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C语言教程

编程基础

通俗地理解什么是编程语言 C 语言究竟是一门怎样的语言? C 语言和 C++ 到底有什么关系? 学了 C 语言到底能做什么,能从事什么工作? 二进制、八进制和十六进制 不同进制之间的转换 数据在内存中的存储 载入内存,让程序运行起来 ASCII 编码,将英文存储到计算机 GB2312 编码和 GBK 编码,将中文存储到计算机 Unicode 字符集,将全世界的文字存储到计算机 程序员的薪水和发展方向大全 不要这样学习 C 语言,这是一个坑! 明白了这点才能学好编程,否则参加什么培训班都没用

C 语言初探

第一个 C 语言程序 选择正确的输入法,严格区分中英文 什么是源文件? 什么是编译和链接? 主流 C 语言编译器有哪些? 什么是 IDE(集成开发环境)? 什么是工程/项目? 哪款 C 语言编译器(IDE)适合初学者? 如何在手机上编写 C 语言代码? C 语言的三套标准:C89、C99 和 C11 C 语言为什么有那么多编译器? 程序安装是怎么回事? 制作安装包,让用户安装程序 C 语言程序的错误和警告 分析第一个 C 语言程序 C 语言代码中的空白符 彩色版的 C 语言,让文字更漂亮 一个真正带界面的 C 语言程序

变量和数据类型

大话 C 语言变量和数据类型 在屏幕上输出各种类型的数据 C 语言中的整数(short,int,long) 二进制数、八进制数和十六进制数 C 语言中的正负数及其输出 整数在内存中是如何存储的,为什么它堪称天才般的设计 整数的取值范围以及数值溢出 C 语言中的小数(float,double) 小数在内存中是如何存储的,揭秘诺贝尔奖级别的设计(长篇神文) 在 C 语言中使用英文字符 在 C 语言中使用中文字符 C 语言到底使用什么编码?谁说 C 语言使用 ASCII 码,真是荒谬! C 语言转义字符 C 语言中的几个重要概念 C 语言加减乘除运算 C 语言自增(++) 和自减(--) 变量的定义位置以及初始值 运算符的优先级和结合性 C 语言数据类型转换

C 语言输入输出

数据输出大汇总以及轻量进阶 在屏幕的任意位置输出字符,开发小游戏的第一步 使用 scanf 读取从键盘输入的数据 从键盘输入字符和字符串 进入缓冲区(缓存)的世界,破解一切与输入输出有关的疑难杂症 结合缓冲区谈 scanf 函数,那些奇怪的行为其实都有章可循 清空(刷新)缓冲区,从根本上消除那些奇怪的行为 scanf 的高级用法,原来 scanf 还有这么多新技能 C 语言模拟密码输入(显示星号 ) 非阻塞式键盘监听,用户不输入数据程序也能继续执行

循环结构和选择结构

else 语句 C 语言关系运算符 C 语言逻辑运算符 case 语句 C 语言条件运算符 C 语言 while 循环 C 语言 for 循环 C 语言跳出循环 C 语言循环嵌套 对选择结构和循环结构的总结 谈编程思维的培养,初学者如何实现自我突破(非常重要) 写一个内存泄露的例子,让计算机内存爆满

C 语言数组

什么是数组 C 语言二维数组 判断数组中是否包含某个元素 C 语言字符数组和字符串 字符串的输入和输出 C 语言字符串处理函数 C 语言数组是静态的,不能插入或删除元素 C 语言数组的越界和溢出 C 语言变长数组:使用变量指明数组的长度 对数组元素进行排序 对 C 语言数组的总结

C 语言函数

什么是函数? C 语言函数定义 C 语言函数的形参和实参 C 语言函数的返回值 C 语言函数的调用(从中发现程序运行的秘密) 函数声明以及函数原型 全局变量和局部变量 C 语言变量的作用域 C 语言块级变量 C 语言递归函数(带实例演示) 中间递归函数(比较复杂的一种递归) 多层递归函数(最烧脑的一种递归) 递归函数的致命缺陷:巨大的时间开销和内存开销(附带优化方案) 忽略语法细节,从整体上理解函数

预处理命令

什么是预处理命令? #include 的用法 C 语言宏定义 C 语言带参数的宏定义 带参宏定义和函数的区别 宏参数的字符串化和宏参数的连接 C 语言中几个预定义宏 C 语言条件编译 #error 命令,阻止程序编译 C 语言预处理命令总结

