C语言超详细教程

系列文章目录

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1 运算符

1.1 算术运算符：

常用的算术运算符包括加+、减-、乘*、除/、余数%。
关系运算符：

比较两个值的关系，如等于==、不等于!=、大于>、小于<等。
逻辑运算符：

用于计算布尔表达式结果，如与&&、或||、非!。

2 控制语句

2.1 条件语句：

if：根据条件执行代码块。
else if 和 else：提供多个条件分支。
switch：基于单一变量的多个可能值进行分支。
示例：

1. if (age >= 18) {
2. printf("成年人\n");
3. } else {
4. printf("未成年人\n");
5. }

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2.2 循环语句：

for：适合已知次数的循环（如：

1. for (int i = 0; i < 5; i++) {
2. printf("%d ", i);
3. }

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while：适合未知次数的循环，基于条件（如：

1. int i = 0;
2. while (i < 5) {
3. printf("%d ", i);
4. i++;
5. }

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do…while：至少执行一次的循环形式（如：

3. int i = 0;
4. do {
5. printf("%d ", i);
6. i++;
7. } while (i < 5);

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跳转语句：

break：终止循环或switch结构。
continue：跳过当前循环的剩余部分，继续下一次循环。
return：结束函数并返回值。

3 函数

3.1 函数的定义与声明：

函数声明（原型）一般放在文件顶部，定义在文件底部（如：

1. int add(int a, int b); // 函数声明
2. int add(int a, int b) { // 函数定义
3. return a + b;
4. }

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参数传递：
值传递：将参数的副本传入函数。
引用传递：通过指针传递，直接修改原始数据。

3.2 递归函数：

一个函数在其定义中调用自己。递归通常需要一个基准条件来避免无限循环。
示例：计算阶乘的递归函数

1. int factorial(int n) {
2. if (n == 0) {
3. return 1; // 基准条件
4. } else {
5. return n * factorial(n - 1); // 递归调用
6. }
7. }

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4 指针

4.1 指针的定义与使用

指针是一个变量，用于存储另一个变量的地址（如：

1. int a = 10;
2. int *p = &a; // p存储a的地址

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访问指针所指向的值可以使用解引用操作符*（如：printf(“%d\n”, *p);）。

指针与数组：

数组名实际上是指向数组第一个元素的指针（如：int arr[5]; int *ptr = arr;）。

动态内存分配：

使用malloc和free管理动态内存：

1. int *arr = (int*)malloc(5 * sizeof(int)); // 动态分配内存
2. free(arr); // 释放内存

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函数指针：

可以将函数的地址赋给指针，使用该指针调用函数（如：

1. void (*funcPtr)(int) = &myFunction;
2. funcPtr(5);

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5. 数组与字符串

5.1 数组

一维数组：相同类型元素的集合（如：

1. int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

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多维数组：数组的数组（如：

1. int matrix[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};

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字符串：

字符串在C语言中实际上是字符数组，以空字符\0结束（如：

1. char str[20] = "Hello";
2. 常用字符串处理函数：
3. strlen()：计算字符串长度。
4. strcpy()：复制字符串。
5. strcmp()：比较两个字符串。

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6 结构体与联合体

6.1 结构体

用于封装不同类型的数据（如：
c
struct Student {
char name[50];
int age;
float grade;
};
struct Student s1 = {“Alice”, 20, 85.5};

联合体

允许在同一内存位置存储不同类型的数据，但只能使用一个（如：

1. union Data {
2. int i;
3. float f;
4. char str[20];
5. };
6. union Data data;
7. data.i = 10; // 只会存储这个值

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7 .文件处理

7.1 文件的打开与关闭：

使用fopen打开文件，使用fclose关闭文件（如：

1. FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
2. fclose(fp);

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读写文件：

fprintf()：格式化写入文件。
fscanf()：从文件读取格式化输入。
示例：

1. FILE *fp = fopen("file.txt", "w");
2. fprintf(fp, "Hello, World!\n");
3. fclose(fp);

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错误处理：

检查文件是否成功打开（如：

1. if (fp == NULL) {
2. perror("Error opening file");
3. }

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8 预处理指令

8.1 头文件包含

使用#include指令引入标准库或用户自定义的头文件（如：

1. #include <stdio.h>
2. #include "myheader.h"

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宏定义：

使用#define创建常量或宏函数（如：

1. #define PI 3.14
2. #define SQUARE(x) ((x) * (x))

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条件编译

使用#ifdef、#ifndef、#if、#else、#elif和#endif来控制代码的编译。
示例：

1. #define DEBUG
3. #ifdef DEBUG
4. printf("Debug mode\n");
5. #else
6. printf("Release mode\n");
7. #endif

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文件包含：

#include用于引入头文件，可以是标准库或自定义的头文件。使用尖括号<>表示系统头文件，使用双引号""表示用户自定义头文件。

1. #include <stdio.h> // 系统头文件
2. #include "myfile.h" // 用户自定义头文件

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9 错误处理与调试

9.1 错误处理

C语言使用返回值和全局变量errno来处理运行时错误。通过检查函数调用的返回值来判断是否发生了错误。
使用perror()函数：

可以打印出错误信息，通常用于文件操作失败后。

1. FILE *fp = fopen("nonexistent.txt", "r");
2. if (fp == NULL) {
3. perror("Error opening file");
4. }

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调试技巧：

使用assert()宏进行断言检查，确保程序在运行时满足特定条件。

1. #include <assert.h>
2. assert(x > 0); // 如果x不大于0，程序将终止，并显示错误信息

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10 C语言标准库

常用标准库：
：输入输出操作。
：内存管理、随机数生成等。
：字符串处理。
：数学计算，例如三角函数、对数等。

11 程序结构与风格

11.1 程序结构：

C语言程序一般由多个功能模块组成，每个模块可以用函数实现，主函数main()是程序的入口点。
良好的编程风格：

使用有意义的变量名。
保持一致的缩进风格和代码布局。
添加注释以提高代码可读性。
将复杂逻辑分解为简单的函数。