C语言简易教程.docx
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C语言简易教程
C语言简易教程
变量（Variable）
现实生活中我们会找一个小箱子来存放物品，一来显得不那么凌乱，二来方便以后找到。
计算机也是这个道理，我们需要先在内存中找一块区域，规定用它来存放整数，并起一个好记的名字，方便以后查找。
这块区域就是“小箱子”，我们可以把整数放进去了。
C语言中这样在内存中找一块区域：
inta;
int又是一个新单词，它是Integer的简写，意思是整数。
a是我们给这块区域起的名字；当然也可以叫其他名字，例如abc、mn123等。
这个语句的意思是：
在内存中找一块区域，命名为a，用它来存放整数。
注意int和a之间是有空格的，它们是两个词。
也注意最后的分号，inta表达了完整的意思，是一个语句，要用分号来结束。
不过inta;仅仅是在内存中找了一块可以保存整数的区域，那么如何将123、100、999这样的数字放进去呢？
C语言中这样向内存中放整数：
a=123;
=是一个新符号，它在数学中叫“等于号”，例如1+2=3，但在C语言中，这个过程叫做赋值（Assign）。
赋值是指把数据放到内存的过程。
把上面的两个语句连起来：
inta;
a=123;
就把123放到了一块叫做a的内存区域。
你也可以写成一个语句：
inta=123;
a中的整数不是一成不变的，只要我们需要，随时可以更改。
更改的方式就是再次赋值，例如：
inta=123;
a=1000;
a=9999;
第二次赋值，会把第一次的数据覆盖（擦除）掉，也就是说，a中最后的值是9999，123、1000已经不存在了，再也找不回来了。
因为a的值可以改变，所以我们给它起了一个形象的名字，叫做变量（Variable）。
inta;创造了一个变量a，我们把这个过程叫做变量定义。
a=123;把123交给了变量a，我们把这个过程叫做给变量赋值；又因为是第一次赋值，也称变量的初始化，或者赋初值。
你可以先定义变量，再初始化，例如：
intabc;
abc=999;
也可以在定义的同时进行初始化，例如：
intabc=999;
这两种方式是等价的。
变量定义的位置
在VC或VS下，变量定义要放在函数的开头；也就是说，在定义变量之前不能有其他代码。
数据类型（DataType）
数据是放在内存中的，变量是给这块内存起的名字，有了变量就可以找到并使用这份数据。
但问题是，该如何使用呢？
我们知道，诸如数字、文字、符号、图形、音频、视频等数据都是以二进制形式存储在内存中的，它们并没有本质上的区别，那么，00010000该理解为数字16呢，还是图像中某个像素的颜色呢，还是要发出某个声音呢？
如果没有特别指明，我们并不知道。
也就是说，内存中的数据有多种解释方式，使用之前必须要确定；上面的inta;就表明，这份数据是整数，不能理解为像素、声音等。
int有一个专业的称呼，叫做数据类型（DataType）。
顾名思义，数据类型用来说明数据的类型，确定了数据的解释方式，让计算机和程序员不会产生歧义。
在C语言中，有多种数据类型，例如：
说明字符型短整型整型长整型单精度浮点型双精度浮点型无类型
数据类型charshortintlongfloatdoublevoid
这些是最基本的数据类型，是C语言自带的，如果我们需要，还可以通过它们组成更加复杂的数据类型，后面我们会一一讲解。
连续定义多个变量
为了让程序的书写更加简洁，C语言支持多个变量的连续定义，例如：
inta,b,c;
floatm=10.9,n=20.56;
charp,q='@';
连续定义的多个变量以逗号,分隔，并且要拥有相同的数据类型；变量可以初始化，也可以不初始化。
数据的长度（Length）
所谓数据长度（Length），是指数据占用多少个字节。
占用的字节越多，能存储的数据就越多，对于数字来说，值就会更大，反之能存储的数据就有限。
多个数据在内存中是连续存储的，彼此之间没有明显的界限，如果不明确指明数据的长度，计算机就不知道何时存取结束。
例如我们保存了一个整数1000，它占用4个字节的内存，而读取时却认为它占用3个字节或5个字节，这显然是不正确的。
所以，在定义变量时还要指明数据的长度。
而这恰恰是数据类型的另外一个作用。
数据类型除了指明数据的解释方式，还指明了数据的长度。
因为在C语言中，每一种数据类型所占用的字节数都是固定的，知道了数据类型，也就知道了数据的长度。
在32位环境中，各种数据类型的长度一般如下：
说明字符型短整型整型长整型单精度浮点型双精度浮点型
数据类型charshortintlongfloatdouble