指针

1 分钟彻底理解指针的概念 指针变量的定义和使用 C 语言指针变量的运算 数组指针(指向数组的指针) 字符串指针(指向字符串的指针) C 语言数组灵活多变的访问形式 指针变量作为函数参数 C 语言指针作为函数返回值 二级指针(指向指针的指针) 空指针 NULL 以及 void 指针 数组和指针绝不等价,数组是另外一种类型 数组到底在什么时候会转换为指针 指针数组(数组每个元素都是指针) 一道题目玩转指针数组和二级指针 二维数组指针(指向二维数组的指针) 函数指针(指向函数的指针) 只需一招,彻底攻克 C 语言指针,再复杂的指针都不怕 main() 函数的高级用法:接收用户输入的数据 对 C 语言指针的总结

结构体

C 语言结构体 C 语言结构体数组 C 语言结构体指针 C 语言枚举类型 C 语言共用体 大端小端以及判别方式 C 语言位域 C 语言位运算 使用位运算对数据或文件内容进行加密

重要知识点补充

typedef 的用法 const 的用法 C 语言随机数

文件操作

C 语言中的文件是什么? C 语言打开文件 文本文件和二进制文件到底有什么区别? 以字符形式读写文件 以字符串的形式读写文件 以数据块的形式读写文件 格式化读写文件 随机读写文件 C 语言实现文件复制功能 FILE 结构体以及缓冲区深入探讨 获取文件大小(长度) 插入、删除、更改文件内容

C 语言调试

调试的概念以及调试器的选择 设置断点,开始调试 查看和修改变量的值 单步调试(逐语句调试和逐过程调试) 即时窗口的使用 查看、修改运行时的内存 有条件断点的设置 assert 断言函数 调试信息的输出 VS 调试的总结以及技巧

C 语言中的整数(short,int,long)

整数是编程中常用的一种数据,C 语言通常使用int来定义整数(int 是 integer 的简写),这在《大话C语言变量和数据类型》中已经进行了详细讲解。

在现代操作系统中,int 一般占用 4 个字节(Byte)的内存,共计 32 位(Bit)。如果不考虑正负数,当所有的位都为 1 时它的值最大,为 232-1 = 4,294,967,295 ≈ 43 亿,这是一个很大的数,实际开发中很少用到,而诸如 1、99、12098 等较小的数使用频率反而较高。

使用 4 个字节保存较小的整数绰绰有余,会空闲出两三个字节来,这些字节就白白浪费掉了,不能再被其他数据使用。现在个人电脑的内存都比较大了,配置低的也有 2G,浪费一些内存不会带来明显的损失;而在 C 语言被发明的早期,或者在单片机和嵌入式系统中,内存都是非常稀缺的资源,所有的程序都在尽力节省内存。

反过来说,43 亿虽然已经很大,但要表示全球人口数量还是不够,必须要让整数占用更多的内存,才能表示更大的值,比如占用 6 个字节或者 8 个字节。

让整数占用更少的内存可以在 int 前边加 short,让整数占用更多的内存可以在 int 前边加 long,例如:
short int a = 10;
	short int b, c = 99;
	long int m = 102023;
	long int n, p = 562131;
这样 a、b、c 只占用 2 个字节的内存,而 m、n、p 可能会占用 8 个字节的内存。

也可以将 int 省略,只写 short 和 long,如下所示:
short a = 10;
	short b, c = 99;
	long m = 102023;
	long n, p = 562131;
这样的写法更加简洁,实际开发中常用。

int 是基本的整数类型,short 和 long 是在 int 的基础上进行的扩展,short 可以节省内存,long 可以容纳更大的值。

short、int、long 是C语言中常见的整数类型,其中 int 称为整型,short 称为短整型,long 称为长整型。

整型的长度

细心的读者可能会发现,上面我们在描述 short、int、long 类型的长度时,只对 short 使用肯定的说法,而对 int、long 使用了“一般”或者“可能”等不确定的说法。这种描述的言外之意是,只有 short 的长度是确定的,是两个字节,而 int 和 long 的长度无法确定,在不同的环境下有不同的表现。
一种数据类型占用的字节数,称为该数据类型的长度。例如,short 占用 2 个字节的内存,那么它的长度就是 2。
实际情况也确实如此,C 语言并没有严格规定 short、int、long 的长度,只做了宽泛的限制:
总结起来,它们的长度(所占字节数)关系为:
2 ≤ short ≤ int ≤ long
这就意味着,short 并不一定真的”短“,long 也并不一定真的”长“,它们有可能和 int 占用相同的字节数。

