初识C语言:注释、关键字、常量、变量

  • 语法:// 待注释的内容
  • 位置:可放在代码后,称之为行尾注释; 也可放代码上一行,称作行上注释。
  • 语法:/* 待注释的内容 */
  • 注意:多⾏注释内,可以嵌套单⾏注释。 多⾏注释之间不能嵌套。
  • 注释的快捷键:Ctrl + K,Ctrl + C/U
  • 注释擦除:注释的内容,不参与运行
  • 注释的嵌套:不管是单行还是多行,最好都不要嵌套

关键字:在C语言中被赋予了特定含义的英文单词,一共有32个关键字。

但是不需要背,后面会挨个讲解,现在只要知道关键字的特点即可:

  • 关键字全部小写
  • 在特定的编译器中,关键字是高亮显示的
  • vs:蓝色或者紫色
  • vs:蓝色

现在知道两个关键字即可:

  • int:表示整数
  • return:表示程序结束了

程序运行的过程中,其值永远不会发生改变的数据

给你一组数据,说出下面每组数据中,分别是哪种类型的常量

实型常量的小细节

  • 小数点前后,如果只有0,可以省略不写
  • 科学计数法是实型常量,但是要写E

(1)选择题

(2)选择题

(3)选择题

(4)选择题

3.6 输出常量

利用printf集合占位符的方式可以输出常量

printf(参数1,参数2);

参数1:输出内容的最终样式,以字符串的形式体现 (必填)

占位符:

举例1:输出一个整数

举例2:输出一个小数

举例3:输出一个字符

举例4:输出一个字符串

举例5:输出一段话

按照要求输出以下内容:

1,我学校的名字为:XXXXX

​ 要求:学校的名字需要结合占位符的形式进行输出

2,我高考的总分为:XXX分

​ 要求:总分需要结合占位符的形式进行输出

3,我亲亲女朋友的名字是:XXX

​ 要求:女朋友的名字需要结合占位符的形式进行输出

一个printf中可以同时输出多个数据,占位符和后面的数据要一一对应

练习:输出以下内容:

​ 我亲亲女朋友的姓名是:小诗诗。性别:女。年龄:18岁。身高:1米82。体重:110斤。

​ 要求:女朋友的姓名,性别,年龄,身高,体重等信息需要结合占位符的形式进行输出

平时写代码的时候,想要换行直接写\\n即可,C语言会根据不同的操作系统解析成对应的换行符

练习:输出以下内容

​ 我亲亲女朋友的姓名是:小丹丹。性别:女。年龄:19岁。身高:1米63。体重:90斤。

  • 要求1:女朋友的姓名,性别,年龄,身高,体重等信息需要结合占位符的形式进行输出
  • 要求2:每一个数据单独成一行

1. 变量名:用来在程序中使用。

2. 变量类型:开辟内存空间大小。

3. 变量值:存储的实际数据

类型名 变量名 = 变量值(一般都这么写)

​ 举例:

​ int m = 57;

会开辟内存空间给变量。变量声明不会开辟内存空间。

代码演示:

  1. 两数相加

2. 微信余额

用一个变量表示微信的余额需求:一开始微信的余额为100元,

收到了一个2元的红包

经常发生改变的数据,我们可以用变量来表示

  • 只能存一个值
  • 变量名不允许重复定义
  • 一条语句可以定义多个变量
  • 变量在使用之前一定要进行赋值
  • 变量的作用域范围

C语言结构体

C 语言内置的数据类型,除了几种原始的基本数据类型,只有数组属于复合类型,可以同时包含多个值,但是只能包含相同类型的数据,实际使用场景受限。

举例1:

现有一个需求,编写管理系统,这里需要描述一个学生的信息。该学生的信息包括学号、姓名、性别、年龄、家庭住址等,这些数据共同说明一个学生的总体情况。

显然,这些数据类型各不相同,无法使用数组进行统一管理。

举例2:

隔壁老王养了两只猫咪。一只名字叫小黄,今年2岁,橘色;另一只叫小黑,今年3岁,黑色。请编写一个程序,当用户输入小猫的名字时,就显示该猫的名字,年龄,颜色。如果用户输入的小猫名错误,则显示老王没有这只猫。

