一、C语言导学与数据类型、数据输入输出（C语言）

博主：彼岸花露
发布时间：2024 年 04 月 11 日
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分类： C语言

# 一、c语言导学与数据类型、数据输入输出

## 1导学

### 1.1前言

先有高级语言 ALGOL 60（简称 A 语言），后来它经过简化变为 BCPL 语言（改进后称为 B 语言），而 C语言是在 B 语言的基础之上发展而来的，所以就称为 C 语言。因此，世界上的第一个 C 语言编译器是用 B 语言编写的。目前，主流的编译器是 GCC 编译器（Mac 计算机也使用这个编译器），1972 年，Dennis M. Ritchie 在 B 语言的基础上最终设计出了一种新的语言，他以 BCPL 的第二个字母作为这种语言的名字，这就是 C 语言。

### 1.2程序-编译与调试

程序的作用是完成某种计算

两个斜杠“//”后面的内容为代码注释，程序编译时不会编译到程序中。

```c
#include <stdio.h> //头文件

int main() {       //入口函数
    
	printf("Hello world"); //函数内的代码内容
    
    return 0;      //返回值
}
```

main 是主函数名，int 是函数返回值类型。每个 C 程序有且只能有一个主函数 main，程序从 main 函数开始执行。花括号{}是函数开始和结束的标志，不可省略。每个 C 语句均以半角分号结束。

使用标准库函数时应在程序开头一行书写如下内容：

```c
#include <stdio.h> //printf 函数需要使用该头文件
```

---

## 2数据类型、数据输入输出

### 2.1数据类型分类

```mermaid
%% graph定义了这是流程图，方向从左到右
graph LR
i(数据类型)
i1(基本类型)
i2(构造类型)
i3(指针类型)
i4(空类型 viod)
i11(整型int)
i12(浮点型float)
i13(字符型char)
i21(["数组[ ]"])
i22(结构体struct)
i ---i1
i --- i2
i --- i3
i --- i4
i1 --- i11
i1 --- i12
i1 --- i13
i2 --- i21
i2 --- i22
```

### 2.2c语言关键字

避免命名变量时与关键字重名（不用记）

### 2.3常量

常量是指在程序运行过程中，其值不发生变化的量，常量可以分为**整型、实型（也称浮点型）、字符型和字符串型**

- 整型            100，125，-100，0
- 实型            3.14，0.125，-3.789
- 字符型        'a'，'b'，'2'
- 字符串型    "a"，"ab"，"1c34"

### 2.4变量

变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，即变量的值。**这些值在程序的执行过程中是可以改变的。**

变量名实际上以一个名字代表一个对应的存储单元地址， 编译、链接程序时， 由编译系统**为每个变量名分配对应的内存地址(就是空间)**.从变量中取值实际上是通过变量名找到内存中存储单元的地址，并从该存储单元中读取数据。

变量的命名规定如下： C语言规定标识符只能由**字母、数字和下画线**三种字符组成， 并且**第一个字符必须为字母或下画线**. 例如，

```
sum, _total, month, Student_name, lotus_1_2_3, BASIC, li_ling//正确的
```

```
M. D. John, ¥123,3D64, a>b //错误的
```

编译系统认为大写字母和小写字母是不同的字符，C语言要求对所有用到的变量做强制定义， 即“**先定义， 后使用**”。同时在选择变量名和其他标识符时， 应尽量做到“**见名知意**”，即选择具有含义的英文单词(或其缩写) 作为标识符。注意， **变量名不能与关键字同名！**

### 2.5整型数据

#### 2.5.1符号常量

定义一个整型变量时要用到关键字int

```c
#include <stdio.h>

#define PI 3+2
int main() 
{
    int i = PI*2;
    printf("i=%d\n",i);
    return 0;
}
```

最终输出结果为7，**符号常量PI是直接替换的效果**（3+2*2=7）

#### 2.5.2整型变量

只掌握int即可应对初试，后面高级阶段讲解不同类型整型变量，**int变量是4个字节**

![变量名、变量值和存储单元的关系](https://photo.w-4.cn/typora/eb9becd2413c879f2f6b0d8e864d498e.png)

