C 语言笔记#
感谢 Frank 为广大学生打开了进入现代化 C 语言的大门
[TOC]
6 月份写的博文太水了,从这个笔记开始,博客文章内容均会提高到一个高度!
内容来自讲师 Micro_Frank 的免费课程,笔记具体来自所讲内容,如有侵权,联系博主!
第一章#
第一个程序:C 语言执行过程#
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
本程序是 C 语言的基础示例,演示了如何输出一行文本。#include <stdio.h>
语句包含了标准输入输出库,int main()
是程序的入口点,printf("Hello World!\n");
用于打印字符串,return 0;
表示程序成功结束。
C 语言故事・1#
选用教材:C Primer Plus#
建议英文中文对照阅读
C 语言故事・2#
声明 定义 赋值#
#include <stdio.h>
int main()
{ //声明 declaration
int number = 123;
//定义 definition
printf("%d\n, number");
//赋值 assignment
return 0;
} //Frank_PPT 讲师在这一节还讲到了TAB键与制表符的使用
代码主要是一个简单的 C 程序,包含有声明、定义和赋值的概念。下面是详细分析: c #include // 引入标准输入输出库
- #include
: 这是一个预处理指令,它引入了标准输入输出库,使得程序可以使用 printf
等函数来进行输入和输出操作。 c int main() { // 主函数,程序的入口
- int main()
: 定义了主函数,C 程序的执行从这里开始。返回类型为 int
,表示该函数会返回一个整数值。 c int number = 123; // 定义一个整型变量并初始化
- int number = 123;
: 这里我们声明和定义了一个名为 number
的整型变量,并且初始化它的值为 123
。在 C 语言中,变量的声明和定义通常在一条语句中进行。 c printf("%d\n, number"); // 打印变量 number 的值
- printf("%d\n, number");
: 这行代码的意图是输出变量 number
的值,但它有一个错误。正确的用法应该是 printf("%d\n", number);
。在这个语句中,%d
是一个格式说明符,用于输出整数类型的数据,\n
是换行符。在错误的版本中,字符串 "number"
被当作普通文本输出,而非变量的值。 c return 0; // 结束主函数,返回0表示程序成功执行 }
- return 0;
: 这行代码表示主函数的结束,并返回 0
给操作系统,通常代表程序的成功执行。 修正代码 结合上述分析,正确的代码应为: c #include int main() { int number = 123; // 定义并初始化变量 printf("%d\n", number); // 正确地打印变量的值 return 0; // 返回0,表示程序成功 }
### 总结 这段代码展示了基本的 C 语言结构,包括变量的声明与定义、使用标准库、输出格式的使用以及主程序的返回值。唯一需要注意的是 printf
的格式字符串的正确使用。
标识符#
identifier:
nondigit
identifier
digit
nondigit:
_ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
digit:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
编译器会将大写和小写字母视为不同的字符
add
ADD
Add
aDD
Microsoft 专用
以两条下划线开头或者以一条下划线后跟一个大写字母开头的名称。
Microsoft 使用下划线和大写字母作为宏名称的开头,并使用双下划线作为 Microsoft 特定关键字名称的开头。
有效标识符
j
count
temp1
top_of_page
skip12
LastNum
关键字#
第二章 数据类型#
注释#
//行
注释
/*
块
注
释
*/
进制#
变量#
//int 变量
#include <stdio.h>
int main(){
//integer 赋值
int sun_flower = 9673;
printf("阳光目前的数值:%d\n", sun_flower);
return 0;
}
整型#
语法:定义的类型 标识符 = 值
int 类型在内存中存储#
计算机的存储单位:
1G = 1024MB
1MB = 1024KiB
1KiB = 1024Btyes
1024Btye = 8Bit
00000000 | 00000000 | 00000000 | 00000000 | int |
---|
0用于显示正负,一共可以表示 $ 2^{32} - 1 $ 个值
#include <stdio.h>
int main()
{
int number = 100;
//以十进制表示
printf("Decimal: %d\n", number);
printf("Octal: %o\n", number);
printf("Hexadeciaml (lowercase) : %x\n", number);
printf("Hexadeciaml (uppercase) : %X\n", number);
return 0;
}
浮点数#
浮点数有:2.75、3.16E7、2e-8 等
计算机怎么存储浮点数的?#
浮点数:符号(1)+ 小数(23)+ 指数(8) int 类型 32 位
One Step : 3.14159=> $ 314159×10^{-5} $ 先换成 int 类型
Two Step : 如何存储指数?$ 2^{8} $ = 256 从 0 到 255, 偏 127 左边的数为负指数,偏值即为指数值。
计算机中浮点数的存储通常遵循 IEEE 754 标准,这是一种定义浮点数表示方法的标准。浮点数由三个主要部分组成:符号位、指数部分和尾数(或称为有效数字)。以下是浮点数的一般存储格式: 1. 符号位:占 1 位,表示数值的正负。0 表示正数,1 表示负数。 2. 指数部分:占一定数量的位(例如,32 位浮点数使用 8 位,64 位浮点数使用 11 位),表示数值的大小范围。指数一般是经过偏移的(即加上一个常数,称为偏移量),这样可以表示负的指数值。 3. 尾数:占据剩余的位数。对于标准的浮点表示,尾数通常以 1.XXXX 的形式存储,隐式地前面有一个 1(称为隐式前导位)。 在 32 位浮点数(单精度)和 64 位浮点数(双精度)的存储结构中,具体的位分配如下: - 单精度(32 位): - 符号位:1 位 - 指数:8 位 - 尾数:23 位 - 双精度(64 位): - 符号位:1 位 - 指数:11 位 - 尾数:52 位 使用这种格式,计算机可以表示非常大的数值范围和小数部分的精度,但浮点数表示也有舍入误差和表示范围限制。 在计算机中,浮点数通常以二进制形式存储,这意味着它们在内存中的保存和操作都是基于二进制数值的,而不是十进制。这种存储方式使得处理浮点数的运算更为高效。
