理解 C 语言：从基础到高级的全面介绍

• 前言
• 特性
• • 指针
  • 结构体
  • 动态内存管理
  • 文件操作
• 习题
• 书籍推荐
• • 本书内容

前言

C语言是一种通用的编程语言，广泛应用于系统编程、嵌入式系统以及各种高性能应用程序的开发。它的设计理念和语法结构为许多现代编程语言奠定了基础。本文将深入探讨

C 语言的基本概念、关键特性、进阶技术及其实际应用，以帮助读者全面掌握这一经典编程语言。

C 语言由 Dennis Ritchie 于 1972 年在贝尔实验室开发。它是从 B 语言和 BCPL 语言派生而来的，目的是为 Unix 操作系统提供一种高效、灵活的编程工具。C 语言的特点包括：

• 简洁性：C 语言的语法简洁且功能强大，这使得它能够提供高效的编程能力。
• 结构化：C 语言支持结构化编程，鼓励程序员将代码组织成函数和模块。
• 底层操作：C 语言允许直接操作内存和硬件，这使得它特别适合于系统级编程。
• 高效性：编写的代码执行速度快，适合需要高性能的应用。

特性

指针

指针是 C 语言的强大功能之一，它允许程序员直接操作内存。指针变量存储另一个变量的内存地址。

• 示例：
• p 是指向 a 的指针，*p 表示 p 指向的内存地址中存储的值。

c
int a = 10;
int *p = &a;
printf("Address of a: %p\n", (void *)p);
printf("Value of a: %d\n", *p);

结构体

结构体是一种用户定义的数据类型，它可以组合不同类型的数据。结构体用于表示具有不同属性的数据对象。

• 示例：

定义了一个 Person 结构体，它包含姓名和年龄两个字段。

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

int main() {
    Person p1 = {"Alice", 30};
    printf("Name: %s, Age: %d\n", p1.name, p1.age);
    return 0;
}

动态内存管理

C 语言提供了 malloc、calloc、realloc 和 free 函数来动态分配和释放内存。

• 示例：

c
int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
if (arr == NULL) {
    printf("Memory allocation failed\n");
    return 1;
}

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = i * 10;
}

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

free(arr);

在这段代码中，malloc 函数分配了一个整型数组的内存，free 函数用于释放这块内存。

文件操作

C 语言提供了标准库函数来进行文件操作，包括 fopen、fread、fwrite 和 fclose。

• 示例：

c
FILE *file = fopen("example.txt", "w");
if (file == NULL) {
    printf("Failed to open file\n");
    return 1;
}

fprintf(file, "Hello, File!\n");
fclose(file);

return 0;

fopen 函数以写模式打开文件，fprintf 函数将字符串写入文件，最后 fclose 关闭文件。

习题

👁‍🗨👁‍🗨1.

问题：

读入全班30个学生的C语言成绩，求全班平均成绩，并统计高于平均分

的学生人数。

分析：

读入全班30个学生的成绩也就是要用一个for循环来输入学生的成绩。学生成绩可以是小数，所以用 float 类型。30个学生的成绩可以用一个float类型的数组来存储，求全班的平均成绩即把所有的人的成绩加在一起，除以学生的数量即可。要想统计高于平均分的学生个数，就要用一个循环来比较一下学生的成绩，同时设一个变量（计数器），只要该成绩大于平均成绩就让计数器进行加一操作。

代码如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
	float score[30], aver, sum = 0;
	int i;
	int count = 0;  //计数器
	for ( i = 0; i < 30; i++)
	{
		scanf("%f", &score[i]);
		sum += score[i];
	}
	aver = sum / 30;
	for (i = 0; i < 30; i++)
	{
		if (score[i] > aver)
			count++;
	}
	printf("aver=%f\n", aver);
	printf("count=%d\n", count);
	return 0;
}

👁‍🗨👁‍🗨 2.

问题：

输入10个整数，按每行4个数输出这些整数，最后输出这批整数的最大值。

分析：

首先想到的就是，利用创建一个数组来存放这10个数，要求每行输出4

个数，即当数组下标%4时==0；打印一个换行就行。要想输出最大值，即用一个for循环，创建一个新变量max，先假设 a[0]=max；

当循环进行后，如果下一个数比max大，就把这个数赋值给max，然后利用for循环一直比下去，如果下一个数没有max大，就不用操作，继续进行循环即可。直到循环结束，最大值也就知道了，就是max。

代码如下:

#include <stdio.h>

int main()
{
	int  score[10];
	int i;
	int max = 0;
	for ( i = 0; i < 10; i++)
	scanf_s("%d", &score[i]);
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		if (i % 4 == 0&&i!=0)
			printf("\n");
		printf("%d ", score[i]);
	}
	max = score[0];
	for (i = 1; i < 10; i++)
		if (max < score[i])
			max = score[i];
	printf("\n");
	printf("%d",max);

	return 0;
}

👁‍🗨👁‍🗨3.