### 2.6浮点型数据

#### 2.6.1浮点型常量

表示浮点型常量的形式有俩种，e代表10的幂次，幂次可正可负

表示浮点型常量的俩种形式

| 小数形式 |             0.123              |
| :------: | :----------------------------: |
| 指数形式 | 3e-3（为3X10⁻³,次方，即0.003） |

```
注意： 字母e(或E) 之前必须有数字， 且e后面的指数必须为整数.

正确示例: 1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3。

错误示例: e3、2.1e3.5、.e3、e.
```

#### 2.6.2浮点型变量

通过 float f来定义浮点变量， **f占用4个字节**的空间

### 2.7字符型数据

#### 2.7.1字符型常量

用单引号括起来的一个字符是字符型常量， 且只能包含一个字符！ 例如， 'a'、'A'、'1'、''是正确的字符型常量， 而'abc'、"a"、""是错误的字符型常量。下表中给出了各种转义字符及其作用。以“\”开头的特殊字符称为转义字符， 转义字符用来表示回车、退格等功能键。

| 转义字符 |  作用  |
| :------: | :----: |
|    \n    |  换行  |
|    \b    |  退格  |
|   \\\\   | 反斜杠 |

#### 2.7.2 字符数据在内存中的储存形式及使用方法

字符型变量使用关键字 char进行定义， **一个字符型变量占用1字节**大小的空间。一个字符常量存放到一个字符型变量中时， 实际上并不是把该字符的字型放到内存中， 而是把该字符的ASCⅡ码值放到存储单元中， 每个字符的ASCⅡ码值详见附录A。打印字符型变量时， 如果以字符形式打a 印，那么计算机会到 ASCⅡ码表中查找字符型变量的ASCⅡ码值， 查到对应的字符后会显示对应的字符，

如图所示。这样， 字符型数据和整型数据之间就可以通用。字符型数据既可以以字符形式输出， 又可以以整数形式输出， 还可以通过运算获取想要的各种字符， 请看下面例子。

![](https://photo.w-4.cn/typora/e672120577cf6287dd617b169ab0a1be.png)

```c
#include <stdio.h>
int main()
{
	char c='A';
	printf("%c\n",c+32);
	printf("%d\n",c);
}
```

```
a
65
```

对于字符型变量， 无论是赋 ASCII码值还是赋字符， 使用%c 打印输出时得到的都是字符，使用%d打印输出时得到的都是ASCⅡ码值。将小写字母转换为大写字母时，由课件最后的ASCII码表发现小写字母与大写字母的差值为 32， 因此将c减去32 就可以得到大写字母A。

### 2.8字符串型常量

字符串型常量是由一对双引号括起来的字符序列。 例如, "How do you do."、"CHINA"、"a"和"$123.45"是合法的字符串型常量, 我们可用语句 printf("How do you do.")输出一个字符串。**但要注意的是， 'a'是字符型常量， 而"a"是字符串型常量， 二者是不同的.**

例如， 如果先用语句 char c定义字符型变量c， 后令c="a″或c="CH‖NA",， 那么这样的赋值都是非法的， 原因是不可以将字符串型常量赋值给字符型变量. C语言中没有定义字符串型变量的关键字， 介绍字符数组时我们将详细讲解如何存放字符串。

C 语言规定， 在每个字符串型常量的结尾加一个字符串结束标志， 以便系统据此判断字符串是否结束。C语言规定以字符'\0'作为字符串结束标志。

例如， 字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果如下图所示， **它占用的内存单元不是5个字符， 而是6个字符**， 即大小为6字节， 最后一个字符为'\0'。然而， 在输出时不输出'\0'， 因为'\0'无法显示。

![字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果](https://photo.w-4.cn/typora/790e1109273ec70558464558634b25d0.png)

字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果

![ASCII表](https://photo.w-4.cn/typora/1564981_201510192056260975197297.jpg)

