学习笔记：C程序基础（3）

函数

一、函数

任何一个C语言程序都是由一个或者多个程序段（小程序）构成的，每个程序段都有自己的功能，我们一般称这些程序段为“函数”。所以，你可以说C语言程序是由函数构成的。

二、函数的定义

1.     定义函数的目的

将一个常用的功能封装起来，方便以后调用

 

2.     定义函数的步骤

函数名：函数叫什么名字

函数体：函数是干啥的，里面包含了什么代码

 

3.     格式

固定格式（很多语言的函数都是这么写的）

返回值类型 函数名(形式参数列表)

{

        函数体

}

l   举例

定义一个函数，计算两个整数的和

sum(int a, int b)

{

         intc = a + b;

}

三、函数调用

sum(10, 11); 引出返回值

说明函数的调用过程

简述return的作用

四、函数的参数

1.      形参和实参的基本概念

2.      形参个数和实参一致：sum(10, 11, 12)

3.      参数的传递是值传递

4.      参数名不能跟函数内的局部变量同名

5.      函数可以没有参数：设计一个函数返回PI

 

五、函数的返回值

1.      返回值的基本概念、return的作用

2.      void

3.      return

void可以省略return

可以多次使用return

return后面不能有其他语句

4.      函数的弱语法

如果没有写返回值类型，默认是int

如果写了返回值，可以不返回

调用一个没有定义过的函数

六、定义函数的步骤

1.      明确函数作用，起一个有意义的函数名称

2.      明确函数的参数和返回值

3.      举例：

求两个整数的和

打印一条横线

打印N条横线

 

七、函数注意

不能嵌套定义函数

死循环调用，自己调用自己

不能重复定义、可以重复声明

 

八、函数的补充

1.     main函数

l   返回值：0，正常退出；1，异常退出

2.     printf函数

l   #include

l   返回值：字符串的长度

 

十、函数的声明

1.      函数的定义顺序

2.      函数的声明作用：声明和定义，类似于身份证和人的关系，编译买机票、链接登机

3.      只有函数声明、没有定义，编译警告、链接报错

 

十一、 .h文件和.c文件的分工

1.      单文件的坏处

一个文件的内容太多，不利于阅读、调试

多人修改同一个文件出问题

公司里面是团队合作

 

2.      将sum函数抽取到另一个.c文件中

先直接调用sum函数，编译警告、链接main.c错误

#include “sum.c” ，编译链接main.c，运行成功（画图分析.o文件中的东西）

如果avr.c中使用sum.c，编译链接main.c，运行程序（画图分析出错原因）

 

3.      在其他文件中声明sum函数

int sum(int,int); 

编译链接main.c

编译链接sum.c

编译链接main.c  sum.c，运行成功

avr.c利用一样的方法

 

4.      将int sum(int,int)抽取到另外一个文件中

不抽取声明的坏处：增加新的函数了

抽取到.c文件中？开发工具会将所有的.c进行编译链接

抽取到.h文件中

 

5.      抽取步骤总结

.c文件写函数的定义

.h文件写函数的声明

要想用我的函数，请包含我的.h文件

进制 

一、     进制

1.     什么是进制

是一种计数的方式，数值的表示形式

 

汉字：十一   十进制：11  二进制：1011  八进制：13

多种进制：十进制、二进制、八进制、十六进制。也就是说，同一个整数，我们至少有4种表示方式

软件开发，肯定要了解这个

 

2.     二进制

1>    特点：只有0和1，逢2进1

2>    书写格式：0b或者0b开头

3>    使用场合：二进制指令\二进制文件，变量在内存中就是二进制存储

4>    二进制和十进制的互相转换

5>    n为二进制位所能表示的数据范围（不考虑负数）：0~2的n次方-1

 

3.     八进制

1>    特点：0~7，逢八进一

2>    书写格式：0开头

3>    八进制和二进制的互相转换

 