float 和 double 类型#
float 类型的范围 大约在 3.4E-38 和 3.4+38 之间。
小数一般 > 1 , 所以规范化的浮点数往往大于 1, 尾数(占据剩余的位数。)对于标准的浮点表示,尾数通常以 1.XXXX 的形式存储,隐式地前面有一个 1(称为隐式前导位)。
所以 float 尾数隐式长度为 24 位,double 尾数隐式长度为 53 位。
单精度(32 位)- 双精度(64 位)
存储 > 精度 选择 double , 存储 < 精度 选择 float
浮点数的打印输出#
#include <stdio.h>
int main() {
float temperture = 36.5f;
float humidity = 48.3f;
float speed_of_sound = 343.5e2f;
float lenght = 12.3f, width = 23.45f, height = 34.56f;
printf("Temperture: %f\n", temperture);
printf("Humidity: %f\n", humidity);
printf("Speed_of_Sound: %f\n", speed_of_sound);
printf("Lenght: %f x %f x %f\n", lenght width height);
//丢失精度
//double %lf , float %f
return 0;
}
C99 中对浮点数的规定#
#include <stdio.h>
int main () {
float num = 123.456;
printf("Using %%f: %f\n", num);
//%e %E 科学计数法格式化输出
ptintf("Using %%e: %e\n", num);
printf("Using %%E: %E\n", num);
//%a %A 十六进制浮点数 p计数法
printf("Using %%a: %a\n", num);
printf("Using %%A: %A\n", num);
return 0;
}
浮点数的溢#
#include <stdio.h>
#include <float.h>//点开看看
int main() {
float max_float = FLT_MAX;
float overflow = max_float * 1000.0f;
//OverFlow 上溢
float min_float = FLT_MIN;
float underfloat = min_float / 1000.0f;
//UnderFlow 下溢
printf("Maximum Float: %e\n", max_float);
printf("OverFloat: %e\n", overflow);
printf("Minimum Float: %e\n", min_float);
printf("UnderFloat: %e\n", underfloat);
return 0;
}
Nan & Infinity#
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <math.h>
int main() {
//正无穷大
float positive_infinty = INIFITY;
printf("Positive Infinity: %f\n", positive_infinty);
//负无穷大
float negative_infinty = -INIFITY;
printf("Negative Infinity: %f\n", negative_infinty);
//除以0产生的无穷大
float num = 1.0f;
float inifity = num / 0.0f;
printf("0.0 / 0.0 = %f\n", nan);
//Nano 0/0
//float nan = 0.0f /0.0f;
//printf("0.0f / 0.0f =%f\n", nan)
//对负数开平方跟
float negative_sqrt = sqrt(-1.0f);
printf("sqrt(1.0f) = %f\n", nefative_sqrt);
return 0;
}
最近偶数舍入标准(银行家舍入)#
#include <stdio.h>
int main() {
//四舍五入
//IEEE 754
//最近偶数舍入 round to nearest, ties to even
//银行家舍入
//3.14159
float number = 3.14159f;
printf("%.4f\n", number);
//3.15
//3.25
return 0;
}
double,long double 科研与企业的区别#
#include <stdio.h>
int main() {
//double
//float 丢失精度
//3D渲染
//利息 NASA
//浮点常量 3.14
//3.14 默认double类型 特别注明3.14f
return 0;
}
在计算机科学和编程中,double
和 long double
是两种浮点数数据类型,用于表示带小数的数字。它们在科研和企业中的使用有时会有不同的侧重点,主要体现在以下几个方面:
- 精度需求:
- 科研:科学研究往往涉及高度精确的计算,如物理、化学模拟等。这种情况下,
long double
可能会被优先使用,以提高计算的精度,避免浮点数运算中的误差。 - 企业:在商业应用中,通常对浮点数的精度要求没有那么严格,
double
已经可以满足大部分的需求,特别是在财务计算和统计分析等场景中。
- 性能考虑:
- 科研:科研计算可能更加关注计算的准确性,而不是速度,但在一些高性能计算中,仍需权衡精度算法与计算性能之间的关系。
- 企业:企业应用常常在追求性能、响应时间和资源利用效率,因此可能偏向于使用
double
,以便在保证一定精度的基础上提高计算速度。
- 平台依赖性:
- 科研:在科研领域,研究者会考虑到不同硬件平台之间的差异,选择浮点数类型时会考虑跨平台的兼容性。 - 企业:企业可能更关注软件的可维护性和开发效率,通常选择更为常用和标准化的
double
类型,以获得更好的开发支持和社区资源。
- 语言和工具支持:
- 科研:科研工作者可能会使用专门的科学计算库(如 NumPy、SciPy 等),这些库在设计时考虑了多种浮点数类型的支持。
- 企业:在企业环境中,开发团队可能更倾向于使用通用数据类型,依赖于标准库和存储流程,所以
double
类型更为普遍。 综上所述,虽然double
和long double
都是浮点数类型,它们在科研和企业中的具体使用情况会因需求、性能和平台的不同而有所差异。
float 和 double 有效精度对比 原理与计算#
