零、初章

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一、开端

• C语言是一种高级语言，运行效率仅次于汇编，支持跨平台，所以被广泛的应用于软件开发、系统开发、嵌入式系统、游戏开发等场景。

二、一个C语言程序

1、编程环境

• $(1)$ 百度搜索 “c语言在线编译”，如图四-1-1所示：

图四-1-1

• $(2)$ 任意选择一个在线编译工具，我选择的是菜鸟工具，如图四-1-2所示：
  图四-1-2

2、写代码

• 先给出代码，然后根据行尾的标号，一行一行进行解释；

#include <stdio.h>               // (1)
int main()                       // (2)

   /* 我的第一个 C 程序 */       // (3)
   printf("Hello, World! \\n");   // (4)
   return 0;                     // (5)

这段代码只做了一件事情，就是向屏幕上输出一行字：Hello, World!。
$(1)$ stdio.h是一个头文件 (标准输入输出头文件) , #include是一个预处理命令，用来引入头文件。当编译器遇到 printf()函数时，如果没有找到 stdio.h头文件，就会发生编译错误。
$(2)$ main()作为这个程序的入口函数，代码都是从这个函数开始执行的。
$(3)$ 被/*和*/包围起来的代表注释，是给人看到，不进行代码的解析和执行。
$(4)$ printf代表将内容输出到控制台上。其中\\n代表换行符。
$(5)$ 作为函数的返回值。

• 你可能对 头文件、预处理命令、函数、换行符、返回值 这些都没有概念，没有关系，刚开始我们不去理解这些概念，你只需要知道：通过改一些代码以后，能够看到想要看到的结果 就行。

3、修改代码

• 我们把 Hello, World 改成 光天化日学C语言 后，再来看看效果：

#include <stdio.h>                // (1)
int main()                        // (2)

   /* 我的第一个 C 程序 */        // (3)
   printf("光天化日学C语言! \\n"); // (4)
   return 0;                      // (5)

三、编译运行

1、编译

• 编译就是把高级语言变成计算机可以识别的二进制语言，因为计算机只认识 1 和 0，你需要把一大堆复杂的语言词法、语法全部转换成 0 和 1。

2、运行

• 运行就是执行可执行程序啦。就是我们通常 Windows 上的双击 exe 干的事情。

---

四、为什么要搭建本地环境

• 1）联网：在线编译环境毕竟涉及到联网，如果没有网的情况下，我们就不能写代码了，真是听者伤心，闻者流泪啊；
• 2）定制化：写代码是一辈子的事情，界面当然要搞得赏心悦目才能持久，本地环境可以配置字体和背景，支持定制化，觉得什么界面好看就配成什么样的；
• 3）代码补全：字体高亮，代码补全 这些好用的功能，能够帮助你减少很多不必要编码错误；
• 4）多文件：当代码量比较大以后，涉及到多个文件时，在线编译环境就无能为力了；

五、下载 Dev C++

• Dev C++ 是一个轻量级的 C/C++ 集成编译环境，正因为是轻量级，所以还是有很多不太好用的地方，不过不用担心，对于教学来说已经足够了。
• 相比 Visual Studio 20XX 来说，安装快了不少，所以我打算用这个工具来进行后续文章的讲解。
• 可以选择以下任何一个链接进行下载，下载后解压出 DevCpp_v6.5.exe 即可。