在 16 位环境下,short 的长度为 2 个字节,int 也为 2 个字节,long 为 4 个字节。16 位环境多用于单片机和低级嵌入式系统,在 PC 和服务器上已经见不到了。

对于 32 位的 Windows、Linux 和 Mac OS,short 的长度为 2 个字节,int 为 4 个字节,long 也为 4 个字节。PC 和服务器上的 32 位系统占有率也在慢慢下降,嵌入式系统使用 32 位越来越多。

在 64 位环境下,不同的操作系统会有不同的结果,如下所示:
操作系统 short int long
Win64(64位 Windows) 2 4 4
类Unix系统(包括 Unix、Linux、Mac OS、BSD、Solaris 等) 2 4 8

目前我们使用较多的 PC 系统为 Win XP、Win 7、Win 8、Win 10、Mac OS、Linux,在这些系统中,short 和 int 的长度都是固定的,分别为 2 和 4,大家可以放心使用,只有 long 的长度在 Win64 和类 Unix 系统下会有所不同,使用时要注意移植性。

sizeof 操作符

获取某个数据类型的长度可以使用 sizeof 操作符,如下所示:
#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 10;
    int b = 100;
   
    int short_length = sizeof a;
    int int_length = sizeof(b);
    int long_length = sizeof(long);
    int char_length = sizeof(char);
   
    printf("short=%d, int=%d, long=%d, char=%d\n", short_length, int_length, long_length, char_length);
   
    return 0;
}
在 32 位环境以及 Win64 环境下的运行结果为:
short=2, int=4, long=4, char=1
在 64 位 Linux 和 Mac OS 下的运行结果为:
short=2, int=4, long=8, char=1

sizeof 用来获取某个数据类型或变量所占用的字节数,如果后面跟的是变量名称,那么可以省略( ),如果跟的是数据类型,就必须带上( )。

需要注意的是,sizeof 是 C 语言中的操作符,不是函数,所以可以不带( ),后面会详细讲解。

不同整型的输出

使用不同的格式控制符可以输出不同类型的整数,它们分别是:
下面的例子演示了不同整型的输出:
#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 10;
    int b = 100;
    long c = 9437;

    printf("a=%hd, b=%d, c=%ld\n", a, b, c);
    return 0;
}
运行结果:
a=10, b=100, c=9437

在编写代码的过程中,我建议将格式控制符和数据类型严格对应起来,养成良好的编程习惯。当然,如果你不严格对应,一般也不会导致错误,例如,很多初学者都使用%d输出所有的整数类型,请看下面的例子:
#include <stdio.h>
int main()
{
    short a = 10;
    int b = 100;
    long c = 9437;
   
    printf("a=%d, b=%d, c=%d\n", a, b, c);
    return 0;
}
运行结果仍然是:
a=10, b=100, c=9437

当使用%d输出 short,或者使用%ld输出 short、int 时,不管值有多大,都不会发生错误,因为格式控制符足够容纳这些值。

当使用%hd输出 int、long,或者使用%d输出 long 时,如果要输出的值比较小(就像上面的情况),一般也不会发生错误,如果要输出的值比较大,就很有可能发生错误,例如:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int m = 306587;
    long n = 28166459852;
    printf("m=%hd, n=%hd\n", m, n);
    printf("n=%d\n", n);

    return 0;
}
在 64 位 Linux 和 Mac OS 下(long 的长度为 8)的运行结果为:
m=-21093, n=4556
n=-1898311220

输出结果完全是错误的,这是因为%hd容纳不下 m 和 n 的值,%d也容纳不下 n 的值。

读者需要注意,当格式控制符和数据类型不匹配时,编译器会给出警告,提示程序员可能会存在风险。
编译器的警告是分等级的,不同程度的风险被划分成了不同的警告等级,而使用%d输出 short 和 long 类型的风险较低,如果你的编译器设置只对较高风险的操作发出警告,那么此处你就看不到警告信息。

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