传统的解决方法

尝试1:单独定义多个变量存储,实现需求。但是,多个变量,不便于数据的管理。

尝试2:使用数组,它是一组具有相同类型的数据的集合。但在编程中,往往还需要一组类型不同的数据,例如猫的名字使用字符串、年龄是int,颜色是字符串,因为数据类型不同,不能用一个数组来存放。

尝试3:C语言提供了结构体。使用结构体,内部可以定义多个不同类型的变量作为其成员。

考研中见的最多的就是指针和结构体结合起来构造结点(如链表的结点、二叉树的结点等)。

C 语言提供了 struct关键字,允许自定义复合数据类型,将不同类型的值组合在一起,这种类型称为结构体(structure)类型。

C 语言没有其他语言的对象(object)和类(class)的概念,struct 结构很大程度上提供了对象和类的功能。

构建一个结构体类型的一般格式:

举例:学生

举例:通讯录

定义了新的数据类型以后,就可以声明该类型的变量,这与声明其他类型变量的写法是一样的。

声明结构体变量格式1:

注意,声明自定义类型的变量时,类型名前面,不要忘记加上 struct 关键字。

举例:

调用结构体变量的成员:

举例:

说明:

1)先声明了一个 struct Student类型的变量 stu1,这时编译器就会为 stu1 分配内存,接着就可以为 stu1 的不同属性赋值。可以看到,struct 结构的属性通过点( . )来表示,比如 id 属性要写成 stu1.id。

2)字符数组是一种特殊的数组,直接改掉字符数组名的地址会报错,因此不能直接通过赋值运算符来对它进行赋值。你可以使用字符串库函数 strcpy() 来进行字符串的复制操作。

声明结构体变量格式2:

除了逐一对属性赋值,也可以使用大括号,一次性对 struct 结构的所有属性赋值。此时,初始化的属性个数最好与结构体中成员个数相同,且成员的先后顺序一一对应。格式:

举例:

注意:如果大括号里面的值的数量少于属性的数量,那么缺失的属性自动初始化为 0 。

声明结构体变量格式3:

方式2中大括号里面的值的顺序,必须与 struct 类型声明时属性的顺序一致。此时,可以为每个值指定属性名。

格式:

举例:

同样,初始化的属性少于声明时的属性,剩下的那些属性都会初始化为 0 。

声明变量以后,可以修改某个属性的值。

声明结构体变量格式4: 声明类型的同时定义变量

struct 的数据类型声明语句与变量的声明语句,可以合并为一个语句。格式:

举例:同时声明了数据类型 Circle 和该类型的变量 c1

举例:

声明结构体变量格式5: 不指定类型名而直接定义结构体类型变量

如果类型标识符(比如Student、Circle、Employee等)只用在声明时这一个地方,后面不再用到,那就可以将类型名省略。 该结构体称为匿名结构体。

格式:

举例:

struct 声明了一个匿名数据类型,然后又声明了这个类型的两个变量emp1、emp2 。与其他变量声明语句一样,可以在声明变量的同时,对变量赋值。

举例:

上例在声明变量 emp1 和 emp2 的同时,为它们赋值。

声明结构体变量格式6:使用 typedef 命令

使用 typedef 可以为 struct 结构指定一个别名,这样使用起来更简洁。

举例:

上例中, Phone 就是 struct cell_phone 的别名。声明结构体变量时,可以省略struct关键字。

这种情况下,C 语言允许省略 struct 命令后面的类型名。进一步改为:

进一步,在考研中,还会出现如下的声明方式:

这里多了个*pPhone,其实在定义一个结点指针p时,Phone *p; 等价于 pPhone p;,前者的写法类似于int *a、char *b等更方便记忆,不必再加个pPhone p来增加记忆负担。所以在考研中我们不采用这种方法,统一删掉 *pPhone的写法。

说明:

