C语言要点细细梳理（上）

1.类型转换

1.1 隐式类型转换

在两个不同类型数据进行运算时，会把低精度类型的数据转为与高精度类型一致的数据类型然后计算，然后再根据赋值的需要把计算结果转回去

1.2 强制类型转换

可以将某种类型的数据转换为想要的精度，一般int、double、float可以相互转，但是可能会损失精度。

注意，如果想要将字符串强制转为int类型将会报编译错误

2. 输入输出控制

2.1 输出控制：printf

格式控制符%d的数量可以不与需要输出的字符数量对应，不会报错，但是会造成输出与预期不符的情况。

如果没有格式控制符，只有想要输出的变量，将会报编译错误

2.2 输入控制：scanf

输入存入的数据需要提供该数据的地址，形如&a（变量a的地址）

有两种典型的错误：

未提供地址：如下所示，将会报编译错误

c 复制代码

scanf("%d",a);

提供地址数少于输入：如下所示，将会报运行时错误

c 复制代码

scanf("%d %d",&a);//输入两个数据

2.3 输出格式控制（C风格）

指定解读方式

%d：解读为有符号十进制(decimal)整数
%f：解读为单精度浮点数(float)
%u：解读为无符号(unsigned)十进制整数
%c：解读为单个字符(character)

例子：

c 复制代码

int a =65;
printf("%d %c %f",a,a,a);
//输出结果为：65 A 0.000000

指定数据格式

控制宽度

%md：指定输出宽度为m，默认右对齐，如果不足则补空格

控制小数位数

%.mf：指定暴力小数点后m位，四舍五入

同时控制宽度和小数位数

%n.mf：指定宽度为n（默认右对齐），并且保留小数点后m位，注意小数点也占一个宽度，不足宽补空格

指定输出整数的进制

%0x：将数据理解为整数，并且输出16进制表示，注意是零和x（x小写则16进制字母小写）（X大写则16进制字符大写）

使用指定字符控制宽度

%0md：指定整数宽度为m，宽度不足用0补齐

需要输出%

连续使用两个%，前一个%作为转义符号

输入格式控制

c 复制代码

scanf("Please input:%d",&a);

上述代码指明了程序期望的用户输入格式
如果用户按照Please input:1的格式输入，则可以正常运行
如果直接输入1，不会报错，但是读取的输入会与预期不符合

一些例子

3.宏定义与不变量

3.1 宏（文本批量替换功能）

在编程领域，"宏"就是指通过预设，对指定的文本内容进行替换
c语言中，通过#define预编译指令定义一个宏
如下宏定义代码，在预编译阶段（即编译前），把源码中所有的PI改成对应的数字

c 复制代码

#define PI 3.141592679545215498795461648794856213245978945123126748974653126857984653268757712954728768654554

宏定义不止可以定义常量，也可以带参数定义：
需要注意宏定义是简单机械的替换，注意下面这个例子，为了避免这样的问题，可以在宏定义时对计算的值加上括号

3.2 不变量

不变量是加限制的变量，即不可通过赋值符号进行改变（i.e. 不可作为等号左值），在普通变量定义前加上const即可定义为不变量（注意是加在最前面）
注意，试图通过等号为不变量赋值，将会报编译错误
事实上，不变量只是限定为不能通过赋值符号赋值，不可以作为左值，但是可以作为右值参与运算，如果需要修改值，可以通过指针+间接引用改变绕过限制，但是不建议这么做

常见的错误理解：（A、B、D会编译错误，C绕过限制不报错，但是不推荐这样做）

3.3 宏定义与不变量辨析

宏定义是预编译指令，本质是文本的替换，支持复杂的带参数的文本模式替换
不变量是语句，本质是对变量的修饰，限定其不能通过赋值号赋值

#define定义的常量和const限定的不变量的区别

4.技术知识

4.1 转义字符

'\n'、'\0'、'\t'、'''、'"'、'\'等使用反斜杠

4.2 "溢出"

例如unsigned int加到最大值，再加一会溢出，显示出来的值是0
溢出其实是，最大值再加1回到最小值，最小值再减1回到最大值

4.3 小数

整数除法的本质是做隐式类型转换：int=>float=>int
float=>int的类型转换是截除小数的，会损失精度，不会进行四舍五入
printf使用的格式控制用于指定对数据的理解和呈现方式，不是类型转换
%.mf指将数据理解为浮点数，并且呈现m为，涉及对数据的理解，会进行四舍五入

5. 函数

5.1 函数定义------做饼

明确函数：

接收的参数
返回值类型
具体操作

函数的定义主要包括：指明返回值、明确参数列表、编写函数逻辑三部分

5.2 函数声明------画饼

明确函数：

接收的参数
返回值的类型

函数定义是函数的实际执行部分（工人师傅），函数声明就是明确接收什么返回什么（名片），不涉及细节

5.3 函数调用与传参

调用时找到声明即可。

如果调用时看不到声明，则报编译错误
如果找到声明找不到定义，则报链接错误

5.4 函数返回值

无论再函数内部何处，return语句的执行将立即结束函数并提交返回值
函数结束后，再调用位置原地替换为返回值
无需提供返回值用void

5.5 注意点

函数声明可以放在另一个函数的定义中，但函数定义不可以，不同函数的定义需要隔离开来
一个函数只能返回一个值

5.6 实参与形参

c 复制代码

int sum(int a,int b){
	return a+b;
}
int main(){
	int m = 1,n=2;
	int res = sum(m,n);
	return 0;
}