#include <stdio.h>
int main() {
float float_num 1.0 / 3.0;
double double_num = 1.0 / 3.0;
printf("Float precision: %20f\n", float_num);
printf("Double precision: %.20lf\n", double_num);
//float 和 double 有效精度的对比
printf("Defined max precision for double: %d\n", FLT_DIG)
printf("Defined max precision for float: %d\n", DBL_DIG)
//53除以log₂10 24除以log₂10 即为精确度
}
float(单精度浮点数):通常占用 4 字节(32 位)其中 1 位为符号位,8 位为指数位,23 位为尾数(有效数字)。通常有效精度约为 7 位十进制数字。
double(双精度浮点数): 通常占用 8 字节(64 位)。 1 位为符号位,11 位为指数位,52 位为尾数。通常有效精度约为 15 到 16 位十进制数字。
浮点数的表示遵循 IEEE 754 标准。它的值可以通过以下公式表示: [\text = (-1)^} \times (1 + \text) \times 2^ - \text)} ]
sign: 符号位,决定正负。 fraction: 尾数,决定数值的精度。 exponent: 指数,决定数值的大小。 bias: 偏移量,对于 float
为 127,对于 double
为 1023。
银行中用定点数 (数据库 MySQL)
char & ASCII#
#include <stdio.h>
int main() {
char mych = 'a'; //实际用int类型 存储, 将A转化成int类型 int(97)
printf("mych: %c\n");
//ASCII美国信息标准代码 一般使用7bit 包括128个字符
}
转义序列 反斜杠 \#
转义序列 | 表示 |
---|---|
\a | 响铃(警报) |
\b | Backspace |
\f | 换页 |
\n | 换行 |
\r | 回车 |
\t | 水平制表符 |
\v | 垂直制表符 |
\' | 单引号 |
\" | 双引号 |
\\ | 反斜杠 |
\? | 文本问号 |
\ ooo | 八进制表示法的 ASCII 字符 |
\x hh | 十六进制表示法的 ASCII 字符 |
\x hhhh | 十六进制表示法的 Unicode 字符(如果此转义序列用于宽字符常量或 Unicode 字符串文本)。例如,WCHAR f = L'\x4e00' 或 WCHAR b[] = L"The Chinese character for one is \x4e00" 。 |
清除屏幕 print("\033[2J");
移动光标 print("\033[%d;%dH", 3, 3);
布尔类型 bool 类型#
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
//true or false
//转换成 1 or 0
bool is_game_win = true;
bool is_game_over = false;
return 0;
}
常量 const 与 #define 宏#
#include <stdio.h>
#define PI 3.14
int main() {
//常量
const double MAX_USER = 100;
printf("PI: %lf\n", PI);
return 0;
}
第二章结束语#
第三章 运算符#
运算符的介绍#
1、算术运算符
2、关系运算符
运算符 | 测试的关系 |
---|---|
< | 第一个操作数小于第二个操作数 |
> | 第一个操作数大于第二个操作数 |
<= | 第一个操作数小于或等于第二个操作数 |
>= | 第一个操作数大于或等于第二个操作数 |
== | 第一个操作数等于第二个操作数 |
!= | 第一个操作数不等于第二个操作数 |
数据对象 左值和右值#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttype.h>
int main() {
//数据对象
//左值 Lvalue
//右值 Rvalue
//运算符
uint32_t apple_box = 5;
uint32_t orange_box = 5;
printf("苹果盒子里面有 %" PRIu32 "个苹果\n", apple_box);
printf("橘子盒子里面有 %" PRIu32 "个橘子\n", orange_box);
uint32_t total_fruit = apple_box + orange_box;
printf("盒子里面有 %" PRIu32 "个水果\n", total_box);
return 0;
}
多重赋值#
前缀后缀递增与递减#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttype.h>
int main() {
int32_t value = 5;
int32_t result_1;
int32_t result_2;
//后缀递增,先赋值,再++
result_1 = value++;
//前缀递减,先--,后赋值
result_2 = --value;
printf("After postfix increment, result_1 = %" PRIu32 ",result_2 = %" PRIu32 ", value = %" PRIu32 "\n", result_1, result_2, value);
return 0;
}
按位移位运算符#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
uint8_t num = 22;
num >> 2;//高位补零,低位排挤
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
uint8_t num = 22;
//num >> 2; 高位补零,低位排挤
uint8_t num = 22;
printf("Original number: %" PRIu8 " (binary: 00010110)\n", num);
uint8_t left_shifted = num << 2;
printf("Left shifted by 2: %" PRIu8 " (binary: 01011000)\n", num);
uint8_t right_shifted = num >> 2;
printf("Right shifted by 2: %" PRIu8 " (binary: 00000101)\n", num);
return 0;
}
乘法运算:移位运算符为什么比 直接 * 处理快?
