逻辑：程序中某段代码需要在满足某个条件时才能运行
形式：
if 语句：表达一种 如果-则 的条件执行关系
if-else 语句：表达一种 如果-否则 的互斥分支关系
举例：
// if 语句
if(a%2 == 0)
{
printf("a是偶数\n");
}
//if-else 语句
if(a%2 == 0)
{
printf("a是偶数\n");
}
else
{
printf("a是奇数\n");
}
注意：
if 语句可以单独使用，else 语句不可以，else 语句必须跟if语句配套使用 不管是 if 语句还是 else
语句，代码块都必须使用大括号{}括起来，否则只有首句有效
【25】多路分支 switch
逻辑：根据不同的条件执行不同的代码片段
语法：
switch(n)
{
case 1:
printf("one\n");
break;
case 2:
printf("two\n");
break;
case 3:
printf("three\n");
break;
default:
printf("其他数字\n");
}
要点解析：
switch(n) 语句中的 n 必须是一个整型表达式，即 switch 判断的数据必须是整型 case
语句只能带整型常量，包括普通整型或字符，不包括 const 型数据。 break 语句的作用是跳出整个 swtich 结构，没有 break
程序会略过case往下执行 default 语句不是必须的，一般放在最后面（因此不需要 break）
【26】const巧用
逻辑：使一个变量不可修改
作用：
修饰普通变量，使之不可修改
修饰指针变量，使之不可修改或者使其指向的目标不可修改
示例：
int const a = 100; // 定义了一个不可修改的变量a
const int b = 200; // 定义了一个不可修改的变量b
a = 101; // 错误
b = 202; // 错误
【27】while与 do…while循环
逻辑：使得程序中每一段代码可以重复循环地运行
形式：
while 循环：先判断，再循环
do-while 循环：先循环，再判断
while循环：入口判断
// 循环输出一系列整数，直到100为止
int a;
scanf("%d", &a);
while(a <= 100)
{
printf("%d\n", a);
a++;
}
do-while循环：出口判断
// 循环输出一系列整数，直到100为止
int a;
scanf("%d", &a);
do
{
printf("%d\n", a);
a++;
}while(a <= 100);
语法点：
while 循环先进行判断，条件为真后才执行循环体，因此循环体可能一遍也不执行。
do-while循环先执行循环体，再进行判断，因此循环体至少会执行一遍。
do-while 循环中的 while 语句后面有分号；
【28】for循环
逻辑：与 while 循环类似，但更加紧凑，for 循环将控制循环的变量集中在一行
示例：
// 循环输出一系列整数，直到100为止
int a;
for(a=30; a<=100; a++)
{
printf("%d\n", a);
}
语法点：
循环头的标准语法是： for(表达式1 ; 表达式2 ; 表达式3）
表达式1一般用来初始化循环控制变量
表达式2一般用来作为循环判定条件，为真则进入循环，为假则跳出循环
表达式3一般用来更新循环控制变量 三个表达式均可以省略，但分号不能省略
【29】break与continue
逻辑：
break：① 跳出 switch 语句； ② 跳出当层循环体
continue：结束当次循环，进入下次循环
举例：
switch(n)
{
case 1:
printf("one\n");
break; // 跳出 switch 语句
case 2:
printf("two\n");
break;
}
while(1)
{
int n = scanf("%d", &a);
if(n == 0)
break; // 跳出当层 while 循环体
}
for(int i=1; i<=100; i++)
{
if(i%7 == 0)
continue; // 跳过所有能被7整除的数
printf("%d\n", i);
}
【30】goto语句
逻辑：无条件跳转
示例：
int main()
{
printf("%d\n", __LINE__); // 打印第3行
// 无条件跳转到label处
goto label;
printf("%d\n", __LINE__); // 打印第7行，此处被略过
label:
printf("%d\n", __LINE__); // 打印第9行
}
语法：
goto语句直接跳转到本代码块中的标签处 标签指的是以冒号结尾的标识符
作用：
goto语句的无条件跳转不利于程序的可读性，一般不建议使用 goto语句，常被用在程序的错误处理中
第五项 C语言-》举例实例+面试题攻坚克难
第一题
指出下列常量的类型：
‘\b’
1066
99.44
0XAA
2.0e30
0x00EEABCDUL
解答：
'\b' : char字符型数据，代表退格键
1066 : int整型数据，十进制整数
99.44: float浮点型数据
0XAA : int整型数据，十六进制整数
2.0e30 : float浮点型数据，科学计数法，代表2乘以10的30次方
0x00EEABCDUL : unsigned long无符号整型数据，十六进制，末尾的UL代表无符号长整型
第二题
编程实现如下功能：
如果用户输入大小写字母，则输出字母对应的ASCII码值。
如果用户输入ASCII码值，则输出对应的大小写字母。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int ch;