### 2.9混合运算

类型强制转换场景：

整型数进行除法运算结果为小数，那么储存浮点数时一定要进行强制类型转换

```c
#include <stdio.h>
//强制类型转换
int main() {
 int i=5;
 float f=i/2;//这里做的是整型运算，因为左右操作数都是整型
 float k=(float)i/2;//(float)i 将i从整型转换为浮点型,结果是5.0然后执行5.0/2,浮点型运算,结果是2.5
 printf("%f\n",f);
 printf("%f\n",k);
 return 0;
}
```

### 2.10 printf函数

printf 函数可以输出各种类型的数据，包括整型、浮点型、字符型、字符串型等，实际原理是 printf 函数将这些类型的数据格式化为字符串后， 放入标准输出缓冲区， 然后将结果显示到屏幕上。

```c
#include <stdio.h>
int printf(const char *format, …);
```

printf 函数根据format 给出的格式打印输出到stdout(标准输出) 和其他参数中。字符串格式(format) 由两部分组成： 显示到屏幕上的字符和定义 printf 函数显示的其他参数. 我们可以指定一个包含文本在内的format字符串， 也可以是映射到 printf 的其他参数的“特殊”字符， 如下列代码所示：

```c
int age = 21;
printf("Hello %s, you are %d years old\n","Bob", age);
```

代码输出如下

```c
Hello Bob, you are 21 years old
```

其中， %s表示在该位置插入首个参数(一个字符串)， %d 表示第二个参数(一个整数) 应该放在哪里. 不同的%codes表示不同的变量类型， 也可以限制变量的长度， printf 函数的具体代码格式如下表所示。

**printf 函数的具体代码格式**

| 代码 | 格式                         |
| ---- | ---------------------------- |
| %c   | 字符                         |
| %d   | 带符号整数                   |
| %f   | 浮点数                       |
| %s   | 一串字符                     |
| %u   | 无符号整数                   |
| %x   | 无符号十六进制数，用小写字母 |
| %X   | 无符号十六进制数，用大写字母 |
| %p   | 一个指针                     |
| %%   | 一个%号                      |

位于%和格式化命令之间的一个整数被称为最小字段宽度说明符， 通常会加上空格来控制格式.

用%f 精度修饰符指定想要的小数位数，例如， **%5.2f**会**至少显示5位数字并带有 2位小数**的浮点数.

用%s精度修饰符简单地表示一个最大的长度， 以补充句点前的**最小字段长度**。

**printf 函数的所有输出都是右对齐的**， 除非在%符号后放置了**负号**。例如， %-5.2f 会显示5位字符、2位小数位的浮点数并且左对齐。

例子

```c
#include <stdio.h>
int main() {
 int age=21;
 printf("Hello %s, you are %d years old\n", "Bob", age);
 int i=10;
 float f=96.3;
 printf("student number=%-3d,score=%5.2f\n",i,f);//默认是右对齐，加一个负号代表左对齐
 i=100;
 f=98.21;
 printf("student number=%3d,score=%5.2f\n",i,f);
 return 0;
}
```

```c
Hello Bob, you are 21 years old
student number=10 ,score=96.30
student number=100,score=98.21
```

### 2.11整型常量的不同进制表示

计算机中只能存储二进制数， 即0和1， 而在对应的物理硬件上则是高、低电平. 为了更方便地观察内存中的二进制数情况， 除我们正常使用的十进制数外， 计算机还提供了**十六进制数和八进制数**.

在计算机中， **1字节为8位， 1位即二进制的1位， 它存储0或1**， int 型常量的大小为4字节, 即32位.

设有二进制数 0100 1100 0011 0001 0101 0110 1111 1110, 其最低位是 2的零次方, 代表数值的最高位是2的30次方， 最高位为符号位， 符号位为1时是补码， 将在高级阶段的补码部分讲解.

上面的二进制数对应的八进制数是  011414253376 ，它以**0开头**标示，数位的变化范围是0\~7.二进数转换为八进制数的方式是， 对应的二进制数每 **3位转换为1位八进制数**. 首先将上面的二进制数按每 3位隔开, 得到 01 001 100 001 100 010 101 011 011 111 110, 然后**每3位对应0\~7范围内的数进行对应转换**， 得到八进制数 011414253376 . 由于实际编程时， 识别八进制数时前面需要加0， 所以在前面加了一个0.

