C語言學習筆記--基礎語法二

C語言基礎部分二

1、函數

函數，可以稱爲方法、子例程或程序等等。定義一個函數需要聲明函數名稱、返回類型和參數。函數就是一組執行特定任務和邏輯的代碼語句。C程序至少有一個函數—main();
main函數要有返回值，void類型或者int，float等，有的編譯器要求必須int，需注意這點，有的竟然還可以不寫返回類型，編譯器標準不同，c89,c99,c11之類的，好吧，最好寫上吧。

• 定義函數

  return_type function_name(parameter list){
  body of the function;
  }

  函數的構成：

  • 返回類型，若有則是返回數據的數據類型，若無則是void，或者不寫。
  • 函數名稱，也就是函數的實際名，與參數列表一起構成函數簽名。
  • 參數，參數類似與佔位符，用於接收傳遞過來的參數，在函數內部調用使用，參數可選，函數可無參數。
  • 函數主體，也就是執行一定的任務邏輯的代碼語句。

  /*
  * 函數返回兩個數字中較大的那個數。
  */
  int max(int num1,int num2){
  //聲明局部變量
  int result;
  if(num1>num2){
    result = num1;
  }esle{
    result = num2;
  }
  return result;
  }

  Note:函數聲明包含返回類型、函數名、參數列表。而不必有函數主體。

  C語言中，函數聲明參數列表中的參數名並不重要，只要有參數類型亦可。

  //如此也是合法的
  int max(int,int);

  函數參數多類似爲形式參數，調用者需要傳遞實際參數。

調用類型	描述
傳值調用	調用方將數值傳遞給形參，如果形參在函數內修改數值，但不會形象到外部的實際參數值。C 語言多用此方式。
引用調用	調用方將參數的地址複製給形參，此時在函數內形參修改數值，會同步影響到外部實際參數的。
指針形式	通過指針傳遞的方式，形參爲實參的指針，操作會影響到實際參數的數據。

- 作用域

任何一個編程語言中，定義的變量都應有其作用範圍，稱爲作用域

• 局部變量，作用與函數內。
• 全局變量，作用與函數外部所有範圍。

• 形式參數，在函數的參數定義中，也就在函數內有效。類似局部變量了。

  C語言中，函數的局部參數可以和全局參數同名稱，但是內部僅使用局部變量的值。局部變量需要手動初始化，全局變量會自動初始化。

  • 數組

  C語言數組和Java的數組類似，用於存儲一類相同類型的數值，聲明一個變量，用序列編號指定元素數據。

元素	元素	元素	元素
numbers[0]	numbers[1]	……	numbers[n]

聲明與初始化：

  //聲明
  type arrayName[arraySize]
  double balance[10];
  double balance[3] = {12.0,3.5,8.8};
  double balance[] = {7.9,0.1,3.2}
  //單個元素賦值
  balacne[0] = 8.9;

數組的訪問使用數組下標，從左至右依次爲0—-n，某個元素則爲arrayName[i];

概念	描述
多維數組	即數組的元素又是數組，常見的爲二維數組。
傳遞數組函數	通過指定不帶索引的數組名稱，來給函數傳遞一個數組的指針。也就是作爲形參。
從函數返回數組	函數的返回類型。
指向數組的指針	通過指定不帶索引的數組名稱，來生成一個指向數組中第一個元素的指針。

2、指針

C語言指針是簡單而有趣的一個概念，便於簡化程序任務，比如動態內存分配等。

每一個變量都有一個內存地址，這個地址是有一個編號的。

#include <stdio.h>
void main(){
  int var1;
  char var2[10];
  //printf函數參數爲可變參數，必有string哦，不然會報錯。和java不同。
  printf("var1變量的地址：%x \n",&var1);
  printf("varsb變量的地址：%x \n",&var2);
}

• 指針

  是一個特殊變量，它的值是另一個變量的地址，內存位置的直接地址。類似其他變量和常量，在使用指針存儲其他變量的地址之前，需要聲明和存儲。

  //type爲指針的基類型，var-name爲指針變量的名稱。星號用於標示一個變量是指針。
  type *var-name;
  //指針示例
  int *ip;
  double *dp;
  float *fp;
  char *cp;
  //不管基類型爲何種類型，指針的實際數據類型，都是一個代表內存地址的十六進制數。