while(1)
{
int n;
n = scanf("%d", &ch);
// 输入了ASCII码值
if(n == 1 && getchar() == '\n')//输入一个值，并且敲了回车
{
printf("%c\n", ch);
}
// 输入了非数字字符
else if(n == 0)
{
ch = getchar();
if(ch>='A'&&ch<='Z' || ch>='a'&&ch<='z')
printf("%d\n", ch);
else
printf("letters only\n");
}
// 数字后面带有非法字符
else
{
printf("只能输入整数或字母\n");
while(getchar()!='\n');
}
}
return 0;
}
第三题
问题1： 假设有如下程序，程序输出的结果是什么？
int main(void)
{
unsigned char a, b, c;
a = 0x3;
b = a|0x8;
c = b<<1;
printf("%d%d\n", b, c);
}
解答1：
这是简单的位运算的题目，a在二进制中的数位是【0000 0011】，与十六进制数0x8的二进制数位是【0000
1000】，因此这两数数相或的结果是：【0000 1011】，所以 b 等于11。对上述二进制数据 b 进行左移 1 位操作，结果是【0001 0110】，所以 c 等于22. 最终输出的结果是：
11
22
第四题
问题2：
假设有一个无符号32位整型数据
unsigned int data=0x12ff0045
请编写一个程序用位运算把data的第14、15位置位（即赋值为1），把22、23位置零（即赋值为0）， 并且输出修改后的数据。
解答2：
本题考察基本位运算逻辑，要把某几位置位，只需将数据与对应掩码进行位或运算即可；要把某几位置零，只需将数据与对应掩码取反位与即可。参考代码如下：
#include <stdio.h>
// 第14、15位掩码：
uint32_t mask1 = 0x3<<14; // 0000 0000 0000 0000 1100 0000 0000 0000
// 第22、23位掩码：
uint32_t mask2 = 0x3<<22; // 0000 0000 1100 0000 0000 0000 0000 0000
int main(void)
{
unsigned int data = 0x12ff0045;
// 将bit[13]、bit[14]置位
data |= mask1;
printf("%x", data);
// 将bit[22]、bit[23]置零
data &= ~mask2;
printf("%x",data);
return 0;
}
第五题（基本数据类型）
【1】每一种数据类型都是有一定的表达范围的，编程实现一种算法，在不假定数据类型长度的条件下，用最简便的方式算出当前系统的整型 int
所能表达的最大值。
要求：
不能使用系统宏定义 INT_MAX。
//参考代码：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
// 方式一：
int a=1, max;
while(1)
{
max = a;
a <<= 1;
a |= 1;
if(a < 0)
break;
}
printf("int的最大值为%d\n", max);
// 方式二：
int max = ~(0x1 << sizeof(int)*8-1);
printf("int的最大值为%d\n", max)
}
第六题（基本数据类型、基本算数运算）
【2】编写一个程序，计算N升纯净水所包含的分子个数，结果用科学计数法表示。
解析：
本题主要考察对C语言程序中各种基本数据类型的理解，尤其是数据所表达的范围。由于水分子的数目非常大，因此整型数据可能会溢出，本题需要采用浮点数来计算水分子个数。
//参考代码：
#include <stdio.h>
// 每个水分子的质量是3.02-23千克
#define MASS 3.0e-23
int main(void)
{
double molculers;
double litre;
printf("请输入水的升数:\n");
while(1)
{
// 输入数字
if(scanf("%lf", &litre) == 1)
break;
// 输入非数字，清空缓冲区
while(getchar()!='\n');
printf("请输入数字\n");
}
molculers = litre / mass;
printf("你拥有%lf个水分子！", molculers);
return 0;
}
第七题（字符与字符串）
【3】简述 ‘a’ 与 “a” 的异同。
解析： ‘a’ 的类型是char，而 “a” 的类型是char*。字符’a’在内存中占据一个字节，而字符串 “a” 占据两个字节。
第八题（破除思维定式）
【4】编写一个程序，计算 1+2+3+4+…+n 的值。
解析：
一般初学者看到本题，大多会直接使用循环来解决，但是求解1到n的求和问题是有公式的，在程序中恰当地运用数学公式，可以极大提高程序效率，数学是程序开发者不可以遗忘的关键一环。
//参考代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int n;
scanf("%d", &n);
// 直接利用数学公式，求解前n为自然数之和
printf("1+...+n = %d\n", n*(1+n)/2);
return 0;
}
第九题（基本输入输出、基本算术运算）