长度124448
C语言有多少种数据类型，每种数据类型长度是多少、该如何使用，这是每一位C程序员都必须要掌握的，后续我们会一一讲解。
最后的总结
数据是放在内存中的，在内存中存取数据要明确三件事情：
数据存储在哪里、数据的长度以及数据的处理方式。
变量名不仅仅是为数据起了一个好记的名字，还告诉我们数据存储在哪里，使用数据时，只要提供变量名即可；而数据类型则指明了数据的长度和处理方式。
所以诸如intn;、charc;、floatmoney;这样的形式就确定了数据在内存中的所有要素。
最后需要说明的是：
数据类型只在定义变量时指明，而且必须指明；使用变量时无需再指明，因为此时的数据类型已经确定了。
这一节主要讲解C语言中的几个基本概念。
标识符
定义变量时，我们使用了诸如“a”“abc”“mn123”这样的名字，它们都是程序员自己起的，一般能够表达出变量的作用，这叫做标识符（Identifier）。
标识符就是程序员自己起的名字，除了变量名，后面还会讲到函数名、宏名、结构体名等。
不过，名字也不能随便起，C语言规定，标识符只能由字母（A~Z,a~z）、数字（0~9）和下划线（_）组成，并且第一个字符必须是字母或下划线。
以下标识符是合法的：
a,x,x3,BOOK_1,sum5
以下标识符是非法的：
3s不能以数字开头
s*T出现非法字符*
-3x不能以减号（-）开头
bowy-1出现非法字符减号（-）
在使用标识符时还必须注意以下几点：
C语言虽然不限制标识符的长度，但是它受到不同编译器的限制，同时也受到具体机器的限制。
例如在某个编译器中规定标识符前128位有效，当两个标识符前128位相同时，则被认为是同一个标识符。
在标识符中，大小写是有区别的，例如BOOK和book是两个不同的标识符。
标识符虽然可由程序员随意定义，但标识符是用于标识某个量的符号，因此，命名应尽量有相应的意义，以便于阅读理解，作到“顾名思义”。
关键字
关键字（Keywords）是由C语言规定的具有特定意义的字符串，通常也称为保留字，例如int、char、long、float、unsigned等。
我们定义的标识符不能与关键字相同，否则会出现错误。
你也可以将关键字理解为具有特殊含义的标识符，它们已经被系统使用，我们不能再使用了。
标准C语言中一共规定了32个关键字，大家可以参考C语言关键字及其解释[共32个]，后续我们会一一讲解。
注释
注释（Comments）可以出现在代码中的任何位置，用来向用户提示或解释程度的意义。
程序编译时，会忽略注释，不做任何处理，就好像它不存在一样。
C语言支持单行注释和多行注释：
单行注释以//开头，直到本行末尾（不能换行）；
多行注释以/*开头，以*/结尾，注释内容可以有一行或多行。
运算符
C语言也可以进行加减乘除运算，但是运算符号与数学中的略有不同，见下表。
加法减法乘法除法求余数
数学+-×÷无
C语言+-*/%
加号、减号与数学中的一样，乘号、除号不同，另外C语言还多了一个求余数的运算符。
一个整数自身加一可以这样写：
a+=1;
它等价于a=a+1;。
但是在C语言中还有一种更简单的写法，就是a++;或者++a;。
这种写法叫做自加或自增；意思很明确，就是自身加一。
相应的，也有a--和--a，叫做自减，表示自身减一。
++和--分别称为自增和自减运算符。
自增自减完成后，会用新值替换旧值，并将新值保存在当前变量中。
自增自减只能针对变量，不能针对数字，例如10++是错误的。
值得注意的是，++在变量前面和后面是有区别的：
++在前面叫做前自增（例如++a）。
前自增先进行自增操作，再进行其他操作。
++在后面叫做后自增（例如a++）。
后自增先进行其他操作，再进行自增操作。
自减（--）也一样，有前自减和后自减之分。
inta=10,a1=++a;
intb=20,b1=b++;
结果：
a=11,a1=11
b=21,b1=20
C语言提供了以下关系运算符：
关系运算符
含 义
数学中的表示
<
小于
<
<=
小于或等于
≤
>
大于
>
>=
大于或等于
≥
==
等于
=
!
=
不等于
≠
关系运算符都是双目运算符，其结合性均为左结合。
关系运算符的优先级低于算术运算符，高于赋值运算符。
在六个关系运算符中，<、<=、>、>=的优先级相同，高于==和!
=，==和!
=的优先级相同。
在C语言中，有的运算符有两个操作数，例如10+20，10和20都是操作数，+是运算符。
我们将这样的运算符称为双目运算符。
同理，将有一个操作数的运算符称为单目运算符，将有三个操作数的运算符称为三目运算符。
常见的双目运算符有+、-、*、/等，单目运算符有++、--等，三目运算符只有一个，就是?