4.     十六进制

1>        特点：0~F，逢十六进一

2>        书写格式：0x或者0X开头

3>        十六进制和二进制的互相转换

 

5.     总结

1>    Mac中计算器的使用

2>    printf以不同进制形式进行输出

二、     变量的内存分析

研究变量在内存中的具体存储情况

1.     字节和地址

为了更好地理解变量在内存中的存储细节，先来认识一下内存中的“字节”和“地址”。

1>    内存以“字节为单位”

2>    不同类型占用的字节是不一样的

 

2.     变量的存储

1>    所占用字节数跟类型有关，也跟编译器环境有关

2>    变量实例

int b = 10;

int a = 134;

内存由大到小寻址

只存储二进制形式

每个变量都有地址：第一个字节的地址就是变量的地址

3>    查看内存地址的两种方式：%x和%p

4>    查看整数的二进制形式

// 输出整数的二进制形式

voidputBinary(int n)

{

    int bits =sizeof(n)*8;

    while (bits-->0) {

        printf("%d",n>>bits&1);

        if (bits%4==0)printf("");

    }

    printf("\n");

}

 

3.     负数在内存中的存储

1>    一个字节的取值范围

2>    负数的表示形式

3>    原码、反码、补码

 

三、  类型说明符

1. short和long

100l和100ll和100的区别

 long和long long的输出

不同类型所占用的存储空间

1> short和long可以提供不同长度的整型数，也就是可以改变整型数的取值范围。在64bit编译器环境下，int占用4个字节（32bit），取值范围是-2³¹~2³¹-1；short占用2个字节（16bit），取值范围是-2¹⁵~2¹⁵-1；long占用8个字节（64bit），取值范围是-2⁶³~2⁶³-1

2> 总结一下：在64位编译器环境下，short占2个字节(16位)，int占4个字节(32位)，long占8个字节(64位)。因此，如果使用的整数不是很大的话，可以使用short代替int，这样的话，更节省内存开销。

3> 世界上的编译器林林总总，不同编译器环境下，int、short、long的取值范围和占用的长度又是不一样的。比如在16bit编译器环境下，long只占用4个字节。不过幸运的是，ANSI \ ISO制定了以下规则：

short跟int至少为16位(2字节)

long至少为32位(4字节)

short的长度不能大于int，int的长度不能大于long

char一定为为8位(1字节)，毕竟char是我们编程能用的最小数据类型

4> 可以连续使用2个long，也就是long long。一般来说，longlong的范围是不小于long的，比如在32bit编译器环境下，long long占用8个字节，long占用4个字节。不过在64bit编译器环境下，long long跟long是一样的，都占用8个字节。

5> 还有一点要明确的是：short int等价于short，long int等价于long，long longint等价于long long

 

2.     signed和unsigned

1> 首先要明确的：signed int等价于signed，unsigned int等价于unsigned

2> signed和unsigned的区别就是它们的最高位是否要当做符号位，并不会像short和long那样改变数据的长度，即所占的字节数。

signed：表示有符号，也就是说最高位要当做符号位，所以包括正数、负数和0。其实int的最高位本来就是符号位，已经包括了正负数和0了，因此signed和int是一样的，signed等价于signed int，也等价于int。signed的取值范围是-2³¹ ~2³¹ - 1

unsigned：表示无符号，也就是说最高位并不当做符号位，所 以不包括负数。在64bit编译器环境下面，int占用4个字节（32bit），因此unsigned的取值范围是：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ~ 1111 1111 11111111 1111 1111 1111 1111，也就是0 ~ 2³² - 1

 

四、  位运算

1.     & 按位与

1>    功能

只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0。

2>    举例:比如9&5，其实就是1001&101=1，因此9&5=1

3>    规律

二进制中，与1相&就保持原位，与0相&就为0

 

2.     | 按位或

1>    功能

只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1，否则为0。

2>    举例:比如9|5，其实就是1001|101=1101，因此9|5=13

 