【5】编写一个程序，将用户输入的天数转化为等价的星期数和天数。 例如：
输入：18
输出：2
星期零4天解析： 本题主要考察求余（取模）运算符。
//参考代码：
#include <stdio.h>
#define DAYS_PER_WEEK 7
int main(void)
{
int days;
printf("请输入天数:\n");
while(1)
{
// 输入数字
if(scanf("%d", &days) == 1)
break;
// 输入非数字，清空缓冲区
while(getchar()!='\n');
printf("请输入数字\n");
}
printf("%d星期零%d天\n", days/7, days%7);
return 0;
}
第十题（基本程序路基、单目增减运算符）
【6】分析并解释以下程序的执行结果。
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int x = 10;
int a, b, c;
a = x++;
b = ++x;
c = 10*x++;
printf(“x=%d，a=%d，b=%d，c=%d\n”, x, a, b, c);
return 0;
}
第十一题（基本输入输出、基本算术运算）
【7】编写一个程序，用户输入华氏温度F，程序输出摄氏温度C，结果保留2位小数。
提示： 华氏温度F转化为摄氏温度C的公式为： C = 5×（F - 32）÷ 9
//参考代码：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
float fah;
float cel;
printf("请输入华氏温度:\n");
while(1)
{
// 输入数字
if(scanf("%f", &fah) == 1)
break;
// 输入非数字，清空缓冲区
while(getchar()!='\n');
printf("请输入数字\n");
}
cel = (5*(fah-32)) / 9;
printf("华氏%.2f° = 摄氏%.2f°\n", fah, cel);
return 0;
}
第十二题（位运算）
【8】现有一个嵌入式设备终端传输过来的数据包是一个32位无符号的整型数，这个数据包里面各位含义如下：
00-07位：表示温度数据
08-15位：表示湿度数据
16-19位：表示4扇门的状态（门编号0-3）
20-23位：表示4盏灯的状态（灯编号0-3）
24-31位：预留备用
下面是最近一段时间接受的数据包：
0x12344520, 0xff004B1C, 0x00553C1E
请编写一个程序接收这3个数据包，并解析出对应的数据【温度，湿度，门0-3，灯0-3】（门和灯的状态0-关，1-开）。
#include <stdio.h>
#define TEMP_MASK 0x000000FF
#define HUMI_MASK 0x0000FF00
#define TEMPERATURE(a) ( (a&TEMP_MASK) >> 0 )
#define HUMIDITY(a) ( (a&HUMI_MASK) >> 8 )
#define DOOR0_MASK 0x00010000
#define DOOR1_MASK 0x00020000
#define DOOR2_MASK 0x00040000
#define DOOR3_MASK 0x00080000
#define LIGHT0_MASK 0x00100000
#define LIGHT1_MASK 0x00200000
#define LIGHT2_MASK 0x00400000
#define LIGHT3_MASK 0x00800000
int main(void)
{
unsigned int data;
printf("请输入接收的数据:\n");
while(1)
{
scanf("%x",&data);
printf("温度：%d\n", TEMPERATURE(data));
printf("湿度：%d\n", HUMIDITY(data));
printf("门0: %s\t", (data & DOOR0_MASK) ? "开":"关");
printf("门1: %s\t", (data & DOOR1_MASK) ? "开":"关");
printf("门2: %s\t", (data & DOOR2_MASK) ? "开":"关");
printf("门3: %s\n", (data & DOOR3_MASK) ? "开":"关");
printf("灯0: %s\t", (data & LIGHT0_MASK) ? "亮":"灭");
printf("灯1: %s\t", (data & LIGHT1_MASK) ? "亮":"灭");
printf("灯2: %s\t", (data & LIGHT2_MASK) ? "亮":"灭");
printf("灯3: %s\n", (data & LIGHT3_MASK) ? "亮":"灭");
}
}
第十三题（循环控制）
【9】编写一个程序，输出26个小写字母。
解析： 本题考点两个：
字符的整数本质，可以对字符直接进行加减法运算 基本循环结构
参考代码：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
char alp;
for(alp='a'; alp<='z'; alp++)
{
printf("%c", alp);
}
printf("\n");
return 0;
}
第十四题（循环控制）
【10】编写一个程序，在用户输入某个大写字母后，产生一个金字塔图案。 例如输入字母E，则产生如下图案：
A
ABA
ABCBA