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
uint8_t num = 25;
//uint32_t result = num * 1024;
printf("Result: %" PRIu32 "\n", result);
ALU 负责 基本的运算
return 0;
}
移位运算符比直接使用乘法运算符(*)处理快的原因主要是因为底层实现的不同。
以下是一些具体的原因:
底层操作:乘法运算在计算机的底层通常比加法和位移运算复杂。乘法操作需要更多的硬件资源和时间,因为它涉及到多次相加和可能的中间结果存储。而移位运算只需要简单地调整二进制位的位置,这通常是一个非常快速的操作。
CPU 指令集优化:许多现代 CPU 提供了专门的指令来执行位移操作,这些操作在硬件层面上被优化得很高效。相对来说,乘法指令虽然也被优化,但是通常它们的复杂性使得执行时的延迟更高。
特定场景:对于 2 的幂次的乘法,例如乘以 2、4、8 等,可以用位移操作取代。比如,乘以 2 可以使用左移 1 位,乘以 4 可以左移 2 位。这种替代方式在特定情况下能显著提高性能。
编译器优化:很多编程语言的编译器在优化阶段,会自动将某些乘法运算(特别是乘以 2 的幂次)替换为对应的移位运算,从而提高代码执行效率。
综上所述,虽然在高层次上我们通常不需要关心这些细节,但在性能敏感的应用中,了解这些运算的效率差异是有帮助的。
int 类型需要注意左移可能导致溢出
逻辑的真与假、C 关系运算符#
include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int a = 10;
int b = 20;
//xxx ? xxx : xxx 判断true or false
bool greater = a > b;
printf("a > b: %d\n", greater);
printf("a > b: %s\n", greater ? "true" , "false");
bool less = a < b;
printf("a < b: %d\n", less);
printf("a < b: %s\n", less ? "true" , "false");
bool not_equal = a != b;
printf("a != b: %d\n", not_equal);
printf("a != b: %s\n", not_equal ? "true" , "false");
bool equal = a == b;
printf("a == b: %d\n", equal);
printf("a == b: %s\n", equal ? "true" , "false");
bool greater_or_equal = a >= b;
printf("a >= b: %d\n", greater_or_equal);
printf("a >= b: %s\n", greater_or_equal ? "true" , "false");
bool less_or_equal = a <= b;
printf("a <= b: %d\n", less_or_equal );
printf("a <= b: %s\n", less_or_equal ? "true" , "false");
return 0;
}
条件表达式运算符#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int score = 89;
printf("你的成绩等级:%s\n", score >= 60 ? "及格" : "不及格");
return 0;
}
#include
int main() {
int score = 85;
// 你可以根据需要修改这个分数
const char* result = (score >= 90) ? "优秀" : (score >= 85) ? "一般" : (score >= 60) ? "合格" : "不及格"; printf("%s\n", result);
return 0;
}
按位运算符 & ^ |#
运算符 | 描述 |
---|---|
& | 按位 “与” 运算符将其第一操作数的每个位与其第二操作数的相应位进行比较。 如果两个位均为 1,则对应的结果位将设置为 1。 否则,将对应的结果位设置为 0。 |
^ | 按位 “异或” 运算符将其第一操作数的每个位与其第二操作数的相应位进行比较。 如果一个位是 0,另一个位是 1,则相应的结果位将设置为 1。 否则,将对应的结果位设置为 0。 |
**` | `** |
& 按位与
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int a = 12;
int b = 25;
// & 二进制 位位比较 都是1才输出1 比如
printf("%d\n", 12 & 25);
//将特定位清零、检查某一位是否为1
return 0;
}
| 按位与或
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int a = 2;
int b = 5;
// | 二进制 位位比较 有1就输出1 比如0111
printf("%d\n", a | b);
//设置特定位、组合标志位
return 0;
}
^ 按位异或
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int a = 2;
int b = 10;
// ^ 二进制 位位比较 有1 0才输出1 比如1000
printf("%d\n", a ^ b);
//逻辑异或 XOR操作
//翻转特定位、交换两个变量值、检查不同
return 0;
}
按位取反~#
掩码与电路遥控 LED 灯练习#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
void print_binary(uint8_t num);
int main() {
uint8_t status = 0b00001100; //初始状态
printf("Initial status: 0b");
print_binary(status);
printf("\t(Binary)\n");
status = status & 0b11111011; //mask掩码 异或 控制
printf(("Fanal status: 0b");
printf("\t(Binary)\n");
return 0;
}
void print_binary(uint8_t num);
for (int index = 7; index >= 0; index--) {
printf("%d", (num >> index) & 1);
}
}
逻辑运算符 && ||#
运算符 | 描述 |
---|---|
&& | 如果两个操作数具有非零值,则逻辑 “与” 运算符产生值 1。 如果其中一个操作数等于 0,则结果为 0。 如果逻辑 “与” 运算的第一个操作数等于 0,则不会计算第二个操作数。 |
|| | 逻辑 “或” 运算符对其操作数执行 “与或” 运算。 如果两个操作数的值均为 0,则结果为 0。 如果其中一个操作数具有非零值,则结果为 1。 如果逻辑 “或” 运算的第一个操作数具有非零值,则不会计算第二个操作数。 |
复合赋值运算符#
复合赋值运算符的操作数只能是整型和浮点型
#include <stdio.h>
/*
struct BigStruct {
//..