3.     ^ 按位异或

1> 功能

当对应的二进位相异（不相同）时，结果为1，否则为0。

2> 举例: 比如9^5，其实就是1001^101=1100，因此9^5=12

3> 规律

相同整数相^的结果是0。比如5^5=0

多个整数相^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6

因此得出结论：a^b^a = b

 

4.     ~ 取反

对整数a的各二进位进行取反，符号位也取反（0变1，1变0）

 

5.     << 左移

把整数a的各二进位全部左移n位，高位丢弃，低位补0。左移n位其实就是乘以2的n次方

由于左移是丢弃最高位，0补最低位，所以符号位也会被丢弃，左移出来的结果值可能会改变正负性

 

6.     >> 右移

把整数a的各二进位全部右移n位，保持符号位不变。右移n位其实就是除以2的n次方

为正数时， 符号位为0，最高位补0

为负数时，符号位为1，最高位是补0或是补1取决于编译系统的规定

五、     char类型

1.         存储细节

ASCII单字节表（双字节GBK\GB2312\GB18030\Unicode）

2.         常见错误

char c = A;

char c ="A";

char c ='ABCD';

char c ='男';

3.  当做整型使用

在-128~127范围内，可以当做整数来用

4.  %c和%d\%i的使用

printf(“%d”, ‘A’);

printf(“%c”, 68);

5.  转义字符

转义字符

意义

ASCII码值

\n

将当前位置移到下一行开头（回车换行）

10

\t

跳到下一个TAB位置

9

\\

代表一个反斜线字符

92

\'

代表一个单引号字符

39

\"

代表一个双引号字符

34

\0

空字符

0

数组 

一、  数组的基本概念

一个int类型的变量能保存一个人的年龄，如果想保存整个班的年龄呢？

1.     什么是数组

数组，从字面上看，就是一组数据的意思，没错，数组就是用来存储一组数据的

2.     数组的特点

只能存放一种类型的数据，比如int类型的数组、float类型的数组

里面存放的数据称为“元素” 

二、  数组的定义

1.     定义

声明数组的类型

声明数组的元素个数（需要多少存储空间）

2.     格式

元素类型数组名[元素个数];

比如：int ages[3];

3.     简单使用

简单初始化：intages[5] = {19, 19, 20, 21, 25};

元素有顺序之分，每个元素都有一个唯一的下标（索引），从0开始

数组元素的访问：a[i]

4.     初始化

初始化方式

u   int a[3] = {10, 9, 6};

u   int a[3] = {10,9};

u   int a[] = {11, 7, 6};

u   int a[4] = {[1]=11,[0] = 7};

常见错误

u   int a[];

u   int[4] a;

u   int a[b];

u   a = {10, 11};

u   a[4] = {10,9,8,5};

5.     内存分析

数组存储空间的大小

存储空间的划分（内存的分配是从高地址到低地址进行的，但一个数组内部元素又是从低到高进行的）

数组名的作用，查看元素地址

数组越界的注意

6.     其他使用

数组与函数参数

u   数组元素作为函数参数

u   数组作为函数参数（sizeof注意）

遍历数组元素

u   两种方式遍历（while循环和for循环）

u   遍历元素值和元素地址

u   字符数组的使用

三、  二维数组

1.     什么是二维数组

一个数组能表示一个班人的年龄，如果想表示很多班呢？

什么是二维数组？intages[3][10]; 三个班，每个班10个人

相当于3行10列

相当于装着3个一维数组

二维数组是一个特殊的一维数组：它的元素是一维数组。例如int a[2][3]可以看作由一维数组a[0]和一维数组a[1]组成，这两个一维数组都包含了3个int类型的元素

2.     存储

存储大小

存储结构和顺序

存储地址问题

3.     初始化

int a[3][4] = {1,2,3,4,5,6};

int a[3][4] = {{},{},{}};

数组元素简单访问

int a[][5] = {3,21,31,2,32,1};

注意错误：

int a[3][4];

a[3] = {};