1、在创建一个结构体变量后,需要给成员赋值。在没有给成员赋值的情况下调用,打印的值是垃圾数据,可能导致程序异常终止。

2、不同结构体变量的成员是独立的,互不影响,一个结构体变量的成员更改,不影响另外一个。

练习:盒子案例

(1)编程创建一个Box结构体,在其中定义三个成员表示一个立方体的长、宽和高,长宽高可以通过控制台输入。

(2)定义一个函数获取立方体的体积(volume)。

(3)创建一个结构体,打印给定尺寸的立方体的体积。

区分三个概念:结构体、结构体变量、结构体变量的成员。

  • 结构体是自定义的数据类型,表示的是一种数据类型。
  • 结构体变量代表一个具体变量。类比:
  • int num1 ; // int 是数据类型, 而num1是一个具体的int变量struct Car car1; // Car 是结构体数据类型,而car1是一个Car变量
  • Car 就像一个“汽车图纸”,生成出来的具体的一辆辆汽车,就类似于一个个的结构体变量。这些结构体变量都含有相同的成员,将结构体变量的成员比作“零件”,同一张图纸生产出来的零件的作用都是一样的。

结构体的成员也是变量,那么成员可以是基本数据类型,也可以是数组、指针、结构体等类型 。如果结构体的成员是另一个结构体,这就构成了结构体嵌套。

举例:

声明结构体变量并调用成员:

说明:如果成员本身又属一个结构体类型,则要用若干个点( . ),一级一级地找到最低的一级的成员。比如,emp1.birthday.year。

赋值的时候还有多种写法:

举例:自我嵌套

单链表结构的结点定义如下:

二叉树结构的结点定义如下:

结构体占用的存储空间,不是各个属性存储空间的总和。为了计算效率,C 语言的内存占用空间一般来说,都必须是 int 类型存储空间的整数倍。如果 int 类型的存储是4字节,那么 struct 类型的存储空间就总是4的倍数。

变量 s 的存储空间不是5个字节,而是占据8个字节。a 属性与 b 属性之间有3个字节的“空洞”。

同类型的结构体变量可以使用赋值运算符( = ),赋值给另一个变量,比如

这时会生成一个全新的副本。系统会分配一块新的内存空间,大小与原来的变量相同,把每个属性都复制过去,即原样生成了一份数据。

也就是说,结构体变量的传递机制是值传递,而非地址传递。这一点跟数组的赋值不同,使用赋值运算符复制数组,不会复制数据,只是传递地址。

举例1:

上例中,变量 b 是变量 a 的副本,两个变量的值是各自独立的,修改掉 b.name 不影响 a.name 。

举例2:将结构体内的字符数组改为字符指针

上个例子有个前提,就是 struct 结构的属性必须定义成字符数组,才可以复制数据。如果属性定义成字符指针,结果就不一样了。

上例中, name 属性变成了一个字符指针,这时 a 赋值给 b ,此时的b变量仍然是新开辟的内存空间。但是,a 和 b的 name 成员保存的指针相同,也就是说两个属性共享同一个\”Audi A6L\”。

在C语言中,相同的字符串常量通常只会保存一份,即这些字符串常量共享相同的内存。当你声明多个指针变量并让它们指向相同的字符串常量时,它们实际上都指向相同的内存地址。字符串常量的共享,有助于减小程序的内存占用。

注意:C 语言没有提供比较两个自定义数据结构是否相等的方法,无法用比较运算符(比如 == 和 != )比较两个数据结构是否相等或不等。

【武汉科技大学2019研】已知书籍结构体定义如下,则对结构体变量bk的正确赋值是( )。

struct BOOK {struct { int year, month, day;} publish;} bk;

A.bk.year=1998; bk.month=11; bk.day=11; B.publish.year=1998; publish.month=11; publish.day=11; C.year=1998; month=11; day=11; D.bk.publish.year=1998; bk.publish.month=11; bk.publish.day=11;

【答案】D

【解析】变量bk是结构体BOOK的一个结构体变量,该变量含有一个成员变量publish,publish也是一个结构体变量,该结构变量含三个成员变量,分别是year、month、day,结构体变量中的成员变量不可直接访问,必须以结构体变量名.成员变量名形式访问,所以只能通过bk.publish.year形式访问到最内层的变量并为其赋值,答案选D。

语句int b[3];定义了一个数组,名字为b,由3个整型分量组成。而语句A a;可以类似认为定义了一个数组,名字为a,只不过组成a数组的3个分量是不同类型的。对于数组b,b[0]、b[1]、b[2]分别代表数组中第1、第2、第3个同为int类型的元素的值。而结构体a中,a. a、a. b、a. c分别对应于结构体变量a 中第1、第2、第3个元素的值,两者十分相似。