//..
};
void uodate(BigStruct& bs) {
BigStruct temp = someExp();
bs = bs + temp;
bs += temp;
}
*/
int main() {
int base_number = 8;
int add_number = 2;
int sub_number = 3;
int mul_number = 2;
int div_number = 5;
int mod_number = 4;
base_number += add_number;
//In-place Modification 原地修改
base_number -=
base_number *=
base_number /=
base_number %=
base_number <<=
base_number >>=
base_number &=
base_number |=
base_number ^=
return 0;
}
逗号运算符#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
uint32_t a = 1, b = 2, c = 4;
uint32_t result = (a += 1, b -= 1, c += 3);
printf("a = %d, b = %d, c = %d, result = %d", a, b, c, result);
return 0;
}
Microsoft Learn
// cpp_comma_operator.cpp
#include <stdio.h>
int main () {
int i = 10, b = 20, c= 30;
i = b, c;
printf("%i\n", i);
i = (b, c);
printf("%i\n", i);
}
Output:
20
30
[collapse status="false" title="Microsoft Learn 解释"]
逗号运算符具有从左向右的关联性。 由逗号分隔的两个表达式将从左向右进行计算。 始终计算左操作数,并且在计算右操作数之前将完成所有副作用。
在某些上下文(如函数自变量列表)中,逗号可用作分隔符。 不要将该逗号用作分隔符与将其用作运算符的情况混淆;这两种用法完全不同。
请考虑表达式 e1, e2
。 该表达式的类型和值是 e2 的类型和值;e1 的计算结果将被丢弃。 如果右操作数是左值,则结果为左值。
在通常将逗号用作分隔符的方案中(例如,在函数或聚合初始值设定项的自变量中),逗号运算符及其操作数必须包含在括号中。 例如:
**C++** 复制
func_one( x, y + 2, z );
func_two( (x--, y + 2), z );
在上面的对 func_one
的函数调用中,会传递以逗号分隔的三个参数:x
、y + 2
和 z
。 在对 func_two
的函数调用中,圆括号强制编译器将第一个逗号解释为顺序计算运算符。 此函数调用将两个参数传递给 func_two
。 第一个参数是顺序计算运算 (x--, y + 2)
的结果,具有表达式 y + 2
的值和类型;第二个参数为 z
。
[/collapse]
计算的优先级和顺序#
符号 ^1^ | 操作类型 | 结合性 |
---|---|---|
[ ] ( ) . -> ++ -- (后缀) | 表达式 | 从左到右 |
sizeof & * + - ~ ! ++ -- (前缀) | 一元 | 从右到左 |
typecasts | 一元 | 从右到左 |
* / % | 乘法 | 从左到右 |
+ - | 加法 | 从左到右 |
<< >> | 按位移动 | 从左到右 |
< > <= >= | 关系 | 从左到右 |
== != | 相等 | 从左到右 |
& | 按位 “与” | 从左到右 |
^ | 按位 “异或” | 从左到右 |
| | 按位 “与或” | 从左到右 |
&& | 逻辑 “与” | 从左到右 |
|| | 逻辑 “或” | 从左到右 |
? : | 条件表达式 | 从右到左 |
= *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |= | 简单和复合赋值 ^2^ | 从右到左 |
, | 顺序计算 | 从左到右 |
^1^ 运算符按优先级的降序顺序列出。 如果多个运算符出现在同一行或一个组中,则它们具有相同的优先级。
^2^ 所有简单的和复合的赋值运算符都有相同的优先级。
表达式可以包含优先级相同的多个运算符。 当多个具有相同级别的这类运算符出现在表达式中时,计算将根据该运算符的结合性按从右到左或从左至右的顺序来执行。 计算的方向不影响在相同级别包括多个乘法 (*
)、加法 (+
) 或二进制按位(&
、|
或 ^
)运算符的表达式的结果。 语言未定义运算的顺序。 如果编译器可以保证一致的结果,则编译器可以按任意顺序随意计算此类表达式。
只有顺序计算 (,
)、逻辑 “与”(&&
)、逻辑 “或” (||
)、条件表达式 (? :
) 和函数调用运算符构成序列点,因此,确保对其操作数的计算采用特定顺序。 函数调用运算符是一组紧跟函数标识符的圆括号。 确保顺序计算运算符 (,
) 按从左到右的顺序计算其操作数。 (函数调用中的逗号运算符与顺序计算运算符不同,不提供任何此类保证。)有关详细信息,请参阅序列点。
逻辑运算符还确保按从左至右的顺序计算操作数。 但是,它们会计算确定表达式结果所需的最小数目的操作数。 这称作 “短路” 计算。 因此,无法计算表达式的一些操作数。 例如,在下面的表达式中
x && y++
仅当 y++
为 true(非零)时,才计算第二操作数 (x
)。 因此,如果 y
为 false (0),则 x
不增加。
示例
以下列表显示编译器如何自动绑定多个示例表达式:
展开表
表达式 | 自动绑定 |
---|---|
a & b || c | (a & b) || c |
a = b || c | a = (b || c) |
q && r || s-- | (q && r) || s-- |
在第一个表达式中,按位 “与” 运算符 (&