• 如何使用指針

  使用指針涉及以下操作：

  • 定義指針變量
  • 把另一變量地址賦值給指針
  • 訪問指針變量中可用地址的值

  *用來返回位於操作數所指定的地址的變量的值。

  
  #include <stdio.h>
  
  void main(){
  int var  = 20;//實際變量的聲明
  int *ip;//指針變量的聲明
  
  ip = &var;//在指針變量中存儲var變量的地址，也就是給指針變量賦值
  printf("var變量的地址：%x\n",&var);//C語言printf函數不會換行，所以習慣都是內部加上\n，初學者可別弄混了哦。
  //在指針變量中存儲的地址
  printf("在ip中存儲的地址：%x \n",ip);
  //使用指針方位實際變量的值，也就用指針指向的內存地址，讀取地址裏面的數值。
  printf("指針所指向地址的存儲數據：%d \n",*ip);//使用*ip格式來獲取指針對應的實際數值。
  }

  使用*符號來作用與指針，便可得到指針所指向地址內的實際數值。

• Null指針

  變量聲明的時候，如果沒有明確賦值，最好給指針賦值一個NULL值，如此爲空指針。

  NULL指針是定義在標準庫中值爲零的常量。

  
  #include <stdio.h>
  
  void main(){
  int *ip=null;
  //輸出ip的值，就是0
  printf("ip的值是：%x \n",ip);
  }

  Note:弄清幾個概念，&var表示var的地址，*var是指var指針所指向地址的儲存的數值。

  多數操作系統都不允許訪問地址爲0的內存，其爲系統保留內存，有特殊含義，表明指針不指向可訪問的內存位置。依據慣例指針包含空值，則認爲它不指向任何地址。

  if(ptr)//表示，如果ptr非空，則完成
  if(!ptr)//表示，如果ptr爲空，則完成。

• 指針詳解

概念	描述
指針的算數運算	指針可以進行四種算術運算++、–、+、-
指針數組	可以定義用來存儲指針的數組
指向指針的指針	C語言允許指向指針的指針
傳遞指針給函數	通過引用過地址傳遞參數，使傳遞的參數在調用的函數中被改變
從函數返回指針	C允許函數返回指針到局部變量、靜態變量和動態內存分配

• 字符串

  C語言中字符串實際上是使用null字符\0終止的一維字符數組。

  char cs[6] = {'H','e','l','l','o','\0'};
  //這就是hello字符串，用的是null字符'\0'結尾的一個字符數組,所以數組長度比字符串數字多1,因爲末尾是null的字符標記。也可以寫作：
  char cs[] = "Hello";

C/C++中定義的字符串的內存表示：

其實可以不必寫出null標記，C編譯器會自動追加，在初始化時候。

常用的C語言字符串操作函數：

函數	描述
strcpy(s1,s2)	複製字符串s2到s1
strcat(s1,s2)	連接字符串s2到s1末尾
strlen(s1)	返回字符串s1的長度
strcmp(s1,s2)	s1==s2則返回0,s1<s2則返回小於0,s1>s2則返回大於0
strchr(s1,ch)	返回一個指針，指向字符串s1中字符ch的第一次出現的位置
strstr(s1,s2)	返回一直指針，指向字符串s1中字符串s2的第一次出現的位置

3、結構體

C語言中數組是存儲一類相同類型的數據變量，而結構則可以存儲不同類型的數據項。有點類似面向對象的編程語言中的實體類bean的封裝。

• 定義結構

  struct語句，可以定義一個包含多個成員的數據類型。

  struct [structure tag]{
  member definition;
  member definition;
  ...
  member definition;
  }[one or more structure variables]

  其中structure tag是可選的，每個member definition是標準的變量定義，比如int i;double d;如下示例，定義一個Book結構的方式

  struct Books{
  char title[50];
  char author[50];
  char subject[100];
  int book_id;
  } book;

