C语言

使用函数printf("%m.nXX0",XX1)。m表示占位个数、包括小数点的位置，少于实际长度将显示全部内容、多出实际长度将用空格填充（正数空格左填充，负数空格右填充），n表示取值个数（数值类型取小数点后边几位，字符串表示先取几位、后填充），之后按照这个格式输出；XX0是常见数据类型，比如%o八进制、%x十六进制、%e指数形式、%g自动选择、%u无符号整形、%s字符串（此时的n可以控制字符串输出的位数），另外可以外加\n换行等转义字符。

3.C99输出的奇怪数

-1.#INF00负无穷、1.#INF00正无穷、NaN非数

三、语句和表达式

1.顺序、条件、循环语句

(1)switch_case

一般是顺序语句，程序从上到下、从左到右顺序执行；条件语句可以跳转，用if、else进行条件的判断，不过要注意的是这种特殊情况switch_case。表达式具有某个常量返回值，当符合case的常量时执行后边的语句块；如果需要跳出switch，在相应的case语句块后面加上break即可，否则程序会在符合的地方一直执行下去。

switch(表达式)

{

case 常量: 语句块

default: 语句块

}

(2)循环

先判断条件，符合后执行循环体；可以不执行循环体

while(表达式)语句;

先执行循环体，在判断条件，如果满足继续执行循环体；至少执行一次循环体

do 语句 while(表达式);

如果知道循环的具体范围，多数情况下都用for循环；表达式1做初始化用、表达式2是条件、表达式3一般用做自增自减

for(表达式1;表达式2;表达式3)语句

2.表达式

表达式就是一个可以运算的式子，容易出错的地方是运算符优先级：

优先级	运算符
0	() [] .
1	! 正+ 负- ~ ++ -- *指针取地址内容
2	* / %
3	加+ 减-
4	<< >> >>>
5	< <= > >= instanceof
6	== !=
7	按位与&
8	^
9	\|
10	&&
11	?:
12	= += -= *= /= % = &= \|= ^= ~= <<= >>= >>>=

四、数据类型

1.常规数据类型

(1)定义和修饰

除下表外其他数据类型修饰字：%o八进制，%x十六进制，%g自动选择格式不输出无意义的0

数据类型/数据类型限定字	格式化输入输出表示	大小
short或usigned short	%h其他
char	%c	字符型，占2个byte；1个byte占4个bit位
char *	%s	字符串，本身占4个byte
int	%d或%i	整形,占4个byte位
long	%ld	长整形，占4个byte位
unsigned	%u	无符号整形，占4个byte位
float	%f	单精度浮点数，占4个byte位
double	%lf	双精度浮点数，占8个byte位
long double	%Lf
	%n	记录%n出现之前的所有字符数
static		static的变量只初始化一次；语句块外声明static，表示该变量只在声明它、包含它的文件可见；语句块中声明static，这个变量在程序彻底结束前都不会丢失数据
const		常量
volatitle		数据是易变的，每次数据都必须从内存中获取、不允许编译器做优化
extern		extern声明的变量不会即刻分配空间
register		希望将变量存储到寄存器中

(2)整型补充

整型和整型的除法得到的结果不等于理论值，而是对理论值的绝对值向下取整；数值类型的排序使用sort()会方便很多（默认从小到大排列，也可以自定义，需要头文件algorithm.h），比如sort(a,a+10,cmp);，对象a可以是数组也可以是其他含有数据的容器、cmp是自定义的函数。

(3)字符型补充

字符型变量可以用整形的方式读出，得到的是它的ASII码值，小写字母的ASCII码减去大写字母的ASCII码值为32

① 字符转义序列

名称	转义序列
警报	\a
换行符	\n
回车符	\r
水平制表符	\t
垂直制表符	\v
反斜杠	\\
问号	\?
单引号	\’
双引号	\”
回退符	\b
换页符	\f

② 比较实用的函数

函数	头文件	作用	参数及说明
toupper(‘XX’)	<ctype.h>	将XX转大写	XX是字符
tolower(‘XX’)	<ctype.h>	将XX转小写	XX是字符
getchar()		从命令行接收一个字符	速度上比scanf要快
getch()	<conio.h>	同步接收一个字符	解决“一闪而过”的问题
putchar(XX)		在命令行上打印一个字符	速度上比printf要快
sizeof(XX)		获取数据类型在内存中的字节大小	XX是任意一种数据类型

2.联合、枚举

union联合，它的内存空间是共用的，最终内存的大小取决于最大的那个对象；enum枚举，同一个作用域内如果对象对应里面的值，相当于得到里面的编号、编号从0开始，枚举对象可以是里面的任意值。