问题：

写一个判断素数的函数，在主函数输入一个整数，输出是否为素数的信息。

分析：

首先要明确什么是素数

除了1和它本身以外，不能被其他正整数整除的数叫素数。如：2，3，5，7，11，13，17......

所以就是说，你输入的这个数 i，用输入的这个数i %利用一个for循环，从2开始到输入的这个数 i-1，如果其中有一次==0的话即可判断是素数，如果到循环结束时还没有一次能够整除的，即可认定没有素数。

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int is_Prime(int a)
{
	int i;
	if(a==1)
		return 1;
	if (a == 2)
		return 0;
	for (i = 2; i < a; i++)
	{
		if (a % i == 0)
			return 1;
		else
			return 0;
	}
}
int main()
{
	int a;
	scanf_s("%d", &a);
	if (is_Prime(a) == 0)
		printf("输入的该数是素数");
	if(is_Prime(a)==1)
		printf("输入的该数不是素数");
	return 0;
}

👁‍🗨👁‍🗨4

以下程序段的输出结果是（ ）

A: 12 B: 13 C: 16 D: 以上都不对

👁‍🗨👁‍🗨5

若有以下程序，则运行后的输出结果是（ ）

示例：

输入：2012 12 31 输入：1982 3 4

输出：366 输出：63

#include<stdio.h>
int main()
{
char s[] = "\\123456\123456\t";
printf("%d\n", strlen(s));
return 0;
}
#include <stdio.h>
#define N 2
#define M N + 1
#define NUM (M + 1) * M / 2
int main()
{
printf("%d\n", NUM);
return 0;
}

书籍推荐

《你好，C语言》本书的目的就是帮助读者系统地学习和掌握C语言的核心概念和高级特性。通过深入讲解C语言的语法、指针操作、内存管理和文件处理等重要知识点，本书旨在培养读者在C语言编程领域的能力和自信。通过丰富的示例和实践项目，读者将能够理解和应用C语言的各种技术，为自己的软件开发之路奠定坚实的基础。同时，本书将成为读者掌握C语言的重要参考资料和学习指南。

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本书内容

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第3章"数据类型"，详细介绍C语言中的各种数据类型，包括整型、浮点型、字符型等，以及它们的特性和使用方法。

第4章"格式化输入和输出"，解释如何使用格式化字符串来实现输入和输出操作，包括格式化输出、格式化输入。

第5章"运算符和表达式"，介绍C语言中的各种运算符和表达式，包括算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。

第6章"控制流"，讲解C语言中的条件语句（如if语句和switch语句）和循环结构（如while循环和for循环），以及如何使用它们来控制程序的流程。

第7章"数组"，详细介绍C语言中的数组，包括一维数组和多维数组的定义、初始化和操作方法。

第8章"函数"，介绍如何定义和调用函数，以及函数参数的传递和返回值的处理。

第9章"指针"，深入讲解C语言中的指针概念和操作，包括指针的定义、指针运算、指针与数组的关系，以及指针的应用场景。

第10章"字符串"，介绍C语言中处理字符串的方法，包括字符串的定义、输入和输出、比较和处理字符串的函数库等。

第11章"复合数据"，讲解C语言中的结构体和联合体，以及如何定义和使用复合数据类型来组织和管理数据。

第12章"作用域和预处理器"，介绍C语言中的作用域规则和预处理器的使用方法，包括宏定义、条件编译和头文件的引用等。

第13章"多文件代码和存储类别"，介绍如何将程序分割成多个源文件，以及存储类别的概念和使用方法，包括全局变量和局部变量的作用域等。

第14章"文件操作"，讲解如何在C语言中进行文件的读写操作，包括文本文件和二进制文件的处理、文件指针的操作，以及文件的打开和关闭等。

第15章"位操作、动态内存管理和主函数参数"，深入探讨C语言中的位操作、动态内存管理和主函数参数的处理，以及相关的技巧和注意事项。