4.     遍历

遍历所有的元素

遍历地址

使用场合：五子棋、俄罗斯方块

四、字符串

1.     什么是字符串

简单的字符串”itcast”

一个’i’是一个字符

很多个字符组合在一起就是字符串了

2.     字符串的初始化

char a[] = “123”;  和 char a [] ={‘1’,’2’,’3’};的区别，可以比较大小

“123”其实是由’1’、’2’、’3’、’\0’组成

“123”的存储分布

字符串的输出”%s”，’\0’是不会输出的

3.     \0的作用

输出char a[] ={‘o’,’k’};

在char a[]前面搞个”mj”

输出”mj”

再输出a

char a[] = {‘i’,’t’,’\0’,’c’};

4.     常用字符串处理函数

strlen（注意中文）

五、字符串数组

1.使用场合

* 一维字符数组中存放一个字符串，比如一个名字charname[20] = "mj"

* 如果要存储多个字符串，比如一个班所有学生的名字，则需要二维字符数组，char names[15][20]可以存放15个学生的姓名(假设姓名不超过20字符)

* 如果要存储两个班的学生姓名，那么可以用三维字符数组char names[2][15][20]

2.初始化

char names[2][10] = { {'J','a','y','\0'}, {'J','i','m','\0'} }; 

char names2[2][10] = { {"Jay"},{"Jim"}}; 

char names3[2][10] = {"Jay","Jim" };

 

指针

思考：

void change(int  n)函数调用完毕后，改变实参的值

分析：修改实参的值->找到存储空间->地址

一、指针变量的定义

1.     定义的格式

类名标识符 *指针变量名;

int *p;

2.     先定义后赋值

简单取值

int a = 10;

int *p;

p = &a;

printf(“%d”, *p);

简单改值

*p = 9;

3.     定义的同时赋值

int a = 10;

int *p = &a;

4.     实现修改实参

5.     注意点

int *p;   p = 1000;

int *p;   *p = 100;

int *p;  *p = &a;

%p输出指针里面存储的地址值

其他指针类型说明，比如float*p;  char *p;

不能乱用类型，比如inta = 10;  float *p = &a;

6.     清空指针

p = 0;

p = NULL;

三、指针实例 

1.      void swap(char *a, char *b)  （注意temp=a;  a = b; b = temp;）

2.      int sumAndMinus(int a, int b,int *minus)

四、指针探究

1.      指针变量所占用的存储空间

2.      为何指针变量要分类型？

int i = 2;

char c = 1;

int *p = &c;

printf(“%d”, *p);

五、指针与数组

1.     指向一维数组元素的指针

2.     用指针遍历一维数组元素

先遍历char数组(‘i’,’t’)，再遍历int类型数组

*(p+i)和*(p++)的区别

a+i和a++

p[0]、p[1]

六、指针与字符串

1.     字符串回顾

char s[] = “mj”;

2.     其他定义字符串的方式

char *s = “mj”;

或者

char *s;

s = “mj”;

3.     两种定义方式的区别

内存分析

画图分析

常量和变量字符串的区别

常量的内存地址查看

七、返回指针的函数

指针也是C语言中的一种数据类型，因此一个函数的返回值肯定可以是指针类型的

返回指针的函数的一般形式为：类型名 * 函数名(参数列表)

 

八、指向函数的指针

1.     为什么指针可以指向一个函数？

函数作为一段程序，在内存中也要占据部分存储空间，它也有一个起始地址，即函数的入口地址。函数有自己的地址，那就好办了，我们的指针变量就是用来存储地址的。因此，可以利用一个指针指向一个函数。其中，函数名就代表着函数的地址。

2.     指向函数的指针的定义

定义的一般形式：函数的返回值类型 (*指针变量名)(形参1, 形参2, ...);

3.     使用注意

由于这类指针变量存储的是一个函数的入口地址，所以对它们作加减运算(比如p++)是无意义的

指向函数的指针变量主要有两个用途：

调用函数：

将函数作为参数在函数间传递