) 的优先级高于逻辑 “或” 运算符 (||
) 的优先级,因此,a & b
构成了逻辑 “或” 运算的第一操作数。
在第二个表达式中,逻辑 “或” 运算符 (||
) 的优先级高于简单赋值运算符 (=
) 的优先级,因此,b || c
在赋值中分组为右操作数。 请注意,赋给 a
的值为 0 或 1。
第三个表达式显示可能会生成意外结果的格式正确的表达式。 逻辑 “与” 运算符 (&&
) 的优先级高于逻辑 “或” 运算符 (||
) 的优先级,因此,将 q && r
分组为操作数。 由于逻辑运算符确保按从左到右的顺序计算操作数,因此 q && r
先于 s--
被计算。 但是,如果 q && r
计算的结果为非零值,则不计算 s--
,并且 s
不会减少。 如果 s
未减少会导致程序出现问题,则 s--
应显示为表达式的第一操作数,或者在单独的运算中应减少 s
。
以下表达式是非法的并会在编译时生成诊断消息:
非法表达式 | 默认分组 |
---|---|
p == 0 ? p += 1: p += 2 | ( p == 0 ? p += 1 : p ) += 2 |
在此表达式中,相等运算符 (==
) 的优先级最高,因此,将 p == 0
分组为操作数。 条件表达式运算符 (? :
) 具有下一个最高级别的优先级。 其第一操作数是 p == 0
,第二操作数是 p += 1
。 但是,条件表达式运算符的最后一个操作数被视为 p
而不是 p += 2
,因为与复合赋值运算符相比,p
的匹配项将更紧密地绑定到条件表达式运算符。 由于 += 2
没有左操作数,因此发生语法错误。 您应使用括号以防止此类错误发生并生成可读性更高的代码。 例如,可以按如下所示使用括号来更正和阐明前面的示例:
( p == 0 ) ? ( p += 1 ) : ( p += 2 )
请参阅
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
int32_t result;
result = a * b + c << d >e ? b : c * sizeof(++e) / sizeof(int32_t);
printf(Result: %" PRId32 ", result);
return 0;
}
一元操作符号中,& - + 等前缀 * 为解引用运算符
&按位与
与 前缀&
不一样,后者优先级高!
第三章 分支与控制#
决策控制#
如果天气晴朗 —— 选出去玩;
逻辑 && || ;
人是有决策能力的,逻辑的判断让程序去・选择!
前提是:让程序去判断 ” 天气状态 “ 是否为 true , false
比如 一个天气应用程序:
温度 <30° 温度> 30°
编程语言:
- 要应用到实际环境
- 灵活性,随机
- 不可能全面,若有完美 定是谎言
if 语句和 if else#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttype.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
uint32_t number = 100;
//if 语句
if (number > 10) {
printf("这个数大于10!\n");
printf("这个数大于10!\n");
}
if (number >=100) {
printf("这个数大于等于100!\n");
}
else {
printf("这个数小于100!\n");
}
return 0;
}
逻辑与或的短路行为#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttype.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
bool is_weather_sunny = false;
bool is_venue_available = true;
if (is_weather_sunny && is_venue_available) {
printf("活动如期举行!\n");
}
else {
printf("活动不能如期举行!\n");
if (!is_weather_sunny) {
printf("原因:天气不晴朗!\n")
}
if (!is_vueue_available) {
printf("原因:没有场地!\n")
}
return 0;
}
//自动贩卖机
//只支持硬币
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
const uint32_t PRICE = 3; //drink's price
uint32_t balance = 0; //now total_coin
uint32_t coin; //every coin in it
puts("drink's price is $5 please!");
while (balance < PRICE) //在投够数额前
{
puts("don't!"); //拒绝交易
scanf_s("%" PRIu32, &coin);
if (coin == 1 || coin == 2 || coin == 5) //确定金额类型
{
balance += coin; //赋值 加等
printf("你已经投入 $%" PRIu32 "\n", balance);
}
else {
printf("sorry!我们不接受 $%" PRIu32 "的硬币\n", coin);
}
}
if (balance > PRICE) {
printf("找零:%" PRIu32 "\n", balance - PRICE);
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
//玩家进入不同条件的房间
uint32_t coins= 15;
bool is_vip = true;
bool have_special_tool = false;
if (is_vip) {
puts("vip Enter!\n");
}
else {
puts("not_vip Exit!\n");