上面的二进制数对应的十六进制数是0x4C3156FE，它以**0x开头**标示，数位的变化范围是0 \~9和A~F， 其中A代表 10， F代表 15， 对应的二进制数每**4位转换为1位十六进制数**.**十六进制在观察内存时需要频繁使用.**

上面的二进制数对应的十进制数是 1278301950，具体计算需要以2的幂次相加依次来计算，是2^1^+2^2^+2^3^+⋯+2^30^来实现(为1的位置就需要2的幂次， 为零不需要)

目前我们执行到语句 int i=123， 变量 i会在内存上被分配空间， 大小为4字节，打开内存视图 其中i的值变为7b(我们以十六进制方式查看内存)， 其十进制值为 7×16+11=123。i的值是 0x0000007b。为什么显示结果为 7b 00 00 00 呢?原因是英特尔的 CPU 采用了**小端方式进行数据存储， 因此低位在前、高位在后.**

```c
#include <stdio.h>

int main() {
    int i=0x7b;
    printf("%d\n",i);//十进制输出
    printf("%o\n",i);//八进制
    printf("%x\n",i);//十六进制
    return 0;
}
```

```c
123
173
7b
```

二进制转换：

那么十进制数123转换为二进制数，方法是让123不断地除以2，并把余数写在右边，把商写在下方， 直到商为0， 然后逆序写出所有余数， 即可得到转换后的二进制数1111011， 详细过程如下图所示。对应的十六进制数为 7b， 十进制数转换为十六进制数的方式是除以16， 十进制数转换为八进制数的方式是除以8

![二进制转换](https://photo.w-4.cn/typora/QQ%E6%88%AA%E5%9B%BE20240411172240.png)

### 2.12 scanf函数读取标准输入

#### 2.12.1 scanf原理

C 语言未提供输入/输出关键字， 其输入和输出是通过标准函数库来实现的。 C语言通过scanf 函数读取键盘输入， **键盘输入又被称为标准输入**， 当 scanf 函数读取标准输入时， 如果还没有输入任何内容， 那么scanf函数会被卡住(专业用语为**阻塞**) ， 下面来看一个例子。

```c
#include <stdio.h>

//scanf用来读取标准输入，scanf把标准输入内的内容，需要放到某个变量空间里，因此变量必须取地址
//scanf会阻塞，是因为标准输入缓冲区是空的
int main() {
    int i;
    char c;
    float f;
    scanf("%d",&i);
    printf("i=%d\n",i);//把标准缓冲区中的整型数读走了
    //flush(stdin);//清空标准输入缓冲区
    scanf("%c",&c);
    printf("c=%c\n",c);//输出字符变量c
//    scanf("%f",&f);
//    printf("f=%f\n",f);
    return 0;
}
```

```c
123
i=123
c=
```

==为什么第二个scanf 函数不会被阻塞呢是因为第二个 scanf函数读取了缓冲区中的**'\n'**, 即 scanf("%c",&c)实现了读取, 打印其实输出了换行， 所以不会阻塞。==

行缓冲： 在这种情况下， 当在输入和输出中遇到换行符时， 将执行真正的I/O 处理操作，这时， 我们输入的字符先存放到缓冲区中， 等按下回车键换行时才进行实际的I/O 操作。典型代表是标准输入缓冲区 (stdin) 和标准输出缓冲区(stdout) , printf 使用的是 stdout.

如上面的例子所示，我们向标准输入缓冲区中放入的字符为'20\n'，输入'\n'(回车) 后， scanf函数才开始匹配， scanf函数中的%d匹配整型数20， 然后放入变量i中，接着进行打印输出， 这时'\n'仍然在标准输入缓冲区(stdin) 内, 如果第二个scanf函数为 scanf("%d",&i), 那么依然会发生阻塞， 因为**scanf函数在读取整型数、浮点数、字符串(后面介绍数组时讲解字符串) 时，会忽略'\n'(回车符) 、空格符等字符(忽略是指 scanf函数执行时会首先删除这些字符， 然后再阻塞**) . scanf 函数匹配一个字符时, 会在缓冲区删除对应的字符。 因为在执行s**canf("%c",&c)语句时， 不会忽略任何字符**， 所以scanf("%c"，&c)读取了还在缓冲区中残留的'\n'.