3.自定义的数据类型

C中的自定义数据类型指的是结构体struct，C++中还包括类；结构体名称就是类型的名称，访问里面元素可以点取，如果是结构体指针，还可以用箭头获取；结构体别名可以对结构体提前声明或定义，也是结构体的另一种名字，有别名的结构体可以像使用内置变量一样使用它。

(1)定义和初始化

struct

{

属性序列

}别名0或别名0初始化,别名1或别名1初始化...;

或者

struct 结构体名称

{

属性序列;

}别名0或别名0初始化,别名1或别名1初始化...;

或者

typedef struct 结构体名称

{

属性序列;

}别名0,别名1,...;

struct 结构体名称自定义变量{属性序列对应的值};

五、指针和引用

指针pointer可以理解为地址序列的首地址，但是指针自身有一个用来区别其他指针的地址；加*表示读出地址中的数据、加&表示取地址，进入下一个地址pointer++或者++pointer。

1.指针的赋值

int i=8848;

int *p=&i;

或者

int i=8848;

int *p;

p=&i;

2.分配内存空间

可以用malloc()或者calloc()来分配空间、 calloc()将清空空间中的内容，用realloc()可以重新改变分配空间的大小而尽量不改变其中的内容，最后用free()释放这些空间；全局的指针malloc后需要显式调用free来销毁，比如作为类(C++)或者结构体属性的变量，局部分配的指针可以由编译器自动销毁；其中：

堆：用户申请的内存空间，如果不注意管理会在程序运行中造成内存泄漏，程序结束后才被系统回收

栈：分配局部变量、函数的空间

只读存储区：为常量、程序代码分配空间的地方

3.指针的用途

(1)数组元素是指针

比如char* planets[]，这是个很特殊的数组，数组的每个元素都是char*也即字符串，很明显每个元素的长度可以不同。

(2)指向指针的指针

倘若二级指针p分配有足够的内存空间，那么访问i行j列就是*(*(p+i)+j)，意思是二级指针p偏移i个单位、取地址得到一级指针，一级指针偏移j个单位、最终取地址中的数据。

(3)指向函数的指针

函数名是它自己的函数指针，函数指针比如double (*f)(double)，如果函数也类似这样的形式、这个函数指针f就可以指向它；函数指针也可以做成数组，比如void (*file_cmd[])(void)={new_cmd,open_cmd,close_cmd}，花括号中是定义过的函数，然后就像正常使用函数一样的使用file_cmd。

(4)受限指针

在一些底层文件上会看到受限指针，比如int* restrict p;，表示被指向的对象只允许p指针对它操作。

3.const限定字

const int* p，const在*左边，表示内容*p不能改变但是p的指向可以再变，这种情况做参数的时候比较常见；

int* const p，const在*右边，表示p的指向不能改变、一般在定义的时候就初始化了；

const后面的变量不能做左值、也不能做函数返回值，反之可以做左值或返回值；

const的数据可以赋值给非const的数据，如果是指针这会造成安全隐患！（C++中不允许这样的赋值）

4.引用

C中没有引用专门的内容，不过有必要补充下。当递归含有参数并且这个参数需要统一的时候，C++可以用引用来唯一指代这个对象，避免每一级递归都修改参数最终无法统一；C的一个解决办法是将这个参数定义为全局变量。

六、时间日期

1.用法

以一个程序为例，获取本地时间并格式化输出；其他更详细的介绍可以查阅参考文档。

time_t obj;

time(&obj);

struct tm* bag=localtime(&obj);

char str[30];

strftime(str,30,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",bag);

printf("%s\n",str);

七、字符串

C中的字符串变量就是字符串数组，这个数组的末尾装了空字符’\0’。

1.字符串的书写

如果字符串过长可以在句子后加\，换行从头书写；或者在句后加”，换行再加上”，这是用空白字符串做拼接、是更好的做法。

2.字符串的赋值

C允许对字符串取下标，就像数组一样；另外注意总需要留出一个位置给空字符。用sizeof()可以求出数组的真实长度。

char p[]="june 14";

char k[]={'j','u','n','e',' ','1','4','\0'};

const char* p=”abc”;

printf("%c\n",p[1]);

printf("%c\n",”abc”[1]);

3.字符数组和字符指针

char data0[]=”june 14”;

char* data1=”june 14”;

前者可以修改”june 14”中的内容，后者不可以，因为它没有分配内存空间。一种做法是字符指针指向已有的数组，另一种做法是为指针动态分配内存空间。

4.字符串的读写

scanf、gets可以实现读，gets与scanf不同的是它不会跳过空白字符、而且一定要注意输入的字符个数限制；

printf、puts可以实现写，puts与printf不同的是会在输出后自动添加换行符。

5.C语言的字符串库

#include <string.h>，函数的具体使用方法可以查看api文档

strcpy	字符串复制
strlen	字符串的长度，即字符串数组的实际长度-1
strcat	字符串的拼接
strcmp	字符串比较，返回0表示相等、1表示大于、-1表示小于