如果有3个结构体A类型的元素,如何存储呢?使用结构体数组,即:A a[3]

对比:A a[3]和int b[3][3]:

a数组中的每个元素都是结构型且每个元素都有3个分量,可以把它类比成一个二维数组。例如, int b[3][3]。

结构体数组:数组元素是结构体变量而构成的数组。先定义结构体类型,然后用结构体类型定义数组变量。

方式1:先声明一个结构体类型,再用此类型定义结构体数组

举例:

举例:

方式2:定义结构体类型的同时,定义数组变量。

举例:

举例:

对应前面的声明方式1:

举例:

对应前面的声明方式2:

举例:

或者:

说明:初始化结构体数组元素时,也可以不指定结构体数组的长度。系统在编译时,会自动根据初始化的值决定结构体数组的长度。

方式1:使用数组角标方式

如:

方式2:使用指向数组或数组元素的指针(下节讲)

如:

举例1:输入一个班级的学生信息(包含id、name、gender、score),并把学习成绩超过全班平均成绩的学生找出来,输出这部分学生的姓名和成绩。

测试如下:

举例2:编写一个统计选票的系统,根据先后输入的候选人姓名,统计各人的得票数。

【武汉科技大学2019研】对于以下定义,能打印出字母h的语句是( )。

struct person{ char title[20]; int code;};struct person book[5]={\”Physics\”,17,\”Math\”,18,\”English\”,20,\”History\”,18};

A.printf(\”%c\”,book[0].title[1]); B.printf(\”%c\”,book[1].title[4]); C.printf(\”%c\”,book[2].title[7]); D.printf(\”%c\”,book[3].title[6]);

【答案】A

【解析】person是一个自定义结构体类型,该结构体含有两个成员变量,分别是一个字符数组和一个int数据,BC选项打印出来的是\’\\0\’;D选项打印出来的是y,只有A打印出来的是h,答案选A。

结构体指针:指向结构体变量的指针 (将结构体变量的起始地址存放在指针变量中)

具体应用场景:①可以指向单一的结构体变量 ②可以用作函数的参数 ③可以指向结构体数组

定义结构体指针变量格式:

举例:

等价于

说明:变量 b1 是一个指针,指向的数据是 struct Book 类型的实例。

如果将 struct 变量传入函数,函数内部得到的是一个原始值的副本。

函数 addAge() 要求传入一个 struct 变量 per,但实际上传递的是 struct 变量p1的副本,改变副本影响不到函数外部的原始数据。

通常情况下,开发者希望传入函数的是同一份数据,函数内部修改数据以后,会反映在函数外部。而且,传入的是同一份数据,也有利于提高程序性能。这时就需要将 struct 变量的指针传入函数,通过指针来修改 struct 属性。如下

  • 说明1:per 是 struct 结构的指针,调用函数时传入的是指针。
  • 说明2:函数内部必须使用 (*per).age 的写法,从指针拿到 struct 结构本身。因为运算符优先级问题,不能写成*per.age,会将per.age看成是一个指针,然后取其值。
  • 说明3:结构体类型跟数组不一样,类型标识符本身并不是指针,所以传入时,指针必须写成 &p1。
  • 说明4: addAge() 内部对 struct 结构的操作,就会反映到函数外部。

练习1:

(1)编写一个Dog结构体,包含name(char[10])、age(int)、weight(double)属性

(2)编写一个say函数,返回字符串,方法返回信息中包含所有成员值。

(3)在main方法中,创建Dog结构体变量,调用say函数,将调用结果打印输出。

写法1:

其中,sprintf() 函数是C标准库中的一个函数,它用于将格式化的数据写入一个字符数组(字符串)。

顺便看一个问题,如果say()函数如下声明,请问main()中打印dog.name会是多少呢?为什么?