ABCDCBA
ABCDEDCBA
解析： 每一行都是由：“空格、升序字母、降序字母” 序列构成，只要分析出第ii行中有多少个空格、升序字母和降序字母即可。
参考代码：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
// 输入一个字母
char ch;
scanf("%c", &ch);
if((ch<'A') || (ch>'Z'))
{
printf("只接受大写字母\n");
exit(0);
}
// 总行数
int line = ch - 'A' + 1;
int i, j;
for(i=1; i<=line; i++)
{
// 输出若干个空格
for(j=0; j<line-i; j++)
{
printf(" ");
}
// 输出若干个升序字母
for(j=0; j<i; j++)
{
printf("%c", 'A'+j);
}
// 输出若干个降序字母
for(j-=2; j>=0; j--)
{
printf("%c", 'A'+j);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
第十五题（循环控制、多路分支）
【11】编写一个程序，接收用户的输入信息，当用户输入完成后（Ctrl+D代表输入完成），自动统计用户输入的空格数、大小写字母数和其他字符数。
解析： 使用switch结构来判断用户的输入。
参考代码：
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main(void)
{
int c;
int spaces = 0;
int lines = 0;
int characters = 0;
printf("请输入文本（井号#结束）:\n");
while((c=getchar()) != '#')
{
switch(c)
{
case ' ':
spaces++;
break;
case '\n':
lines++;
break;
default:
characters++;
}
}
printf("空格数=%d, 行数=%d, 其他字符=%d\n",
spaces, lines, characters);
return 0;
}
第十六题（分支控制、循环控制）
【12】编写一个程序，接受一个整数输入，然后显示所有小于或等于该数的素数。
提示： 素数指只能被1和自身整除的大于等于2的整数，例如2、3、5、7、11……
解答： 本题需要将判断素数的代码封装成一个函数，这可以用来让学生预习C语言中关于函数的语法。参考代码如下：
#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <stdbool.h>
bool prime(int num)
{
int i;
for(i=2; i*i<(num+1); i++)
{
if(num%i == 0)
return false;
}
return true;
}
int main(void)
{
int n;
scanf("%d", &n);
for(int i=2; i<n+1; i++)
{
if(prime(i))
printf("%d\t", i);
}
printf("\n");
return 0;
}
第十七题（分支控制、循环控制）
【13】1976年的一天，《华盛顿邮报》于头版头条刊登了一条数学新闻，文中叙述了这样一则故事：70年代中期，美国个所名牌大学校园内，人们都像发疯一般，日以继夜废寝忘食地玩弄一种数学游戏，这个游戏十分简单，任意写出一个（非零）自然数N，并且按照以下规律进行变换：
如果是个奇数，则下一步变成 3N+1 如果是个偶数，则下一步变成 N/2
一时间学生、教师、研究员、教授，甚至是一等一的数学大拿、天才都纷纷加入这个看似简单的数学游戏，人们取了各种各样的数字N去检验这个算法，最终都无一例外地坠入自然数序列4-2-1，于是就自然萌生出这样的猜想：对于任意非零自然数N，经上述变换最终都将落入4-2-1序列的宿命。这就是著名的角谷猜想，或称冰雹猜想。冰雹猜想最大的魅力，在于其不可预知性，数字N的转化过程变幻莫测，有些平缓温和，有些剧烈沉浮，但却都无一例外地会坠入4-2-1的谷底，这好比是一个数学黑洞，将所有的自然数牢牢吸住。有人把冰雹路径比喻一个参天大树，下面的树根是连理枝4-2-1，而上面的枝枝叶叶则构成了一个奥妙的通路，把一切（非零）自然数统统都覆盖了，这个小学生都看得懂的问题，迄今为止却没有任何数学手段和超级计算机可以证明。
冰雹猜想跟蝴蝶效应恰好相悖，蝴蝶效应蕴含的原理是：初始值的极小误差，会造成结果的巨大不同，而冰雹猜想恰好相反：无论刚开始存在多大的误差，最后都会自行修复，直到坠入谷底。使用你所学习的C语言知识，编程实现冰雹猜想的算法，并测算各个自然数到达4-2-1谷底所经过的变换次数吧。
解答：
考察简单的C语言基本运算，主要是为了提起兴趣。参考代码如下：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
unsigned long long n;
int num, max=0;
for(n=2; n<ULLONG_MAX; n++)
{
int count = 0, a=n, b=n;
while(a > 1)
{
if(a%2 == 0)
a /= 2;
else
a = 3*a + 1;
count++;
}
if(count > max)
{
max = count;
num = b;
}
printf("数字[%llu]经过%5d次变换到达黑洞中心【变换次数最高纪录：%d】\n", n, count, max);
}
return 0;
}