八、输入输出流

1.输入输出重定向

将文件作为输入传递给应用程序，或者将程序的输出保存到文件，比如demo是一个应用程序：

demo <in.dat

demo >out.dat

>和<可以同时出现，没有顺序的要求，如果出现错误将输出到屏幕。

2.文件输入/输出流

以写方式打开的文件不管打开是否成功最后都要关闭

(1)比较实用的函数

tmpfile	产生临时文件
fopen	打开文件
fclose	关闭文件
fflush	清理缓冲区
remove	删除文件
rename	重命名文件，文件是已经关闭了的
fprintf	对流格式化的输出，比如对stderr错误流输出
fscanf	从流中读出数据，成功返回1
feof	返回非零的值表明流中设置了文件末尾指示器
ferror	返回非零值表明设置了错误的指示器，也即读错误
tmpnam(null);	返回一个无重复的文件名

(2)文件的读写模式

带有+的模式从读转到写需要使用fflush()或者文件定位函数；二进制的文件读写模式在下面的基础上加上b，意思不变。

r	只读，文件不存在会出错
w	只写，文件不存在会新建
a	追加
r+	读和写，从文件头开始
w+	读和写，将覆盖原有内容
a+	读和写，文件存在就追加

(3)扫描集

在类似scanf()的函数中可能会用到，scanf()是一个匹配的函数，会根据输入和扫描集匹配接收一些值。

扫描集默认各元素默认以空格作分隔；%*屏蔽与它相邻的后一个元素；%[集合]匹配出现在集合中的情况；%[^集合]匹配不在集合中的情况。

(4)文件内容的定位

fseek	设置文件位置
ftell	以长整型返回当前文件位置
rewind	文件位置设置在起始位置，同时清除错误指示器
fgetpos	超大文件中设置文件位置
fsetpos	超大文件中获取文件位置

(5)字符形式的输入输出

fputc、fgetc	输入输出，只做函数调用
putc、getc	输入输出，像宏一样调用、速度要快
putchar、getchar	标准输入输出

(6)字符串形式的输入输出

puts、gets用于标准输入输出流，puts会自动添加上换行符；fputs、fgets对流不挑剔，使用范围会更广些。

(3) 块形式的输入输出

fread、fwrite主要用于二进制流，比如结构体读写，返回值表示的是实际读入或写入的数量。

3.字符串输入/输出流

可以做格式化输入输出或者数据类型转换，其他类似的函数有atoi()、atof()、atol()、atoll()、itoa()、ltoa()，但是功能并没有这么强大

sprintf(str,”%ld”,31415926);	将数字输入到字符串str
snprintf(str,25,”%ld”,31415926);	将数字输入到字符串str，实际大小不会超过限定的数目
sscanf(str,”%d”,&a);	将数据str给某变量a

九、底层程序设计

1.宏定义

和预处理有关，预处理器：在编译前处理C程序，主要是宏定义、条件编译、文件包含，预处理器和编译器是不同的程序；预处理指令是以#开头的一些命令，它可以出现在程序的任何地方；预处理指令总是一行一行的定义，如果需要换行用\字符

(1)预定义宏，编译器中已经定义过的宏

__func__	正在运行的函数的名字
__DATE__，__TIME__	编译的时间
__FILE__	被编译的文件名
__STDC__	是否支持C89或C99标准

(2)自定义定义宏

#undef 标识符可以取消某个标识符的定义，之后就可以更新标识符的定义

//标示符后面非注释的部分都是要替换的内容

#define 标识符替换列表

//带参数的情况，为避免出错，替换列表需要括号，替换列表中的参数每次出现都需要括号；宏没有参数类型，可以接收任何类型的参数，但是无法用指//针指向一个宏、因为预处理后宏会被删除掉；尽量避免使用带有副作用的参数比如++、--，因为这样的宏更容易出错

#define 标识符(x1,x2,…,xn) 替换列表

动态参数，__VA_ARGS__表示的就是…的部分

#define TEST(condition,…) ((condition)?printf(“Passed test: %s\n”,#condition):printf(__VA_ARGS__))

(3)#和##运算符

#运算符，将后一个元素转化成字符串

#define PRINT_INT(n) printf(#n “=%d\n”,n);

//这个调用等价于 printf(“i/j=%d\n”,i/j);

PRINT_INT(i/j);

##运算符，将参数和其他元素连接在一起，可以制作函数模板（C语言没有重载函数，但是可以得到近似的）

#define MK_ID(n) i##n

//等价于int i1，i2，i3;

int MK_ID(1),MK_ID(2),MK_ID(3);