#### 2.12.1 多种数据类型混合输入

当我们让 scanf函数一次读取多种类型的数据时， 对于字符型数据要格外小心， 因为当一行数据中存在字符型数据读取时， 读取的字符并不会忽略空格和'\n'(回车符) ， 所以使用方法如下例所示。编写代码时， 我们需要在**%d与%c之间加入一个空格**，输入格式和输出效果如下， scanf函数匹配成功了4个成员， 所以返回值为4，我们可以通过**返回值来判断 scanf函数匹配成功了几个成员**， 中间任何有一个成员匹配出错， 后面的成员都会匹配出错。

```c
#include <stdio.h>
//scanf一次读多种数据类型
int main() {
 int i,ret;
 float f;
 char c;
 ret=scanf("%d %c%f",&i,&c,&f);//ret是指scanf匹配成功的个数
 printf("i=%d,c=%c,f=%5.2f\n",i,c,f);
 return 0;
}
```

```c
1 c 1.1 
i=1,c=c,f= 1.10
```

End

本文作者：彼岸花露
文章标题：一、C语言导学与数据类型、数据输入输出（C语言）
本文地址：https://blog.tianlei.work/archives/104/
版权说明：若无注明，本文皆悟思记原创，转载请保留文章出处。

最后修改：2024 年 04 月 14 日

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一、C语言导学与数据类型、数据输入输出（C语言）

彼岸花露 • 2024 年 04 月 11 日

# 一、c语言导学与数据类型、数据输入输出

## 1导学

### 1.1前言

### 1.2程序-编译与调试

程序的作用是完成某种计算

两个斜杠“//”后面的内容为代码注释，程序编译时不会编译到程序中。

```c
#include <stdio.h> //头文件

int main() {       //入口函数
    
	printf("Hello world"); //函数内的代码内容
    
    return 0;      //返回值
}
```

使用标准库函数时应在程序开头一行书写如下内容：

```c
#include <stdio.h> //printf 函数需要使用该头文件
```

---

## 2数据类型、数据输入输出

### 2.1数据类型分类

### 2.2c语言关键字

避免命名变量时与关键字重名（不用记）

### 2.3常量

常量是指在程序运行过程中，其值不发生变化的量，常量可以分为**整型、实型（也称浮点型）、字符型和字符串型**

- 整型            100，125，-100，0
- 实型            3.14，0.125，-3.789
- 字符型        'a'，'b'，'2'
- 字符串型    "a"，"ab"，"1c34"

### 2.4变量

变量代表内存中具有特定属性的一个存储单元，它用来存放数据，即变量的值。**这些值在程序的执行过程中是可以改变的。**

变量的命名规定如下： C语言规定标识符只能由**字母、数字和下画线**三种字符组成， 并且**第一个字符必须为字母或下画线**. 例如，

```
sum, _total, month, Student_name, lotus_1_2_3, BASIC, li_ling//正确的
```

```
M. D. John, ¥123,3D64, a>b //错误的
```

### 2.5整型数据

#### 2.5.1符号常量

定义一个整型变量时要用到关键字int

```c
#include <stdio.h>

#define PI 3+2
int main() 
{
    int i = PI*2;
    printf("i=%d\n",i);
    return 0;
}
```

最终输出结果为7，**符号常量PI是直接替换的效果**（3+2*2=7）

#### 2.5.2整型变量

只掌握int即可应对初试，后面高级阶段讲解不同类型整型变量，**int变量是4个字节**

![变量名、变量值和存储单元的关系](https://photo.w-4.cn/typora/eb9becd2413c879f2f6b0d8e864d498e.png)