百度网盘下载

• 链接：C语言轻量级编译调试工具 Dev C++ v6.5
• 提取码：dd22

CSDN下载

• 链接：C语言轻量级编译调试工具 Dev C++ v6.5

六、安装 Dev C++

1、语言选择

• 双击 DevCpp 的 exe 文件，会跳出如下对话框，初学者建议直接用中文。如图五-1所示：

图五-1

2、我接受

• 同意安装，如图五-2所示：

图五-2

3、下一步

• 点击下一步，如图五-3所示：

图五-3

4、选择安装位置

• 选择一个你钟意的安装路径，点击安装，如图五-4所示：

图五-4

5、看他装完

• 看他安装完，大概 7 秒左右，如图五-5-1所示：

图五-5-1
图五-5-2

七、配置

1、选择语言

• 选择一个你钟意的语言，推荐用中文，强我国威，壮我河山！点击 Next，如图六-1所示：

图六-1

2、选择配色

• 选择一个你看着舒服的配色方案，推荐 VS Code，如图六-1所示：

图六-1

八、写一段代码

1、新建文件

• 点击界面左上角的 【新建】 按钮，选择【源代码】菜单栏，如图七-1所示；
  图七-1

2、写代码

• 把我们第一章中写过的代码，写到这个文件中。建议自己一行一行写哦，复制粘贴 和 自己敲出来的感觉是不一样的。

#include <stdio.h>
int main() 
    printf("光天化日写C语言！\\n");
    return 0;

3、保存文件

• 点击菜单栏的【保存】按钮，或者 Ctrl + S 快捷键保存文件。

图七-3

4、编译运行

• 点击菜单栏的【编译运行】或者 F11 按钮，就会跳出一个控制台，如图七-4所示：

图七-4

---

九、变量

1、变量的定义

对于一个变量而言，有三部分组成：
  1）变量类型；
  2）变量名；
  3）变量地址；

• 在C语言中，我们可以通过如下的方式定义一个变量：

    int Iloveyou;

1）变量类型

• int表示变量类型，是英文单词 Integer 的缩写，意思是整数。

2）变量名

• Iloveyou表示变量名，也可以叫其它名字，例如：WhereIsHeroFrom、ILoveYou1314等等。
• 这个语句的含义是：在内存中找一块区域，命名为Iloveyou，用它来存放整数。
• 需要注意的是，最后有一个分号，int Iloveyou表达了一个语句，要用分号来结束。需要注意的是，最后有一个分号，int Iloveyou表达了一个语句，要用分号来结束。

3）变量地址

2、变量的赋值

• C语言中可以用以下语句把 $520$ 这个整数存储到Iloveyou这个变量里：

    Iloveyou = 520;

• =在数学中叫 “等于号”，例如 1 + 1 = 2，但在C语言中，这个过程叫做变量的赋值，简称赋值。赋值是指把数据放到内存的过程。

3、变量的初始化

• 把上面的两个语句连起来，得到：

    int Iloveyou;
    Iloveyou = 520;

• 当然，我们也可以写成如下形式：

    int Iloveyou = 520;

• 两段代码的执行结果相同，都是把Iloveyou的值变成 $520$；

4、变量的由来

• 如果我们需要，可以随时改变它的值，如下代码所示：

    int Iloveyou = 520;
    Iloveyou = 521;
    Iloveyou = 522;
    Iloveyou = 523;

• 代码执行完毕以后，它的值以最后一次赋值为准，正因为可以不断修改，是可变的，所以才叫变量。

• 简单总结一下就是：数据是放在内存中的，变量是给这块内存起的名字，有了变量就可以找到并使用这份数据。

5、多变量的定义

• 如果几个变量的类型一致，我们可以写在一行上进行定义，如下：

    int x, y, z = 5;

• 这段代码代表一次性定义了三个整型类型的变量，并且将z初始化为 5，等价于如下代码：

    int x; 
    int y;
    int z = 5;

6、变量间的赋值

• 变量不能赋值给数字，但是变量可以赋值给变量。

    int a, b;
    520 = a;  // 错误
    a = b;    // 正确

【例题1】给出如下代码，求输出结果是什么。

#include <stdio.h>
int main()

    int a = 1314, b = 520;
    b = a;
    a = b;
    printf("a=%d b=%d\\n", a, b);
    return 0;

十、数据类型

• 接下来我们展开来讲一下变量类型，更加确切的讲，应该叫数据类型，C语言中有如下一些系统内置数据类型。

1、内置数据类型

• 从上面这个表，我们可以看到，有表示字符的，有表示整数的，也有表示浮点数的。

• 先来简单看下每种内置类型是如何进行定义的：

    char a = 'a';
    short b, c, d = 1314, e, f;
    int g = 5201314;
    long long h = 123456789;
    float i = 4.5;
    double j = 4.50000;

