一篇文章帶你了解C語言:入門基礎(2)
本節(jié)將結束對初識C語言的概述，只追求大概，不求精細。
本節(jié)包括的內容有操作符，常見關鍵字，#define定義常量和宏，指針以及結構體。
操作符
首先第一部分操作符
分類如上，具體不再用文字闡述。
算術操作符
首先算術操作符，有除號值得一講，若想得浮點數(shù)，兩端操作數(shù)至少有一個為浮點數(shù)，否則就算變量用float定義也不行。
int main()
{
//除號任意兩端有浮點數(shù)則，進行浮點數(shù)除法
//全為整數(shù)則進行整數(shù)除法
float a = 5 / 2;
printf("%f\n", a);//2.0000
float b = 5.0 / 2;
printf("%f\n", b);//2.5000
float c = 5 / 2.0;
printf("%f\n", c);//2.5000
float d = 5.0 / 2.0;
printf("%f\n", d);//2.5000
return 0;
}
移位操作符
接下來是移位操作符，分為左移和右移，右移較復雜先不講，先講左移。按二進制位向左移動一位，即把32個bit的二進制序列寫出來，整體向左移動一位，左側移出去就刪去，右側補零。
當然如果你寫的多的話就可以看出來左移一位即十進制數(shù)字乘以二。
具體看代碼
int main()
{
//00000000 00000000 00000000 00001100 - 12
//00000000 00000000 00000000 00011000 - 24
int a = 12;
int b = a << 1;
printf("%d\n", b);
//00000000 00000000 00000000 00000110 - 6
//00000000 00000000 00000000 00001100 - 12
int c = 6;
int d = c << 1;
printf("%d\n", d);
//00000000 00000000 00000000 00000010 - 2
//00000000 00000000 00000000 00000100 - 4
int e = 2;
int f = e << 1;
printf("%d\n", f);
//由2^0左移一位為2^1;
//由2^1左移一位為2^2;
//由2^2+2^3左移一位為2^3+2^4;
//二進制左移一位即十進制乘以二
return 0;
}
位操作符
接下來是位操作符，有按位與，按位異或和按位或，按位與和按位或是反義的。
具體方法是將兩個操作數(shù)的二進制位寫出來，相應位對比。
按位與：有0則0，全1則1。
按位異或：相同為0，相異為1。（異或嘛~）
按位或：有1則1，全0才0。
具體看代碼
int main()
{
int a = 3;
int b = 5;
//00000000000000000000000000000011 - a
//00000000000000000000000000000101 - b
//00000000000000000000000000000001 - a & b
//對應的二進制位有0就為0，全是1則為1
int c = a & b;
printf("%d\n", c);//1
//00000000000000000000000000000011 - a
//00000000000000000000000000000101 - b
//00000000000000000000000000000110 - a ^ b
//對應的二進制位相同為0，相異為1
int d = a ^ b;
printf("%d\n", d);//6
//00000000000000000000000000000011 - a
//00000000000000000000000000000101 - b
//00000000000000000000000000000111 - a | b
//對應二進制位有1就是1，全為0才得0
int e = a | b;
printf("%d\n", e);//7
return 0;
}
賦值操作符沒什么好講的，也就把a=a+1簡寫成了a+=1這樣差不多的操作符。
單目操作符
接下來是單目操作符
邏輯反操作！
首當其沖是邏輯反操作！，這就涉及到了真假的問題。C語言中規(guī)定非0就是真，只有0是假。所以!上一個任意不為零的數(shù)都是0，但!0呢，規(guī)定!0就為1。
sizeof是個操作符，這也是很多人會忽略的一點。
按位取反~，經過上面移位和位操作符的講解，應該不難得出按位取反的含義，就是把二進制位列出來然后1變0，0變1。
當然不止上面這么簡單，正數(shù)是這樣，那負數(shù)呢？
首先負整數(shù)時有符號的整數(shù)，二進制位最高位如果是0，則該數(shù)為正數(shù)，如果時1，則為負數(shù)。