在C语言中,函数参数是按值传递的,这意味着 say 函数接受的是 dog 结构体的一个副本,而不是原始的 dog 结构体。因此,在 say 函数内部对 dog 结构体的修改不会影响到 main 函数中的原始结构体。

虽然在 say 函数内部将 dog.name 设置为 \”小花\”,但这只会影响 say 函数内的副本,而不会影响 main 函数中的 dog 结构体。所以,最后打印 dog.name 时输出的是 \”大黄\”,而不是 \”小花\”。

写法2:

练习2:

从性能开销角度考虑,上面的 print1 和 print2 函数哪个好些?

答案:print2函数。函数传参的时候,参数是需要压栈的。如果传递一个结构体对象的时候,结构体过大,参数压栈的的系统开销比较大,所以会导致性能的下降。(考研中定义的结点作为形参时一定要注意考虑此问题)

结论:结构体传参的时候,建议传结构体的地址。

前面例子中,(*per).age 的写法很麻烦,C 语言就引入了一个新的箭头运算符( -> ),可以从结构体指针上直接获取属性,大大增强了代码的可读性。

另例:

总结:如果指针变量p指向一个结构体变量stu,以下3种用法等价:

举例:

举例:

【中央财经大学2018研】若有以下说明和语句:

struct worker {int no;char *name;} work, *p = &work

则以下引用方式不正确的是( )。 A.work.no B.(*p).no C.p->no D.work->no

【答案】D

【解析】结构体变量访问成员变量的引用方式采用“.”,而结构体指针采用“->”,因此AC是正确的,B项中*p表示结构体变量,因此可以用“.”,所以答案选择D。

链表是一种动态的数据存储结构(非固定长度),链表的基本单位是结点(node),同一链表的所有结点具有相同的数据类型。而结点使用结构体类型进行定义。

一个链表结点包括数据域和指针域两部分:数据域存储需要处理的数据、指针域存储下一个结点的位置。

单链表结构的结点定义如下:

或者:

二叉树结构的结点定义如下:

或者

这里不需要事先说明链表所包括的结点个数,新数据到达时创建结点变量即可。

以创建二叉树结点为例,方式①:

方式②:

方式①中只用一句就制作了一个结点,而方式②中需要两句,使用了系统已有的函数malloc()申请新结点所需内存空间,比①要烦琐。

②的执行过程为:先定义一个结点的指针bt,然后用函数malloc()来动态申请一个结点的内存空间,接着让指针 bt 指向这片内存空间,这样就完成了一个结点变量的创建。后续不需要数据时,删除结点,释放空间(使用free(bt)释放)即可。

对比1:是否可以重新赋值

②中的bt是个指针型变量,用来存储刚创建好的结点的地址。因bt是变量,虽然现在bt指向了刚生成的结点,但是在以后必要的时候bt可以离开这个结点转而指向其他结点。而①则不行,①中的bt1就是某个结点的名字,一旦定义好,它就不能脱离这个结点了。

结论:②比①更灵活,因此②用得多。

对比2:①和②中的BT取分量的操作也是不同的。比如,想取其data 域的值赋给x。

对于①,用结构体变量直接取分量,其操作用“.”

对于②,用指向结构体变量的指针来取分量,其操作用“->”

考研数据结构中所有类型结点的内存分配中使用最多的就是方式② ,即使用函数malloc()来完成,模式固定,务必记忆。

注意点

可能会有人认可如下的两种简便写法。虽然这种写法简单,但是在一些纯C编译器中是不通过的,如果你所报考的目标学校严格要求用纯C语言来写程序,则不能这样写结构体定义。

模板:(当需要制作一个新结点时,只要把结点结构型的名称填入括号中的“类型”处即可)

举例:

此外,还可以一次申请一组结点,可以看做是动态申请数组空间的方法。如下:

这样就申请了一个由指针p所指的( p指向数组中第一个元素的地址)元素为int 型的、长度为n 的动态数组。取元素时和一般的数组(静态数组)一样,如取第二个元素,则可写成p[1]。

在考研的数据结构中,只需要熟练掌握以上两种结点(链表、二叉树)的定义方法,其他结点都是由这两种衍生而来的。

举例:定义结构体,表示学生结点

创建多个结点,彼此构成链表

构成如下图的链表:

为了准确定位第一个结点,每个链表要有一个表头指针,从第一个结点开始,沿指针链遍历链表中的所有结点。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com

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