### 2.6浮点型数据

#### 2.6.1浮点型常量

表示浮点型常量的形式有俩种，e代表10的幂次，幂次可正可负

表示浮点型常量的俩种形式

| 小数形式 |             0.123              |
| :------: | :----------------------------: |
| 指数形式 | 3e-3（为3X10⁻³,次方，即0.003） |

```
注意： 字母e(或E) 之前必须有数字， 且e后面的指数必须为整数.

正确示例: 1e3、1.8e-3、-123e-6、-.1e-3。

错误示例: e3、2.1e3.5、.e3、e.
```

#### 2.6.2浮点型变量

通过 float f来定义浮点变量， **f占用4个字节**的空间

### 2.7字符型数据

#### 2.7.1字符型常量

| 转义字符 |  作用  |
| :------: | :----: |
|    \n    |  换行  |
|    \b    |  退格  |
|   \\\\   | 反斜杠 |

#### 2.7.2 字符数据在内存中的储存形式及使用方法

![](https://photo.w-4.cn/typora/e672120577cf6287dd617b169ab0a1be.png)

```c
#include <stdio.h>
int main()
{
	char c='A';
	printf("%c\n",c+32);
	printf("%d\n",c);
}
```

```
a
65
```

### 2.8字符串型常量

C 语言规定， 在每个字符串型常量的结尾加一个字符串结束标志， 以便系统据此判断字符串是否结束。C语言规定以字符'\0'作为字符串结束标志。

![字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果](https://photo.w-4.cn/typora/790e1109273ec70558464558634b25d0.png)

字符串型常量"CHINA"在内存中的存储结果

![ASCII表](https://photo.w-4.cn/typora/1564981_201510192056260975197297.jpg)

### 2.9混合运算

类型强制转换场景：

整型数进行除法运算结果为小数，那么储存浮点数时一定要进行强制类型转换

### 2.10 printf函数

```c
#include <stdio.h>
int printf(const char *format, …);
```

```c
int age = 21;
printf("Hello %s, you are %d years old\n","Bob", age);
```

代码输出如下

```c
Hello Bob, you are 21 years old
```

**printf 函数的具体代码格式**

位于%和格式化命令之间的一个整数被称为最小字段宽度说明符， 通常会加上空格来控制格式.

用%f 精度修饰符指定想要的小数位数，例如， **%5.2f**会**至少显示5位数字并带有 2位小数**的浮点数.

用%s精度修饰符简单地表示一个最大的长度， 以补充句点前的**最小字段长度**。

**printf 函数的所有输出都是右对齐的**， 除非在%符号后放置了**负号**。例如， %-5.2f 会显示5位字符、2位小数位的浮点数并且左对齐。

例子

```c
Hello Bob, you are 21 years old
student number=10 ,score=96.30
student number=100,score=98.21
```

### 2.11整型常量的不同进制表示

在计算机中， **1字节为8位， 1位即二进制的1位， 它存储0或1**， int 型常量的大小为4字节, 即32位.

```c
#include <stdio.h>

int main() {
    int i=0x7b;
    printf("%d\n",i);//十进制输出
    printf("%o\n",i);//八进制
    printf("%x\n",i);//十六进制
    return 0;
}
```

```c
123
173
7b
```

二进制转换：

![二进制转换](https://photo.w-4.cn/typora/QQ%E6%88%AA%E5%9B%BE20240411172240.png)

### 2.12 scanf函数读取标准输入

#### 2.12.1 scanf原理

```c
#include <stdio.h>

```c
123
i=123
c=
```

#### 2.12.1 多种数据类型混合输入

```c
1 c 1.1 
i=1,c=c,f= 1.10
```

一、C语言导学与数据类型、数据输入输出（C语言）

Handsome美化（六十一—八十五）

Handsome美化（一—三十）

Handsome美化（三十一—六十）

获取qq头像api接口

更换全局音乐播放器为无损本地音乐过程记录

Pyhthon爬取图片接口的图片保存本地

更换全局音乐播放器为无损本地音乐过程记录

Handsome美化（三十一—六十）

Handsome美化（六十一—八十五）

六、函数（C语言）

一、C语言导学与数据类型、数据输入输出（C语言）