其實計算機在內存中存儲整數(shù)的時侯呀，存儲的是二進制，這大家都知道。然而一個整數(shù)的二進制的表示形式有三種分別是 原碼，反碼，補碼
如果是正數(shù)，那么原碼反碼補碼相同，那如果是負數(shù)呢，它的原反補是需要計算的。
其次我們應該知道原反補是如何計算的。反碼，原碼符號位不變，其他位按位取反。補碼，反碼+1。
但是最重要也是最容易讓初學者混淆的一點是，計算機存儲整數(shù)時，往內存里存的是補碼，而不是大多數(shù)人想象的原碼，這就需要我們反過來計算原反補了。
可以以0為例，0的二進制位全為0，所以可以看成是個正數(shù)，所以其原反補相同。
如果我們想知道~0（對0按位取反）是個什么結果的話，
1.先對0的補碼按位取反的~0的補碼，
2.再反過來計算，補碼-1得反碼，
3.然后再符號位不變，其他按位取反得其原碼，
4.這樣就得到了~0的原碼，就可計算其十進制數(shù)了
由此可得的重要結論，對一個數(shù)按位取反，反的是二進制位的補碼！
int main()
{
//整數(shù)在內存中存儲的時候，存儲的是二進制
//一個整數(shù)的二進制表示有3種形式：原碼，反碼，補碼
//正整數(shù)：原碼，反碼，補碼相同；
//負整數(shù)：原碼，反碼，補碼需計算；
//有符號的整數(shù)，最高位是0，表示為正，
// 最高位是1，表示為負；
//eg:
// int a = 1;
//00000000000000000000000000000001 - 原碼
//00000000000000000000000000000001 - 反碼
//00000000000000000000000000000001 - 補碼
// int a = -1;
//10000000000000000000000000000001 - 原碼
//11111111111111111111111111111110 - 反碼 - 符號位不變，其他位按位取反
//11111111111111111111111111111111 - 補碼 - 反碼+1
//內存存儲整數(shù)時，存儲的是二進制的補碼
//計算時也是從補碼開始計算
//~按(二進制)位取反
int b = 0;
printf("%d\n", ~b);//-1
//00000000000000000000000000000000 - 0的補碼
//11111111111111111111111111111111 - ~0的補碼
//11111111111111111111111111111110 - ~0的反碼
//10000000000000000000000000000001 - ~0的原碼
//故由0的補碼得~0的補碼，補碼-1得反碼，再（符號位不變）按位取反得原碼；
//最后原碼代表的就是結果的二進制序列；
return 0;
}
操作符++，--
操作符++，--，值得一提。很多學校喜歡考各種各樣的奇葩++--題，不同的編譯器得到的結果可能不同，所以那就是道錯題。
在真正編程時，使用++，--就老老實實使用。別搞別人看不懂的那一套，沒意思的，實力不是靠那個體現(xiàn)出來的。就分為前置和后置，也就是先++，在使用，還是先使用，再++的區(qū)別。
int main()
{
int a = 2;
//a = a + 1;
//a += 1;
//printf("%d\n", a);
//前置++；后置++；
int c = ++a;//前置++;先++，后使用
printf("++a=%d\n", c);//3
printf(" a=%d\n", a);//3
a = 2;
int d = a++;//后置++；先使用，后++
printf("a++=%d\n", d);//2
printf(" a=%d\n", a);//3
a = 2;
int e = --a;//前置--；先--，后使用
printf("--a=%d\n", e);//1
printf(" a=%d\n", a);//1
a = 2;
int f = a--;//后置--；先使用，后--
printf("a--=%d\n", f);//2
printf(" a=%d\n", a);//1
return 0;
}
取地址操作符和解引用操作符是一對，放在指針部分再講。
關系操作符沒什么好講的，和數(shù)學上一個含義。
邏輯操作符
邏輯操作符嘛，就如同數(shù)學里的邏輯真假一樣，邏輯與和邏輯或，分別是并且和或者的關系，他們兩邊分別是兩個條件，如果兩個都為真，邏輯與表達式就為真。如果兩個有一個真的，邏輯或表達式就是真。
int main()
{
//邏輯與 - &&（并且）
//邏輯或 - ||（或者）
int a = 1;
int b = 4;
if ((a = 1) && (b = 4))
{
printf("&&\n");
}
if ((a = 3) || (b = 4))
{
printf("||\n");