上述代码中：

a,b是形式参数
m,n是实际参数

注意：

函数声明的形参只是一个说明，其实没有变量名都可以，但是函数定义的形参真实存在
函数传参其实是将实际参数的值copy给形式参数作为初始化，不变量也允许作为形参，请见下面的例题：

6. 分支结构branch

6.1 if-else-else if语句

判断闰年的if语句

闰年：

（1）四年一闰百年不闰：即如果year能够被4整除，但是不能被100整除，则year是闰年。
（2）每四百年再一闰：如果year能够被400整除，则year是闰年。

c 复制代码

int a;
scanf("%d",&a);
if(a%4){
	printf("NO");
}else{
	if(a%100){ 
		printf("YES");
	}else if(a%400){
		printf("NO");
	}else{
		printf("YES");
	}
}

6.2 条件表达式

比较运算符：==、>、<、>=、<=、!=
条件表达式：通过比较运算符对左右操作数进行运算
逻辑运算符：&&、||、！

使用逻辑表达式表达复杂的组合判断逻辑，仍然是闰年问题：

c 复制代码

if(a%4!=0||a%100==0&&a%400!=0){
	printf("NO");
}else{
	printf("YES");
}

运算符优先级

算数运算符>！>比较运算符>&&>||
即：先运算，再比较，最后组合

逻辑表达式的短路

如果a=1，那么a||b一定是1，不用考虑b，即b被短路
如果a=0，那么a&&b一定是0，不用考虑b，即b被短路

7. 循环结构

循环三要素：起点、终点、步长

7.1 while

while的执行：出口判断->执行一次循环->出口判断...
do-while的执行：执行一次循环->出口判断->执行一次循环...

为了避免将形如a==0的判断语句写成a=0造成不执行的情况，可以写成0==a，因为0=a会报编译错误

7.2 for

for适用于迭代：能够不重不漏地访问范围内所有元素

c 复制代码

    for (int i = 0; i < 1; ++i) {
        printf("%d",a++);
    }

for执行的顺序：
- 1. int i =0;
- 1. i<1;
- 1. printf("%d",a++);
- 1. ++i
- 1. 回到2
for括号内的两个分号不能少

7.3 循环控制

break：提前终止当前整个循环
continue：跳过本轮循环剩下的执行内容，直接开始下一次

8.数组

8.1 数组组成

基础数据类型：int、float类型的数组
自定义数据类型：struct、union类型的数组

8.2 数组初始化

通过列表初始化：

c 复制代码

//全部初始化
int a[7]={0,1,2,3,4,5,6};
//部分初始化
int b[7]={0,1,2};//未初始化默认为0，故b[7]={0,1,2,0,0,0,0};
//不确定个数初始化
int c[]={0,1,2};
int c_size = sizeof(c)/4;//c_size=3
//注意sizeof计算的是字节数

注意，只有数组定义时才能批量初始化，定义完成后只能通过索引访问

8.3 数组长度

C语言中的数组特指定长数组
因此定义数组元素数量必须使用常量或不变量
准确来说，是编译期能直接确定数值的量
已经定义好长度的数组，访问超过长度范围的索引值，会报数组越界（运行时错误）

获取已定义数组的元素数量

c 复制代码

int length = sizeof(a)/sizeof(int);

8.4 数组遍历

形如下：

c 复制代码

int a[n];
for(int i=0;i<n;i++){
	a[i]=i;
}

8.5 多维数组

实际上是按顺序排列的

9. 结构体

9.1 声明结构体

c 复制代码

struct item{	//1.声明结构体
	int id;
};
struct item a;	//2.定义结构体变量

a.id = 10;		//3.访问结构体变量的成员

声明：让编译器知道存在这么一个东西
定义：让编译器实际生成一个东西（分配空间）

声明与定义的两种形式

先声明后定义
声明并定义

typedef关键字

c 复制代码

typedef unsigned long long uint64;

uint64 a;//= unsigned long long a;

typedef不是宏定义替换
typedef可以给类型取别名

注意与结构体声明并定义的区别！！

9.2 使用结构体

初始化结构体内部的成员变量

c 复制代码

typedef struct student{
	char name[20];
	unsigned long long id;
	int age;
	float score;
}S;
//不得用等号，要用冒号
S s1 = {"Mike",2222,age:19,score:100.0f};//如果按照顺序初始化，可以不标注所赋值变量名

结构体大小

使用sizeof获取结构体变量所占内存大小，原则上来说，大小等于其所有数据成员大小之和
例外情况：内存对齐：通常是4字节对齐，即如果定义结构体大小不是4字节的整数倍那么将向上对4取整

9.3 联合体union

联合体存在的意义

为什么有了结构体还要有联合体?

场景1:各个成员互斥，同一时间只有一项生效
场景2:同一个数据可以合起来解读，也可以分开多部分解读

联合体在内存资源紧张的平台(如嵌入式)广泛使用

计算内存空间占用问题

union没有内存空间对齐的要求，内存空间占用即为最大成员的内存空间占用
struct有内存空间对齐的要求，内存空间占用是所有成员占用空间总和，还要注意对4向上取整

联合体各个数据成员共享空间，对任意成员的修改都会反映到所有数据上

9.4 枚举类型enum

c 复制代码

    enum day {a=1,b,c,d,e,f,g};
    enum day dd = b;
    printf("%d %d",dd,e);
    //输出：2 5

参考上述代码可知，enum相当于定义了一系列变量，默认按照递增顺序给未赋值的变量赋值。