c语言基础知识学习

1. C 语言简介

定义：C 语言是一种过程式编程语言，设计用于系统编程和应用程序开发。
特点：高效、灵活、接近硬件，支持指针和内存操作。

1. 基本语法

程序结构：
- C 语言程序由函数组成，main 函数是程序的入口点。
c 复制代码
```
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}
```
- #include <stdio.h> 是预处理指令，包含标准输入输出库。
- int main() 是主函数，程序从这里开始执行。
- printf 用于输出文本到终端。

2. 数据类型

基本数据类型：
- int：整数类型，通常占用 4 字节。
- float：单精度浮点数，通常占用 4 字节。
- double：双精度浮点数，通常占用 8 字节。
- char：字符类型，通常占用 1 字节。
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```
int a = 10;
float b = 3.14;
double c = 2.718281828;
char d = 'A';
```
修饰符：
- short、long、signed、unsigned 用于修饰基本数据类型的大小和符号。
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```
unsigned int x = 1000;
long int y = 100000L;
```

3. 变量

声明与初始化：

变量必须在使用之前声明，并可以在声明时初始化。

c 复制代码

int a = 5;    // 声明并初始化变量 a
int b;        // 声明变量 b
b = 10;       // 初始化变量 b

4. 运算符

算术运算符：
- +、-、*、/、%，用于基本的数学运算。
c 复制代码
```
int sum = a + b;
int product = a * b;
```
关系运算符：
- ==、!=、>、<、>=、<=，用于比较操作。
c 复制代码
```
if (a > b) {
    printf("a is greater than b\n");
}
```
逻辑运算符：
- &&（与）、||（或）、!（非），用于逻辑运算。
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```
if (a > 0 && b > 0) {
    printf("Both a and b are positive\n");
}
```
赋值运算符：
- =、+=、-=、*=、/=，用于赋值操作。
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```
a += 5; // a = a + 5
```

5. 控制结构

条件语句：

if、else if、else 用于条件判断。

c 复制代码

if (a > b) {
    printf("a is greater\n");
} else if (a < b) {
    printf("a is smaller\n");
} else {
    printf("a and b are equal\n");
}

循环语句：

for 循环：

c 复制代码

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d\n", i);
}

while 循环：

c 复制代码

int i = 0;
while (i < 5) {
    printf("%d\n", i);
    i++;
}

do-while 循环：

c 复制代码

int i = 0;
do {
    printf("%d\n", i);
    i++;
} while (i < 5);

6. 函数

函数定义与调用：

函数用于组织代码，执行特定任务。

c 复制代码

int add(int x, int y) {
    return x + y;
}

int main() {
    int result = add(5, 3);
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

函数原型：
- 在函数定义之前声明函数，以告知编译器函数的存在。
c 复制代码
```
int add(int, int);
```

7. 数组

定义与初始化：
- 数组是相同数据类型元素的集合。
c 复制代码
```
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
```
访问元素：
- 使用索引访问数组元素，索引从 0 开始。
c 复制代码
```
int first = arr[0]; // 访问第一个元素
```

8. 字符串

定义与操作：
- 字符串是以 null 结尾的字符数组。
c 复制代码
```
char str[] = "Hello";
printf("%s\n", str);
```
字符串函数：
- 使用 strlen、strcpy、strcat 和 strcmp 等库函数操作字符串。
c 复制代码
```
#include <string.h>
char dest[50];
strcpy(dest, "Hello");
strcat(dest, " World");
```

9. 指针

定义与使用：
- 指针存储变量的内存地址。
c 复制代码
```
int a = 10;
int *p = &a; // p 指向变量 a 的地址
```
解引用与指针运算：
- 使用 * 操作符访问指针指向的值。
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```
*p = 20; // 修改 a 的值为 20
```

10. 结构体

定义与使用：

结构体用于定义具有不同数据类型的集合。

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struct Person {
    char name[50];
    int age;
};

struct Person p1;
strcpy(p1.name, "Alice");
p1.age = 30;

11. 文件操作

打开、读写和关闭文件：

使用 fopen、fprintf、fscanf、fclose 操作文件。

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FILE *fp = fopen("file.txt", "w");
fprintf(fp, "Hello, File!\n");
fclose(fp);

FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
char buffer[100];
fgets(buffer, 100, fp);
fclose(fp);

12. 动态内存管理

分配和释放内存：
- 使用 malloc、calloc、realloc 和 free 管理内存。
c 复制代码
```
int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * 10);
// 使用 arr
free(arr);
```

13. 预处理器指令

宏定义：
- 用 #define 定义常量或宏。
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```
#define PI 3.14159
```
条件编译：
- 使用 #ifdef、#ifndef、#endif 进行条件编译。
c 复制代码
```
#ifdef DEBUG
printf("Debug mode\n");
#endif
```