}
return 0;
}
條件操作符
條件操作符，x?y1:2，？的兩邊分別是兩個條件，前面的成立則整個表達式的值為1，反正則2。
逗號表達式
逗號表達式，（ ， ， ，） ，如這樣的一個例子，每一個表達式都是一個算式，從左向右依次計算，最后一個表達式的結果作為整個逗號表達式的值。
//條件操作符（三目操作符）
int main()
{
int a = 10;
int b = 0;
//if (a == 5)
//{
// b = -6;
//}
//else
//{
// b = 6;
//}
b = (a = 5) ? (6) : (-6);
printf("%d\n", b);
return 0;
}
//逗號表達式
//( , , ... , );
//表達式從左向右計算，整個表達式的結果為最后一個表達式的值
int main()
{
int a = 0;
int b = 3;
int c = -1;
int d = (a = b - 5, b = a + c, c = a + b, c -= 5);
printf("%d\n", d);
return 0;
}
OK，關于操作符的內容就先介紹到這兒。
下面是關鍵字的內容。
常見關鍵字
上圖為常見關鍵字的思維導圖，接下來請隨我一同探討。
這些是C語言里常見的各種關鍵詞，下面將對其部分稍作討論。
typedef
首先是typedef，翻譯來就是類型重命名。顧名思義，就是將定義變量的類型的名字如int，char等，重新取個名字代替。當然一般用于非常長的類型名如unsigned int這樣，或者是結構體類型。 如此之后就可以把unsigned int 改寫成 unint了。
//typedef 變量類型重命名 typedef unsigned int unint;
extern
然后是extern，翻譯過來就是外部的意思，故用于聲明引用外部（其他.c文件）的文件或者是函數(shù)等，但由于函數(shù)自帶外部鏈接屬性，所以一般不用于聲明外部函數(shù)。用法如extern int g_val;（g_val是外部的變量）
static
緊接著是static，它分別有修飾局部變量，修飾全局變量和修飾函數(shù)三種不同的用法，但個人認為修飾全局變量和函數(shù)的意義相同。
修飾局部變量
修飾局部變量時，使其出作用域不會被銷毀，準確的來說就是延長了他的生命周期，但不影響作用域。
修飾全局變量和函數(shù)
修飾全局變量和函數(shù)時，會使其外部鏈接屬性失效，也是就使其不可以再其他源文件中被使用。
void test()
{
//修飾局部變量
//改變其生命周期，不影響作用域
static int a = 1;
a++;
printf("%d ", a);
}
int main()
{
int i = 0;
while (i < 10)
{
test();
i++;
}
//static修飾全局變量
printf("%d\n", g_val);
int a = 10;
int b = 20;
//static修飾的函數(shù)
int c = Add(a, b);
printf("%d\n", c);
return 0;
}
//static修飾全局變量
//使其不可跨文件使用（外部鏈接屬性失效）
static int g_val = 2021;
//static修飾的函數(shù)
//函數(shù)被static修飾，使其外部鏈接屬性變內部鏈接屬性
static int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
其它
其它如，auto，goto，register，union，稍微了解一下。
#define定義常量和宏
定義常量
定義常量時，也是非常簡單，例如：#define N 10; 就定義了一個不可被修改的常量其值為10。
定義宏
#define MAX(x,y) (x>y?x:y)
類似于函數(shù)，但又有別于函數(shù)，MAX(x,y)是宏，(x>y?x:y) 是宏體。MAX(x,y)，像是函數(shù)名和傳參放在一塊，（）就像是函數(shù)內容。
//定義常量
#define NUM 100
//定義宏
#define MAX(X,Y) (X>Y?X:Y)
int main()
{
printf("%d\n", NUM);
int a = 0;
int b = 10;
int c = MAX(a, b);
//實際操作，替換宏體
//int c = (a > b ? a : b);
printf("%d\n", c);
return 0;
}
指針
指針一直是我之前自學的時候最害怕的內容，但這次初識C語言讓我消除了對指針的恐懼，一步步的了解指針。
指針嘛，指向變量的內存地址，故講指針之前必須把內存搞清楚。
內存單元
為了可以有效使用內存，我們把內存劃分了一個個小的內存單元，每個內存單元的大小為1byte。