2、数据的大小

• 字节是计算机中的一种基本单位，英文名为 Byte，计算机中所有的数据都是由字节组成的。
• 我们通常在计算机中看到的文件单位 B 、K、M 、G、T 和字节的关系如下：

• 一个字节在计算机里面是有 8 个位组成，一个位有 0 和 1 两种状态，所以一个字节能表示的状态数就是 $2^8=256$。如图四-2-1，代表的是一个字节的状态，白色代表0，灰色代表1，它的二进制表示就是 $(00001101{)}_2$。
  图四-2-1

3、整数的表示范围

• 这样一来，上面提到的几种整数类型，能够表示的整数就显而易见了，假设字节数为 $n$，那么能够表示的整数个数就是能够表示的状态个数，即：$2^{8n}$ 。
• 由于我们需要表示负数 和 零，实际的每种整数数据类型能够表示的数字范围如下表所示：

十一、变量名

1、标识符

• 定义变量时，我们使用了诸如 love、Iloveyou这样的名字，为了表达变量的作用，这就叫 标识符，即 Identifier。
• 标识符就是程序员自己起的名字，除了变量名，后面还会讲到函数名、常量名、宏名、结构体名等，它们都是标识符。

2、关键字

• 关键字（Keywords）是由C语言规定的具有特定意义的字符串，通常也称为保留字，例如 int、char、long、int、unsigned int等。
• 程序自己定义的标识符不能与关键字相同，否则会出现错误。
• 后续会对各个关键字进行一一讲解。

3、命名规则

• $(1)$ 必须由字母、数字 或者下划线构成，如 _aa，a123，_都是合法的变量，?*、a a、#、都是非法的变量；
• $(2)$ 不能以数字开头，如123abc不是一个合法的变量名；
• $(3)$ 大小写敏感，即大小写看成不同，即o和O不是同一个变量；
• $(4)$ 不能将变量名和C语言的语法保留关键字同名；
• $(5)$ C语言虽然不限制标识符的长度，但是它受到 编译器 和 操作系统 的限制。例如在某个编译器中规定标识符前 256 位有效，当两个标识符前 256 位相同时，则被认为是同一个标识符。
• $(6)$ 标识符命名时还是最好遵循 min-length-max-infomation 的原则，即以最小的长度表达最全的信息，不过这个是规范上的，语言层面是不会做过多的限制的。

【例题2】给出一段程序，请回答这段程序的运行结果。

#include <stdio.h>

int main()

	int IloveYou = 0;
	ILoveYou = 1314;
	ILoveYou = ILoveYou;
	ILoveYou = 520;
	printf("%d\\n", ILoveYou);
    return 0;

• 建议先看代码，心里想着一个答案，然后再去 光天化日学C语言（01）- 第一个C语言程序 中提到的在线编译环境中将代码一行一行敲出来，看看和你自己想的结果是否一致。

---

十二、概念简介

1、输出的含义

2、标准输出

在C语言中，有三个函数可以用来在屏幕上输出数据，它们分别是：
  1）puts() ：只能输出字符串，并且输出结束后会自动换行；
  2）putchar() ：只能输出单个字符；
  3）printf()：可以输出各种类型的数据，作为最灵活、最复杂、最常用的输出函数，可以完全替代全面两者，所以是必须掌握的，今天我们就来全面了解一下这个函数。

3、格式化

• 我们在进行输出的时候，对于小数而言，可能需要输出小数点后一位，亦或是两位，这个计算机自己是不知道规则的，需要写代码的人告诉它，这个告诉它如何输出的过程就被称为格式化。

十三、格式化输出

• printf前几个章节都有提及，这个函数的命名含义是：Print（打印） 和 Format （格式） ，即 格式化输出。

1、数据类型格式化

1）整数

#include <stdio.h>
int main()

    int a = 520;
    long long b = 1314;
	printf("a is %d, b is %lld!\\n", a, b);
	return 0;

• 对于int而言，我们利用%d将要输出的内容进行格式化，然后输出，简单的理解就是把%d替换为对应的变量，%lld用于对long long类型的变量进行格式化，所以这段代码的输出为：

a is 520, b is 1314!