}
if (coins >= 10 || have_special_tool) {
puts("Enter!\n")
}
else {
puts("Exit!\n");
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
const uint32_t all_laps = 100;
uint32_t current_laps = 0;
puts("开始!");
while (current_laps < all_laps)
{
current_laps++;
printf("完成第 %"PRIu32"圈。\n", current_laps);
}
return 0;
}
//自动贩卖机
//只支持硬币
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
const uint32_t price = 10; //drink's price
uint32_t balance = 0; //now total_coin
uint32_t coin; //every coin in it
puts("drink's price is $5 please!");
while (balance < price) //在投够数额前 只有在够的时候才开始循环
{
puts("don't!"); //拒绝交易
//模拟投币
scanf_s("%" priu32, &coin);
if (coin == 1 || coin == 2 || coin == 5) //确定金额类型
{
balance += coin; //赋值 加等 计数
printf("你已经投入 $%" priu32 "\n", balance);
}
else {
printf("sorry!我们不接受 $%" priu32 "的硬币\n", coin);
}
}
if (balance > price) {
printf("找零:%" priu32 "\n", balance - price);
}
return 0;
}
//一定要写printf 可以看到效果。
//遇到循环问题
//不要在循环中多次运用,来避免不必要的错误
//写一个计算机求和
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
uint32_t sum = 0; //设置初始数字和为0
uint32_t number = 1; //第一次number的值
while (number != 0) //设置0为退出循环的方法
{
scanf_s("%" PRIu32, &number); //scanf重新赋值number,第一次number值实际没有用到。
sum += number;
}
printf("所求的和sum是 %" PRIu32 "\n", sum);
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <errno.h>
int main()
{
uint32_t sum = 0; //设置初始数字和为0
char input[50]; //我们将用户输入的字符转换成数字
char* end;
puts("请输入一系列数字,用回车隔开,我们计算他们的和,输出q结束");
while (true) //设置0为退出循环的方法
{
errno = 0;
puts("输入一个数字:");
scanf_s(" %49s", &input, 50);
if (input[0] == 'q' && input[1] == '\0') {
break;
}
long number = strtol(input, &end, 10);
//将输入的字符转换成数字,并且加到总和sum中
//0的ASCII为48
if (end == input || *end !='\0') {
printf("无效输入,请输入一个数字或是字符q\n");
}
else if (errno == ERANGE || number < 0 || number > UINT32_MAX){
printf("数字超出范围!请输入小于或等于 %u 的正整数\n", UINT32_MAX);
}
else {
sum += (uint32_t)number;
}
}
printf("所求的和sum是 %" PRIu32 "\n", sum);
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main()
{
uint32_t sum = 0; //设置初始数字和为0
uint32_t number; //第一次number的值
puts("请输入一系列数字,用回车隔开,我们计算他们的和,输出0结束");
while (true) //设置0为退出循环的方法
{
scanf_s(" % " PRIu32, &number);
if (number == 0) {
break;
}
sum += number;
}
printf("所求的和sum是 %" PRIu32 "\n", sum);
return 0;
}
//卫语句的使用:租车案例
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
void check_car_rent(uint8_t age, uint8_t driving_exp_years);
int main(void)
{
check_car_rent(22, 3);
return 0;
}
void check_car_rent(uint8_t age, uint8_t driving_exp_years) {
//卫语句
if (age < 21) {
puts("不符合条件,年龄不足!");
return 0;
}
if (driving_exp_years < 1) {
puts("不符合条件,驾驶年龄不足!");
return 0;
}
}
//简化逻辑表达式
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
//逻辑表达式应该简化!