(4)连接较长的宏

//连接表达式

#define 标识符 (表达式0,表达式1,…,表达式n)

//连接语句

#define 标识符 \

do{ \

语句0; \

语句1; \

…

语句n; \

}while(0)

(5)条件编译

#ifdef、#ifndef可以判断这个宏是否被定义过，这样就可以给这个宏设置一些默认的值

#if 表达式1

表达式1为真时的代码

#elif 表达式2

表达式2为真时的代码

#elif 表达式3

表达式3为真时的代码

…

#else

其他情况的代码

#endif

(6)文件包含

(7)其他指令

//编译器定义过的特殊功能

#pragma 记号

2.数的进制

0x	16进制，比如0x00ff，每一位表示4个bit位

3.运算符

考虑到可移植性，最好仅对无符号数（比如unsigned short）进行移位运算

<<	左移位
>>	右移位
~	按位取反
&	按位与
^	按位异或
\|	按位或
\|=	设置某一位的值，比如i \|= 0x0010把对应位设置为1
&=	清除某一位的值，比如i &= ~0x0010把对应位设置为0

(1)操作二进制某一位

i \|= 1<<j	从右往左、将i的对应位置为1，j从0开始
i &=~(1<<j)	从右往左、将i的对应位置为0，j从0开始
if(i&(1<<j)){}	测试i的对应位置是否为1，j从0开始

(2)操作位域

顾名思义，就是操作遗传二进制序列

示例	说明
i = i &~0x0070 \| j<<4	先清除4到6位的值，然后将4到6位的值置为j
j = (i>>4) & 0x0007	获取4到6位的值

十、程序结构（函数、预处理、编写大型程序）

1.头文件、源文件

头文件指.h文件、源文件指.c文件，头文件只是声明、源文件具体来定义

2.将程序分为多个文件

对于较复杂或者庞大的程序来说这是很有用的，头文件中虽然也可以写定义的内容，但是最好只写声明、将具体的定义交给源文件。

3.引入文件

#include <文件名>	搜寻系统头文件所在的目录
#include “文件名”	先搜寻当前目录，再搜寻系统头文件所在的目录；文件名中可以有相对路径
#include 标记	这个“标记”是用#define定义的

十一、标准库及其他库函数

布尔值：C89中没有布尔值，一种做法用0和1代替变量的真和假，但是并不直观；另一种做法是宏定义，#define TRUE 1、#define FALSE 0；C99对此有了进一步的/改进，提供了专门的数据类型_Bool，但是这个布尔值是用整型数据来代替的；除_Bool外，C99提供了一个新的头文件<stdbool.h>，更容易的使用布尔变量。

函数

头文件

说明

assert(条件语句);

#include<cassert>

异常处理，条件语句为真才能通过“测试”

_findfirst(const char*,struct _finddata_t*);

_findnext(intptr_t,struct _finddata_t*);

_findclose();

#include<io.h>

获取某个目录下的文件名及文件，不是标准库文件、但是为核心库提供支持。

十二、附录

1.CodeBlocks快捷键

ctrl+d	复制行或者选中块
ctrl+滚轮	放缩内容大小
ctrl+shift+c	注释行或者选中块
ctrl+shift+x	反注释行或者选中块
ctrl+l	删除行或者选中块
ctrl+g	到达指定行
ctrl+j	自动补全框架
ctrl+pgup	到达上一个函数
ctrl+pgdown	到达下一个函数
ctrl+r	替换内容
alt+拖动	拖动选中的内容
alt+鼠标选中	编辑列
f10	全屏
f5	添加/去除断点
f7	next line
f8	debug
f9	编译运行
ctrl+b	加书签
alt+pgup/pgdn	到上/下一个书签的位置

2.程序的调试方法

(1)CodeBlocks下使用Debug

可以点击continue/debug来快速检测循环内关键步骤的执行，另外使用一定的条件语句、减少测试的规模都可以调试数据规模比较大的程序，这是很有意义的；Debug会显示这个作用域之内的所有变量的值，但是不能直接显示出指针和表达式的数据

① 确定语法上没有错误，再考虑使用Debug来检测错误

② 声明用于测试的变量，下划线加上要测试的对象名字，之后把它们添加到需要测试的地方

③ 在函数开头、循环开头添加断点，可以方便的对这些地方进行测试，不想测试的时候也可以跳出

④ 运行Debug，跟踪最新变量的变化是否正确

⑤ 测试结束后，删除所有用于测试的变量

(2)宏定义结合printf

直接使用printf是可以的，但是对测试部分的代码每次都要删除添加，比较麻烦；优点是简单粗暴、适用范围广

//DEBUG的值为1表示测试，为0表示取消测试

#define DEBUG 1

//嵌入代码之中

#if DEBUG

测试用的代码