《C语言详解》_by_Hanly.学习笔记（1）

---2019/2/22·

用一周时间重新复习了一下C语言，今天把笔记部分记录在这里，方便日后查看。

【第一章】计算机与程序设计概述

“工艺的乐趣”：一，因为制造自己设计的东西而快乐；二，因为制造了对他人有用或受他人尊敬的东西而快乐；三，因为用迷宫一样复杂的对象构建系统并使之正常运行而快乐；四，因为工作非重复性的本质可以不断学习而充满乐趣；五，因为能够自如驾驭自己手中的工具工作而快乐。

计算机硬件包括：

主存储器（主存）
辅助存储器（外存），包括硬盘、CD、DVD和U盘等存储设备。
中央处理器。
输入设备，例如键盘、鼠标、触摸板、扫描仪、操纵杆。
输出设备，例如显示器、打印机和扬声器。

·存储器

存储单元：存储器中的单个存储位置。

存储单元地址：存储单元在计算机主存中的相对位置。

存储单元由字节构成。字节（byte）是存储单个字符（如H）所需要的空间，每个存储单元的字节数因计算机而异。字节由位（bit）构成，它是计算机能够处理的最小单元。每一位为0或者为1，通常8位构成一个字节。

·主存储器

RAM（随机存储器）：它可以暂时存储程序与数据。

ROM（只读存储器）：主存中能永久储存程序或数据的部分。

·中央处理器（CPU）

两个作用：1.协调所有计算机操作；2.实现数据的算术与逻辑运算。

CPU的当前指令和数据由成为寄存器的高速存储区暂时存储在CPU内部。

一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成，这些器件靠内部总线相连。

区别：

内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。

外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。

CPU访问内存单元时要给出内存单元的地址，所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。

我们将这个唯一的地址称为物理地址。

·计算机网络

局域网(LAN)：计算机、打印机、扫描仪和外存设备为了相互通信而通过电缆连接就构成局域网（LAN）。

文件服务器：网络中控制对辅助存储器（如硬盘）存取的计算器。

广域网(WAN)：像因特网这样的网络，在很大地域范围内连接计算机和局域网。

万维网(WWW)：因特网的一部分，它的图形用户界面使得网络资源变得容易存取并可在其间漫游。

图形用户界面（GUI）: 为了让用户选择命令和数据而显示的图片和菜单。

如果为计算机配备一个调制解调器，那么就可以通过电话线、电视或光缆连接信息高速公路。调制解调器可以将计算机的二进制数据转换为音频信号，然后通过普通的电话电路传递到另一台计算机。

DSL连接：一种使用电话线的高速因特网连接，不会影响同一线路上同时进行的声音交流。

电缆因特网接入通过同轴电缆上的两条信道进行双向高速因特网数据传输，该同轴电缆具有数百个信道，可以传输有线电视信号。

·计算机软件

操作系统（OS） 控制用户和计算机硬件交互，并管理计算机资源分配的软件。

通常操作系统的一部分永久储存在只读存储器（ROM）芯片中，因此只要计算机一启动，这部分操作系统就运行了，计算机可以读取只读存储器中的数据，但是不能向芯片中写数据。操作系统中基于ROM的一部分包含了将其余操作系统代码（这部分驻留在硬盘上）载入内存所需要的指令。将操作系统载入内存的过程称为BOOT（booting a computer）