:
，我们将在《C语言条件运算符》中详细介绍。
关系运算符的两边可以是变量、数据或表达式，例如：
1）a+b>c-d
2）x>3/2
3）'a'+14）-i-5*j==k+1
关系运算符的运算结果只有0或1。
当条件成立时结果为1，条件不成立结果为0。
例如：
5>0成立，其值为1；
34-12>100不成立，其值为0；
（a=3）>（b=5）由于3>5不成立，故其值为0。
我们将运算结果1称为“真”，表示条件成立，将0称为“假”，表示条件不成立。
需要提醒的是，==才表示等于，而=表示赋值，大家要注意区分，切勿混淆。
在C语言中，也有类似的逻辑运算：
运算符说明结合性举例
&&与运算，双目，对应数学中的“且”左结合1&&0、（9>3）&&（b>a）
||或运算，双目，对应数学中的“或”左结合1||0、（9>3）||（b>a）
!
非运算，单目，对应数学中的“非”右结合!
a、!
（2<5）
逻辑运算的结果
在编程中，我们一般将零值称为“假”，将非零值称为“真”。
逻辑运算的结果也只有“真”和“假”，“真”对应的值为1，“假”对应的值为0。
1）与运算（&&）
参与运算的两个表达式都为真时，结果才为真，否则为假。
例如：
5&&0
5为真，0为假，相与的结果为假，也就是0。
（5>0）&&（4>2）
5>0的结果是1，为真，4>2结果是1，也为真，所以相与的结果为真，也就是1。
2）或运算（||）
参与运算的两个表达式只要有一个为真，结果就为真；两个表达式都为假时结果才为假。
例如：
10||0
10为真，0为假，相或的结果为真，也就是1。
（5>0）||（5>8）
5>0的结果是1，为真，5>8的结果是0，为假，所以相或的结果为真，也就是1。
3）非运算（!
）
参与运算的表达式为真时，结果为假；参与运算的表达式为假时，结果为真。
例如：
!
0
0为假，非运算的结果为真，也就是1。
!
（5>0）
5>0的结果是1，为真，非运算的结果为假，也就是0。
优先级
逻辑运算符和其它运算符优先级从低到高依次为：
赋值运算符（=）<&&和||<关系运算符<算术运算符<非（!
）
&&和||低于关系运算符，!
高于算术运算符。
前面我们看到的代码都是顺序执行的，也就是先执行第一条语句，然后是第二条、第三条……一直到最后一条语句，这称为顺序结构。
但是对于很多情况，顺序结构的代码是远远不够的，比如一个程序限制了只能成年人使用，儿童因为年龄不够，没有权限使用。
这时候程序就需要做出判断，看用户是否是成年人，并给出提示。
在C语言中，使用if和else关键字对条件进行判断。
if和else是两个新的关键字，if意为“如果”，else意为“否则”，用来对条件进行判断，并根据判断结果执行不同的语句。
总结起来，ifelse的结构为：
if（判断条件）
{
语句块1
}
else
{
语句块2
}
意思是，如果判断条件成立，那么执行语句块1，否则执行语句块2。
其执行过程可表示为下图：
所谓语句块（StatementBlock），就是由{}包围的一个或多个语句的集合。
如果语句块中只有一个语句，也可以省略{}，例如：
if（age>=18）printf（"恭喜，你已经成年，可以使用该软件！
\n"）;
elseprintf（"抱歉，你还未成年，不宜使用该软件！
\n"）;
由于ifelse语句可以根据不同的情况执行不同的代码，所以也叫分支结构或选择结构
只使用if语句
有的时候，我们需要在满足某种条件时进行一些操作，而不满足条件时就不进行任何操作，这个时候我们可以只使用if语句。
也就是说，ifelse不必同时出现。
单独使用if语句的形式为：
if（判断条件）{
语句块
}
意思是，如果判断条件成立就执行语句块，否则直接跳过。
其执行过程可表示为下图：
多个ifelse语句
ifelse语句也可以多个同时使用，构成多个分支，形式如下：
if（判断条件1）{
语句块1
}elseif（判断条件2）{
语句块2
}elseif（判断条件3）{
语句块3
}elseif（判断条件m）{
语句块m
}else{
语句块n
}
意思是，从上到下依次检测判断条件，当某个判断条件成立时，则执行其对应的语句块，然后跳到整个ifelse语句之外继续执行其他代码。
如果所有判断条件都不成立，则执行语句块n，然后继续执行后续代码。
也就是说，一旦遇到能够成立的判断条件，则不再执行其他的语句块，所以最终只能有一个语句块被执行。
在C语言中，共有三大常用的程序结构：
顺序结构：
代码从前往后执行，没有任何“拐弯抹角”；
选择结构：
也叫分支结构，重点要掌握ifelse、switch以及条件运算符；
循环结构：
重复执行同一段代码。
前面讲解了顺序结构和选择结构，本节开始讲解循环结构。
所谓循环（Loop），就是重复地执行同一段代码，例如要计算1+2+3+……+99+100的值，就要重复进行99次加法运算。
while循环
while循环的一般形式为：
while（表达式）{
语句块
}
意思是，先计算“表达式”的值，当值为真（非0）时，执行“语句块”；执行完“语句块”，再次计算表达式的值，如果为真，继续执行“语句块”……这个过程会一直重复，直到表达式的值为假（0），就退出循环，执行while后面的代码。
我们通常将“表达式”称为循环条件，把“语句块”称为循环体，整个循环的过程就是不停判断循环条件、并执行循环体代码的过程。