2）浮点数

#include <stdio.h>
int main()

	float f = 1.2345;
	double df = 123.45;
	printf("f is %.3f, df is %.0lf\\n", f, df);
	return 0;

• 对于浮点数而言，我们利用%f来对单精度浮点数float进行格式化；用%lf来对双精度浮点数进行格式化，并且用.加 “数字” 来代表要输出的数精确到小数点后几位，这段代码的输出为：

f is 1.235, df is 123

• 另外，单精度 和 双精度 的区别就是双精度的精度更高一点，也就是能够表示的小数的范围更加精准，这个会在介绍浮点数的存储方式时详细介绍。

3）字符

#include <stdio.h>
int main()

    char ch = 'A';
    printf("%c\\n", ch);
	return 0;

• 对于字符而言，我们利用%c来进行格式化；C语言中的字符是用单引号引起来的，当然，字符这个概念扯得太远，会单独开一个章节来讲，具体可以参考 ASCII 码。
• 顺便我们来解释一下一直出现但是我闭口不提的换行符\\n，这个符号是一个转义符，它代表的不是两个字符（反斜杠\\和字母n），而是换行的意思；
• 这段代码的输出就是一个字符 A;

A

• 我们通过一个例题来理解这个换行符的含义；
  

【例题1】第1行输出1个1，第2行输出2个2，第3行输出3个3，第4行输出4个4。

#include <stdio.h>
int main()

    printf("1\\n");
    printf("22\\n");
    printf("333\\n");
    printf("4444\\n");
	return 0;

• 我们也可以用一条语句解决，如下：

#include <stdio.h>
int main()

    printf("1\\n22\\n333\\n4444\\n");
	return 0;

4）字符串

• 字符串，是由多个字符组合而成，用双引号引起来，这一章我不打算讲得太细，只需要知道用%s进行格式化的即可，代码如下：

#include <stdio.h>
int main()

    char str[100] = "I love you!";
    printf("%s\\n", str);
	return 0;

• 这段代码，聪明的你应该很容易看懂啦！输出的就是：

I love you!

• 作者：我了个擦，字体颜色都变了……

2、对齐格式化

• 我们发现，上文中所有的格式化，都有一个%和一个字母，事实上，在百分号和字母之间，还有一些其它的内容。

主要包含如下内容：
  1）负号：如果有，则按照左对齐输出；
  2）数字：指定字段最小宽度，如果不足则用空格填充；
  3）小数点：用与将最小字段宽度和精度分开；
  4）精度：用于指定字符串重要打印的而最大字符数、浮点数小数点后的位数、整型最小输出的数字数目；

【例题2】给定如下一段代码，求它的输出内容。

#include <stdio.h>
int main()

    double x = 520.1314;
	int y = 520;
	
    printf("[%10.5lf]\\n", x);
	printf("[%-10.5lf]\\n", x);
	
	
	printf("[%10.8d]\\n", y);
	printf("[%-10.8d]\\n", y);

    return 0;

• 输出答案如下：

[ 520.13140]
[520.13140 ]
[  00000520]
[00000520  ]

• 我们发现，首先需要看小数点后面的部分，将要输出的内容实际要输出多少的长度确定下来，然后再看字段最小宽度，最后再来看左对齐还是右对齐。

• 然后，我们来看看把不同类型的变量组合起来是什么效果；

#include <stdio.h>
int main()

    char name[100] = "Zhou";
    int old = 18;
    double meters = 1.7;
    char spostfix = 's';
    printf("My name is %s, %d years old, %.2lf meter%c.\\n", 
        name, old, meters, spostfix);
    return 0;

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