·计算机语言

机器语言 能被具体的CPU理解的二进制数代码。

汇编语言 机器语言指令对应的助记码。

高级语言 将代数表达式和英语符号组合在一起的独立于机器的编程语言。

·高级语言程序的执行过程

编译器（compiler） 将高级语言程序翻译为机器语言的软件。

源文件（source file） 包含一个用高级语言编写的程序的文件，是编译器的输入。

语法（syntax） 一种编程语言的语法规则。

目标文件（object file） 从编译器输出的机器语言指令文件。

链接器（linker） 链接器程序将预制的函数和目标文件结合在一起，产生完整的可运行的机器语言程序，即产生.exe文件。

运行程序时，加载器将可执行文件的所有指令从硬盘复制到内存中，并指示CPU从第一条指令开始执行。

集成开发环境（IDE） 结合字处理器、编译器、链接器、加载器和查错工具的软件包。

【第二章】C语言概述：

·预处理指令以#开始的为预处理器提供指令的C程序行。

预处理器在C程序编译前对其进行修改的系统程序

库（library）可以被程序访问的一些实用函数和符号的集合。每个库都拥有一个文件名以符号.h结尾的标准头文件。

预处理指令语法：

·定义常量宏语法：

·主函数（main函数）定义

·void关键字使用规则：
一，函数没有返回值，则应声明为void类型

因为在C语言中，凡不加返回值类型限定的函数，就会被编译器作为返回整型值处理。

二，如果函数无参数，那么应声明其参数为void。

如int main(void)表示主函数在开始执行前不从操作系统接收数据。

·C数据类型

·C的数值常量被认为是非负数值。尽管在程序里可以使用一个像-10500这样的数字，但是C会将负数符号看做是取反运算符。

int，整数，但由于一个存储单元的大小有限，但由于一个存储单元的大小是有限的，故其范围在-32767和32767之间。

double,实数，实数有一个整数部分和一个小数部分，并由小数点分隔开。

科学计数法表示实数实例：1.23e5 或 1.23E5；0.34e-4（0.000034），科学计数法的double型常量可以没有小数点，如12e+5。

char,表示一个字符值——字母、数字或专用符号。每个char值必须包含在撇号（单引号）内。

·用户定义标识符原则

标识符只能由字母、数字和下划线组成。
标识符不能以数字开始。
C保留字不能用作标识符。
在C标准库中定义的标识符不能被重新定义。

建议使用标识符风格：如dollars_per_hour或lbs_per_sq_in

·变量声明语法：

·赋值语句语法：

·printf函数

格式字符串占位符

格式字符串：调用printf时，包含在引号内的字符串，用于指定函数输出格式。

占位符：在格式字符串中以%开始的符号，用于表明显示输出值的位置。

换行符转义序列：\n

·scanf函数

调用scanf时，每个待赋值的变量名前都有一个&符号。&是C中的取地址运算符。在该输入操作中，&告诉scanf函数到哪里寻找要存储新值的每个变量。如果省略&符号，scanf将只知道变量的当前值，而不是它在内存中的位置，因此scanf将不能再该变量中保存新值。

scanf中使用的输入字符的数目依赖于当前的格式占位符，占位符还可以反映存储数据的变量的类型。一个%c（char型变量）对应一个输入字符。对于%lf或%d（double型或int型变量）来说，程序首先跳过所有的空格，然后开始扫描多个字符，直到遇见一个不可能是该数值的一部分字符才结束。

·return语句

0被认为是主函数的执行结果，该值表明执行的程序没有错误。

混合类型赋值时，首先求出表达式的值，这一过程中，表达式： ace 算术运算符 bandage在两者全为int型的情况下为int型，否则就为double型，之后将该值赋给赋值运算符（=）左边的变量。

如：

int m = 3;

int n = 2;

double y;

y = m/n;

结果y = 1.0

将double型表达式赋给int型变量，会使得表达式的小数部分丢失。

·强制类型转换：将希望的类型写在表达式前的圆括号内，从而转换表达式的类型。

·单目运算符

单目运算符在同一个子表达式中以及相同优先级内（如+和-）按从右向左进行运算。

·格式化数值

在占位符%d的%与d之间加一个数指定域宽——显示一个数值所需的列数。

当域宽大于数值列数时，会在数值之前用空格补齐。

负号也占一个列。

例：

double类型的格式化还需指明小数位的数目，格式为%n.mf，n为表示整个域宽的数，m是希望的小数位的数目。显示的数值会被四舍五入为m位小数。

例：

如果使用类似%.mf的占位符只指明小数位的个数，那么显示的值中将不会有前导空白。

例：

·常见编程错误

（syntax error）语法错误：在程序翻译（编译）过程中检测到违反C语言语法规则的错误。
（run-time error）运行时错误：试图执行一个非法操作，在执行过程中被检测到（如除以0）