我們需對內存進行編號，當然需要二進制位序列表示（默認我們是32位機器）。
每個二進制序列有32個bit，從數(shù)學全排列角度看，一共有2的32次方種排列可能（32個全0到32個全1）。
所以若想對其進行編號，不如一人一個碼（一個內存單元用一個二進制序列表示）。并且我們把這些編號成為地址。
當然，二進制也可以轉化為十進制或者十六進制，所以我們再調試時調用內存會看到自動顯示為十進制數(shù)字。
我們了解了內存，現(xiàn)在我們看看如何取出內存的地址
int main()
{
int num = 1;//先創(chuàng)建一個變量
#//然后取出它的地址
printf("%p",&num);//最后以%p的形式打印地址
return 0;
}
這樣我們就得到了num的地址，以十六進制數(shù)字展示。
指針變量
我們講清楚了內存，現(xiàn)在再來看看指針。
我們既然已經得到了地址，那我們如何去儲存這些東西呢，這是程序員們就想到了一種東西叫指針變量，它用于存放地址。
關于該（指針）變量如何定義看下列代碼。
#include <stdio.h>
int main()
{
int num = 10;
int *p = #
*p = 20;
return 0;
}
上述代碼中我們可以看到，指針變量的類型時 int * 。而有了指針變量后，在其前面加上*有個可以改變原變量的值。當然之所以是int*而不是char*，是因為原變量是int型的。
&取地址操作符，*解引用操作符
這里我們介紹一下，兩個操作符分別是&取地址操作符和*解引用操作符。
&+變量名 可以取出變量的地址。
*+指針變量名 就可以把它當作原變量使用，通過這樣就可以進行改變原變量的這樣一系列的操作
可以說 pa = &a , *pa = a。
類型所占空間
那么我們既然知道了有種變量叫指針變量，那么他們的類型大小是多少呢？
答案是每種指針變量類型大小都為4個字節(jié)（32位機器），因為指針變量存放地址，地址為二進制序列，32個bit，正好占4個byte。當然64位機器就是8個字節(jié)。
結構體
結構體的出現(xiàn)使得C語言具有了描述復雜類型的能力。
C語言的類型int,char,float等可以描述很多東西，但是這畢竟太單一，使用結構體可以描述更復雜的對象。
比如最經典的例子，如學生，書籍等。
定義結構體
描述學生的信息有名字，性別，年齡，學號等，下面且與我一同欣賞如何定義學生結構體。（記得大括號后面有個分號，vs2019自動帶上）
struct stu
{
char name[20];//姓名
int age;//年齡
char sex[5];//性別
char id[20];//學號
};
或者是針對書籍的描述，有書名，價格，作者名等
struct book
{
char name[20];
int price;
char author[20];
};
注意，struct stu 這一整個相當于 int float double 。
這樣我們就完成了結構體變量類型的定義。
下面我們定義一個個的學生（結構體）變量。
//創(chuàng)建結構體變量
struct stu s1 = {"蕪湖大司馬",40,"男","2020313222"};
struct stu s2 = {"lisa",22,"女","2020313232"};
struct book b1 = {"C語言詳解",55,"譚浩強"};
使用結構體變量
創(chuàng)建好了我們如何去使用呢？最簡單的輸出方式，使用操作符 .
形式上是 結構體變量.成員名。
//輸出1
printf("name: %s,age: %d,sex: %s,id: %s\n", s1.name, s1.age, s1.sex, s1.id);
printf("書名: %s,價格: %d,作者: %s\n", b1.name, b1.price, b1.author);
既然這樣可以的話，我們還可以定義指針變量代替變量名，用(*pb)代替b1。
struct book * pb = &b1;
//先定義一下指針變量
printf("%s %d %s\n", (*pb).name, (*pb).price, (*pb).author);
//指針變量解引用，就可以當作原變量使用
當然有更方便的操作符 ->，這樣我們可以直接使用指針啦，如結構體指針->成員名。
struct book * pb = &b1;
//別忘了定義指針
printf("%s %d %s\n", pb->name, pb->price, pb->author);
//指針變量名直接加 —> 再加成員名
直到這里我們初識C語言的內容就講完了，非常感謝您的觀看，創(chuàng)作著實不易。
總結
本篇文章就到這里了，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內容！
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