基本语法

这里是 C 的基本语法规则

注释

// 单行注释，只能注释单行

/*
多行注释
可以注释多行内容
*/

如果在单行注释后面加一个末尾\，会产生行合并，即后面的一行都会被当作注释，可以使用多行注释解决

int main(void) {
  // 产生行合并 \
  printf("hello");
  /* 不会产生行合并 */ \
  printf("world"); // world
  return 0;
}

代码块和语句

C 采用{}来区分代码之间的层次，每条语句必须以;结束

标识符

• 由英文字母，数字和下划线组成，但第一个字符不能是数字
• 不能是 C 中的关键字和保留字
• 区分大小写

变量和常量

C 是一个静态类型语言，必须声明变量的数据类型，但是并没有强制初始化。如果不赋值初始化，访问变量会得到一个无法估测的数据，通过=赋值运算符来初始化或修改变量的值

int foo;            // 声明
int bar  = 33;      // 声明同时初始化
int foobar, barbaz; // 同时声明多个变量
foo = 11;           // 第一次赋值即初始化
foo = 22;           // 再次赋值即修改
foo = baz = 44;     // 连续赋值，从右向左结合

C 用const声明只读变量，声明同时必须初始化

const int pi = 3.14;
pi = 3.1415; // error，只读变量是不可以被修改的

在函数或块中声明的变量称为局部变量，反之为全局变量

提示

对于全局变量来说，如果没有初始化，是可以重新进行声明的

常数即一眼就能看出它的值，比如3.14就是一个常数

// 整数常数
1;
7.;     // 整型是可以省略小数点的，也可加上
0b1111; // 二进制
027;    // 八进制
0x26;   // 十六进制

// 浮点常数
10.2f;  // 在 C 中默认是双精度常数，可以通过在常数后加 `f` 符号表示单精度
3.14;   // 双精度常数
.7;     // 如果整数为 0 可以省略不写
4.5e0;  // 指数表示形式，大写 E 和小写 e 都可以，e 后面必须是整数，且前面必须有一个数字

// 字符常数
'a';
'3';
'\n'; // 转义字符
'啊'; // error，在 c 里面中文字符不算一个字符，必须是 ASCII 码表上的字符

// 字符串常数
"h";
"hello";
"你好";  // 字符串是可以使用中文的

数据类型

C 有 5 种数据类型：整型，浮点型，指针，聚合类型，枚举

• 整型
  • 短整型（short）：占 2 byte，表示的整数范围较小
  • 整型（int）：占 4 byte，表示的整数范围较大
  • 长整型（long）：占 4 byte，表示的整数范围最大
• 浮点型
  • 单精度（float）：占 4 byte，小数点后面的精度相对较小
  • 双精度（double）：占 8 byte，小数点后面的精度相对较大
  • 长双精度（long double）：
• 字符型（char）：占 1 byte
• 聚合类型
  • 数组
  • 结构体
  • 共用体
• 指针
• 枚举

不同进制的整数表达方式

• 二进制用0b表示
• 八进制用0表示
• 十进制不需要添加任何额外符号
• 十六进制用`0x表示

提示

字符在计算机中是按字符的 ASCII 值存储的，本质是个整数，根据格式占位符可得到不同的的显示：%c 按字符输出，%d 按整数输出，如果对字符进行数值运算，实际上是算的 ASCII 码中的对应的数值

转义字符

字符也可以用\开头的特殊序列表示

控制符	功能
\a	警报
\b	退格
\n	换行
\t	空格
\\	斜杠
'	单引号
"	双引号
\ddd	1-3 位 8进制表示的字符（用数字替换d）
\xhh	1-2 位 16进制表示的字符（x是固定的只需用数字替换h）

类型检测

C 可以使用sizeof来判断数据类型，它会返回该数据类型的字节数，但这是在编译器完成的，不能在运行时动态监测数据类型

类型转换

• 自动类型转换：编译器根据上下文环境自动判断，通常转换为范围更大的类型
• 强制类型转换：显式告诉编译器怎么转换数据类型

double foo;
int bar = 3;

foo = bar;               // 发生了自动类型转换，int => double
printf("foo = %f", foo); // 输出 3.000000
bar = 0.123456;          // 将浮点型常量赋值给整型变量会舍去精度
printf("bar = %d", bar); // 输出 0

提示

对于printf()函数来说，任何小于int类型的都会被转换成int，float会被自动转换为double，但是scanf()函数不会，scanf()必须要知道输入的数据类型，比如short，就要用%hd

类型别名

typdef 关键字用于将已知的数据类型定义为新的名字，常用于结构体和复杂的类型声明当中

typedef int SCORE;

int main(void)
{
  SCORE s1 = 60; // 相当于 int s1 = 60;
  SCORE s2 = 70;
  return 0;
}

不仅如此，还可以声明多个别名

typedef int foo, bar;

int main(void)
{
  foo s1 = 60; // 相当于 int s1 = 60;
  bar s2 = 70; // 相当于 int s2 = 70;
  return 0;
}

警告

不能在进行类型别名声明的同时定义变量

运算符

表达式由运算符和运算对象组成，运算对象可以是常量、变量、函数等，或者是多者的结合，但是最重要的一点是表达式一定是有一个结果值

数学运算

运算符	描述
+	加法
-	减法
*	乘法
/	除法
%	取余

赋值

运算符	描述
=	赋值运算符
+=	加且赋值运算符，右操作数和左操作数相加并赋值给左操作数
-=	减且赋值运算符，右操作数和左操作数相减并赋值给左操作数
*=	乘且赋值运算符，右操作数和左操作数相乘并赋值给左操作数
/=	除且赋值运算符，右操作数和左操作数相除并赋值给左操作数