·输入与输出重定向

函数fopen用法：

FILE *fopen(const char *path, const char *mode);
FILE *inp;

Inp = fopen(const char *path, const char *mode);

path包含文件路径及文件名，参数mode字符串则代表着流形态。

C语言中如果文件与源文件在同一个文件夹内，则不需指明路径。

数据流：以规定顺序被读取一次的数据序列。

又如：
FILE *fphzk
fphzk=("c:\\hzk16',"rb")
其意义是打开C驱动器磁盘的根目录下的文件hzk16，这是一个二进制文件，只允许按二进制方式进行读操作。
两个反斜线“\\ ”中的第一个表示转义字符，第二个表示根目录。使用文件的方式共有12种，下面给出了它们的符号和意义

函数fclose用法：

int fclose(FILE *stream); 该函数返回一个整数，当文件关闭成功时，返回0,否则返回一个非0值。

函数fprintf用法：

int fprintf (FILE* stream, const char*format, [argument])

FILE*stream：文件指针

const char* format：输出格式

[argument]：附加参数列表

例：基本用法同printf。

函数fscanf用法：

int fscanf(FILE * stream, const char * format, [argument...]);

其功能为根据数据格式(format)从输入流(stream)中读入数据(存储到argument)；

例：

【第三章】函数自顶而下设计

步骤一：分析问题，将问题分开成为若干的子问题，按照先后或并列的逻辑组织这些问题。

步骤二：制定顶层函数设计，用框图的形式表达，写出每一个函数的具体作用，用注释的方式列出函数的数据需求，其中包括：1.问题常量 2.问题输入 3.问题输出 4.相关数据结构与公式

步骤三：根据每一个函数的数据需求细化地编写每一个函数。

·库函数：

用#include <math.h> 语句引入数学库函数

定义与调用无参函数

function prototype

定义：void draw_circle(void);

调用：draw_circle();

·双反斜杠\\在格式字符串中表示单反斜杠\

·带输入参数的函数

实参：在函数调用括号内的表达式，它的值被传入函数并和函数的对应形参关联。

形参：在函数定义中表示对应实参的标识符。

一：带输入参数和单一结果的函数

函数接口注释实例：
/* Pre: n is defined. 此为前置条件，即函数调用前为真的条件。

二，带多个参数的函数

通常要保证参数表的一致性，要求函数调用中实参的数目必须与函数原型中形参的数目一致，保证不会有信息丢失。

为了检验函数编写的正确性，可以使用驱动测试函数，即通过定义函数参数、调用函数并显示返回值才测试函数的一个小程序。

【第四章】选择结构

关系运算符：

逻辑运算符：&&（与）、||(或)、！（非）

逻辑运算符可以作用于数上，C语言对逻辑表达式求值的结果总是为0或1。但C语言认为任何非0值代表true。

注：&&（与）的优先级高于||（或）

C语言中存在短路求值现象，要注意。

短路求值：只要逻辑表达式的值能够确定就停止对表达式求值。

ex：

·C语言中也可以使用关系运算符和判等运算符来比较字符。例：

if语句：

风格参考：

if (条件) {

条件为true时的任务

}

else {

条件为false时的任务

}

内聚函数：执行单个特定操作，在程序中可被复用的函数。

编写内聚函数是一种良好的编程风格。

在进行顶层设计的时候，可以考虑采用数据流的形式，对问题进行分析与设计。

数据流信息是系统文档很重要的一部分，因为它表明了每个算法步骤处理的程序变量，以及处理这些变量的方式。

如：

·嵌套if语句结构

·多选项if语句结构

注：C语言会将else和最近一个不完整的if相关联。

switch语句：

条件表达式只能是int或者char类型，不可是double类型。包含double类型或字符串值的case标签是不允许的。

如果没有break语句，程序执行将“贯穿”到下一个选项。

·使用switch语句时，为了防止整个switch语句被跳过，可添加default标签默认执行回显语句，方便后期进行查错。

注if(!x) 语句1；指：当x为0时，执行语句1。

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