用while循环计算1加到100的值：
#include
intmain（）{
inti=1,sum=0;
while（i<=100）{
sum+=i;
i++;
}
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
运行结果：
5050
代码分析：
1）程序运行到while时，因为i=1，i<=100成立，所以会执行循环体；执行结束后i的值变为2，sum的值变为1。
2）接下来会继续判断i<=100是否成立，因为此时i=2，i<=100成立，所以继续执行循环体；执行结束后i的值变为3，sum的值变为3。
3）重复执行步骤2）。
4）当循环进行到第100次，i的值变为101，sum的值变为5050；因为此时i<=100不再成立，所以就退出循环，不再执行循环体，转而执行while循环后面的代码。
while循环的整体思路是这样的：
设置一个带有变量的循环条件，也即一个带有变量的表达式；在循环体中额外添加一条语句，让它能够改变循环条件中变量的值。
这样，随着循环的不断执行，循环条件中变量的值也会不断变化，终有一个时刻，循环条件不再成立，整个循环就结束了。
如果循环条件中不包含变量，会发生什么情况呢？
1）循环条件成立时的话，while循环会一直执行下去，永不结束，成为“死循环”。
例如：
#include
intmain（）
{
while
（1）
{
printf（"1"）;
}
return0;
}
运行程序，会不停地输出“1”，直到用户强制关闭。
2）循环条件不成立的话，while循环就一次也不会执行。
例如：
#include
intmain（）
{
while（0）{printf（"1"）;}
return0;
}
运行程序，什么也不会输出。
do-while循环
除了while循环，在C语言中还有一种do-while循环。
do-while循环的一般形式为：
do{
语句块
}while（表达式）;
do-while循环与while循环的不同在于：
它会先执行“语句块”，然后再判断表达式是否为真，如果为真则继续循环；如果为假，则终止循环。
因此，do-while循环至少要执行一次“语句块”。
用do-while计算1加到100的值：
#include
intmain（）{
inti=1,sum=0;
do{
sum+=i;
i++;
}while（i<=100）;
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
运行结果：
5050
注意while（i<=100）;最后的分号;，这个必须要有。
while循环和do-while各有特点，大家可以适当选择，实际编程中使用while循环较多。
除了while循环，C语言中还有for循环，它的使用更加灵活，完全可以取代while循环。
上节我们使用while循环来计算1加到100的值，代码如下：
#include
intmain（）{
inti,sum=0;
i=1;//语句①
while（i<=100/*语句②*/）{
sum+=i;
i++;//语句③
}
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
可以看到，语句①②③被放到了不同的地方，代码结构较为松散。
为了让程序更加紧凑，可以使用for循环来代替，如下所示：
#include
intmain（）{
inti,sum=0;
for（i=1/*语句①*/;i<=100/*语句②*/;i++/*语句③*/）{
sum+=i;
}
printf（"%d\n",sum）;
return0;
}
在for循环中，语句①②③被集中到了一起，代码结构一目了然。
for循环的一般形式为：
for（表达式1;表达式2;表达式3）{
语句块
}
它的运行过程为：
1）先执行“表达式1”。
2）再执行“表达式2”，如果它的值为真（非0），则执行循环体，否则结束循环。
3）执行完循环体后再执行“表达式3”。
4）重复执行步骤2）和3），直到“表达式2”的值为假，就结束循环。
上面的步骤中，2）和3）是一次循环，会重复执行，for语句的主要作用就是不断执行步骤2）和3）。
“表达式1”仅在第一次循环时执行，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。
“表达式2”一般是一个关系表达式，决定了是否还要继续下次循环，称为“循环条件”。
“表达式3”很多情况下是一个带有自增或自减操作的表达式，以使循环条件逐渐变得“不成立”。
for循环的执行过程可用下图表示：
break关键字
在《C语言switch语句》一节中，我们讲到了break，用它来跳出switch语句。
当break关键字用于while、for循环时，会终止循环而执行整个循环语句后面的代码。
break关键字通常和if语句一起使用，即满足条件时便跳出循环。
continue语句
continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强制进入下一次循环。
continue语句只用在while、for循环中，常与if条件语句一起使用，判断条件是否成立。
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