比较

运算符	描述
==	判断相等
!=	判断不相等
>	判断左操作数是否大于右操作数
<	判断左操作数是否小于右操作数
>=	判断左操作数是否大于等于右操作数
<=	判断左操作数是否小于等于右操作数

逻辑运算

运算符	描述
&&	逻辑与，两个操作数都非 0，则为真
||	逻辑或，两个操作数有一个非 0，则为真
!	逻辑非，逆转操作数的逻辑状态，真则为假，假则为真

指针运算

运算符	描述
&	取地址
*	取引用的对象

其他运算

运算符	描述
++	自增
--	自减
,	从左往右计算，将最右边的结果返回

提示

关系运算符和逻辑运算符都会产生 0 或 1 ，在 C 中，任何非 0 的值就为真

优先级和结合性

优先级决定谁先计算，结合性指的是当算子两边的运算符优先级别相同时，则按照结合性来确定哪个表达式谁先计算

• ! > 算数 > 关系 > 逻辑 > 赋值
• 单目 > 双目

流程控制

C 默认的执行结构，是从上到下逐行逐句执行

int main(void){ // 从函数代码块开始依次执行语句
  int a;
  a = 2;
  return 0; // 当函数遇到 return 语句时会立即结束运行
}

条件分支

通过if关键字来定义，条件满足则执行代码块中的语句

int age;
scanf("%d", &age);
if (age >= 18){
  printf("你已经成年啦！");
}

if也可以包含一个可选的case块，如果条件不成立，就会执行case代码块中的语句

int age;
scanf("%d", &age);
if (age >= 18){
  printf("你已经成年啦！");
} else {
  printf("你还没成年呢！");
}

在这个基础上还可以使用多重if else实现更多分支

int score;
scanf("%d", &score);
if (score >= 90){
  printf("优秀");
} else if (score >= 80){
  printf("良好");
} else if (score >= 60){
  printf("及格");
} else {
  printf("不及格");
}

三元运算符是另一种条件运算，即通过?来构成条件选择，和if else差不多，如果满足就执行第一个结果，否则就执行另外一个结果

int a = 3, b = 4, c;
c = a > b ? 5 : 6; // 如果 a 大于 b 为真，则将执行第一个表达式，否则执行另一个表达式

相对于if来说，switch可以更方便的控制多个分支的流程控制，和if不同的是，switch必须精确的匹配一个正确的值才能执行相应的case，而且会从当前case一直执行下去，所以需要给每个case添加break语句来打断后续的执行，当不匹配任何case时就执行default中的语句

int week;
scanf("%d", &week);
switch (week){
  case 1:
    printf("星期一");
    break;
  case 2:
    printf("星期二");
    break;
  case 3:
    printf("星期三");
    break;
  case 4:
    printf("星期四");
    break;
  case 5:
    printf("星期五");
    break;
  case 6:
    printf("星期六");
    break;
  case 7:
    printf("星期天");
    break;
  default:
    printf("error");
}

循环

C 有while，do...while，for三种循环结构

while常用于已知的循环次数

如果想要打印 5 遍：hello,world!，如果不用循环：

printf("hello,world!");
printf("hello,world!");
printf("hello,world!");
printf("hello,world!");
printf("hello,world!");

如果要打印 100 遍，还需要这个写法吗，而用while就可以这么写：

int i = 0;
while (i++ < 100) {
  printf("hello,world!");
}

循环一定要有终止条件，否则会导致死循环产生

死循环

循环一直执行，程序无法终止

do while循环不管条件是否满足，都会先执行一次才会判断条件

int i = 0;
do {
  printf("hello,world!");
  i++;
} while (i < 0);

警告

不能忘记这个分号

for通常用于循环次数不确定的情况

for (expression 1; 判断条件; expression 2){
  // code
}

执行流程：

1. 执行expression 1;，并且只会被执行一次
2. 判断条件是否为真
   • 为真则执行代码块中的代码，然后执行expression 2，重复 2 - 3 步的操作
   • 为假则立即结束整个循环

expression 1通常用于初始化变量，可以省略，判断条件用于决定循环体是否执行，expression 2用于控制循环的终止条件，也可以省略

提示

只保留两个;时，产生死循环

有时候不需要循环到所有次数才终止，而是在达到某个条件后手动终止整个循环，C 提供了两种打断方式：

• 当遇到break语句时，立即退出离break语句最近的一层循环，不继续下一次循环
• 当遇到continue语句时，立即退出当前次循环，继续下一次循环

枚举类型

枚举类型是 C 提供的一种特殊类型，通常用于一些有限值范围的类型，用enum关键字声明，必须在函数外部定义，每一个取值都会被当作一个只读变量，默认第一个变量的取值为 0，之后的每一个变量取值会依次递增，如果给某一个位置的成员主动赋值，之后的每一个变量会在这个取值的基础上自增

enum en { 
  foo,
  bar
};

int main(void){
  printf("%d", foo); // 0
  printf("%d", bar); // 1
  return 0;
}

对于枚举类型的成员来说，只能在定义的时候赋值，且只能够赋值整型数据，也可以是字符型（因为字符型在内存中是以数字存储的），访问成员时也只需要使用成员标识符即可

也可以通过枚举类型来定义一个普通变量或指针变量，普通变量也是只读的，最好在定义是初始化，否则会是一个垃圾数据

enum en { 
  foo, 
  bar 
};

int main(){
  enum en baz = 1;
  enum en *qux = &baz;
  printf("%d", baz); // 1
  printf("%d", &qux); // 1
  return 0;
}