bool is_weekend = true;
bool has_enter = true;
if (!has_enter) {
return 0;
}
return 0;
}
状态机:管理复杂状态的转换#
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
//状态机:管理复杂状态的转换,使用switch case
uint8_t traffic_state = 0;
switch (traffic_state)
{
case 0:
puts("red");
traffic_state = 1;
break;
case 1:
puts("yellow");
traffic_state = 2;
break;
case 2:
puts("green");
traffic_state = 0;
break;
default:
puts("???");
break;
}
return 0;
}
switch-case 与 if-else 的区别#
//switch-case 与 if-else 的区别
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int mian(void)
{
return 0;
}
循环在生活中的作用#
//循环在生活中的作用
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
int32_t number;
scanf_s("请输入: %d %d %d", &number, &number, &number);//在实际开发中不用scanf
//not write \n in it
printf("已经扫描到你输入的数字为: %d %d %d\n", number, number, number);
return 0;
}
do-while 和 while 的区别#
//do-while 和 while 的区别
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
uint32_t total_laps = 10;
uint32_t current_laps = 0;
puts("罚跑开始!");
do {
current_laps++;
printf("跑步者完成第%" PRIu32 "圈\n", current_laps);
} while (current_laps < total_laps);
return 0;
}
do-while 的实际作用#
//do-while 的实际作用
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
uint32_t choice;
do
{
puts("****主菜单****");
puts("1. 新游戏");
puts("2. 载入游戏");
puts("3. 退出");
scanf_s("%" PRIu32, &choice);
switch (choice)
{
case 1:
puts("****创建新游戏!");
break;
case 2:
puts("****载入存档!");
break;
case 3:
puts("****退出游戏!");
break;
}
} while (choice != 3);
return 0;
}
随机数猜数游戏案例#
//随机数猜数游戏案例
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
uint32_t secret_num, guess, status;
char buffer[50];
srand(time(NULL));
//生成1-100的随机数
secret_num = rand() % 100 + 1;
puts("猜猜嘛!");
do {
puts("请输入你猜的数:");
fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);
status = sscanf_s(buffer, "%d", &guess);
//卫语句
if (status != 1) {
puts("输入无效!");
continue;
}
if (guess < secret_num) {
puts("太小了!");
}
else if (guess > secret_num) {
puts("太大了!");
}
} while (guess != secret_num);
printf("恭喜你,猜对了!");
return 0;
}
continue 语句#
//continue语句
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
int main(void) {
uint32_t sum = 0;
int32_t number;
puts("请输入一系列的正整数,可以输入负数,输入0结束");
while (1) {
puts("请输入一个数字");
scanf_s("%d", &number);
if (number == 0) {
break;
}
if (number < 0) {
continue; //continue 直接跳过这次循环
}
sum += number;//计数
}
printf("计算结果为:%" PRIu32 "\n", sum);
return 0;
}
continue 与 break 的联用条件判断#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
int main() {
uint32_t number;
puts("请输入数字(0-100),输入-1后结束程序");
while (1) {
puts("请输入一个数字:");
scanf_s("%d", &number);
//卫语句!检查条件结束
if (number == -1) {
break;
}
if (number < 0 || number > 100) {
continue;//跳过本次循环的剩余部分。
}
sum += number;
}
return 0;
}
初探 for 循环#
//初探for循环
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
//for循环
const uint32_t total_laps = 10; //目标圈数
//uint32_t current_lap = 0; 初始化当前圈数
puts("跑步者开始跑步");
for (uint32_t current_lap = 0;current_lap <= total_laps;current_lap++) {
printf("跑步者完成第 %" PRIu32 " 圈\n", current_lap);
}
return 0;
}
整数平方求和#
//整数平方求和
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
int main(void)
{
/*
目的为了计算从1到n(n由玩家输入)的所有整数的平方和
*/
uint32_t number;
uint32_t sum_of_squares = 0;
puts("输入整数n");
scanf_s("%u", &number);
for (uint32_t index = 1; index <= number; index++) {
sum_of_squares += index * index;
}
printf("%" PRIu32 "\n", sum_of_squares);
return 0;
}
倒数五个数#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
int main(void) {
/*
星光大道
倒数五个数
*/
uint32_t start_number;
puts("Please enter a positive integer");
scanf_s("%" SCNu32, &start_number);
puts("The countdown begins");
for (uint32_t index_number = start_number; index_number > 0; index_number--)
{
printf("%" SCNu32 "\n", index_number);
}
puts("The countdown stop");
return 0;
}
//扩展sleep
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <windows.h>
int main(void)
{
/*
星光大道
倒数五个数
*/
uint32_t start_number;
puts("Please enter a positive integer");
scanf_s("%" SCNu32, &start_number);
puts("The countdown begins");
for (uint32_t index_number = start_number; index_number > 0; index_number--)
{
printf("%" SCNu32 "\n", index_number);
Sleep(1000);
}
puts("The countdown stop");
return 0;
}
阶乘#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <windows.h>
//阶乘
int main(void) {
uint32_t number;
uint32_t factorial = 1;
puts("Please enter a positive integer :");
scanf_s("%" SCNu32, &number);
for (uint32_t index = 1; index <= number; index++) {
factorial *= index;
}
printf("%" PRIu32 "! = %" PRIu32 "\n", number, factorial);
return 0;
}
开方#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
double number = 4.00;
printf("%lf\n", sqrt(121));
return 0;
}
素数#
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
uint32_t num;
bool is_prime = true;
puts("Please enter a positive integer,except for 1,we will check if it is prime:");
scanf_s("%" SCNu32, &num);
if (num <= 1) {
is_prime = false;
}
else {
//for , 检查除了1和它本身之外的因数
for (uint32_t i = 2; i * i <= num; i++) {
if (num % i == 0) {
is_prime = 0;
break;
}
}
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <math.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
uint32_t size;
puts("请输入图案的大小: ");
scanf_s("%" SCNu32, &size);
//特点:长和宽一样
puts("打印正方形图案");
for (uint32_t i = 0; i < size; i++) {
for (uint32_t j = 0; j < size; j++)
{
printf("* ");
}
printf("\n");
}
return 0;
}
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