• 訪問結構成員

  使用成員運算符.示例：

  
  #include <stdio.h>
  
  
  #include <string.h>
  
  //定義結構體
  struct Books{
    char title[50];
  char author[50];
  char subject[100];
  int book_id;
  };
  //main函數
  void main(){
  //聲明結構體的變量，使用關鍵詞struct
  struct Books Book1;
  struct Books Book2;
  //初始化變量的內部數據,結構體成員，用變量名.成員名
  strcpy(Book1.title,"C語言編程");
  strcpy(Book1.author,"譚浩強");
  strcpy(Book1.subject,"C語言編程入門");
  Book1.book_id = 10086;
  //輸出Book1信息
  printf("Book1的標題：%s \n",Book1.title);
  printf("Book1的作者：%s \n",Book1.author);
  printf("Book1的副標題：%s \n",Book1.subject);
  printf("Book1的編號：%d \n",Book1.book_id);
  //Book2類似
  ...
  }

• 結構體作爲函數參數

  結構體也可以作爲參數傳遞給函數調用，類似變量和指針。不同與Java語言的方法函數，這裏需要先聲明結構函數，然後實現，在調用。

  
  #include <stdio.h>
  
  
  #include <string.h>
  
  
  struct Books
  {
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
  };
  
  /* 函數聲明 */
  void printBook( struct Books book );
  int main( )
  {
   struct Books Book1;        /* 聲明 Book1，類型爲 Book */
   struct Books Book2;        /* 聲明 Book2，類型爲 Book */
  
   /* Book1 詳述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;
  
   /* Book2 詳述 */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
   Book2.book_id = 6495700;
  
   /* 輸出 Book1 信息 */
   printBook( Book1 );
  
   /* 輸出 Book2 信息 */
   printBook( Book2 );
  
   return 0;
  }
  void printBook( struct Books book )
  {
   printf( "Book title : %s\n", book.title);
   printf( "Book author : %s\n", book.author);
   printf( "Book subject : %s\n", book.subject);
   printf( "Book book_id : %d\n", book.book_id);
  }

• 指向結構的指針

  可以定義結構體的指針，類似變量和指針，

  //聲明指針
  struct Books *struct_pointer;
  //將變量的地址，賦值給指針
  struct_pointer = &Book1;
  //要想讓這個指針能夠訪問到結構體中的某個成員，就需要用->運算符
  struct_pointer->title;//指針訪問結構體中的title變量的值

  上例使用指針模式：

  //其他不變
  ...
  printBook(&Book1);//這裏傳入的是指針
  ...
  void printBook(struct Books *book){//結構體的指針，作爲參數，傳遞給函數
  printf("Book title:%s \n",book->title);//使用->運算符訪問結構體成員
  ...
  }

• 位域

  又稱”位段”，爲了節省空間，僅存儲佔用一個或者幾個二進制位的數據字節，滿足一些特殊需要，如開關變量0和1,只用一個二進制位即可滿足。

  所謂位域，就是吧一個字節中的二進制位，劃分爲幾個不同的區域，位域有域名，可以在程序中用域名來操作，從而可以把不同的對象用一個字節的二進制位域來表示。

  位域定義和變量說明

  struct 位域結構名{
   位域列表
  };

  其中位域列表的形式：

  類型說明符 位域名:位域長度

  示例：

  struct bs{
  int a:8;
  int b:2;
  int c:6;
  };

  位域變量的說明與結構變量的說明方式相同，可採用先定義後說明，同時定義說明或者直接說明三種方式。

  struct bs{
  int a:8;//佔用的二進制位數8個
  int b:2;
  int c:6;
  } data;

  如上則是同時定義和說明一個bs的變量data，佔用兩個字節(兩個8位)。

  struct packed_stuct{
  unsigned int f1:1;
  unsigned int f2:1;
  unsigned int f3:1;
  unsigned int f4:1;
  unsigned int type:4;
  unsigned int my_int:9;//注意此處，前面有int，和下面的注意事項中不能超過一個字節的要求，並不矛盾，
  } pack;

  這裏pack_struct就包含了6個成員，四個1位的標識符，一個4位的type，還有一個9位的my_int。

• 位於定義的注意事項

  • 一個位域必須存儲在同一個字節中，不能跨兩個字節，但是可以指定位域的開始位置：

  struct bs{
    unsigned a:4;
    unsigned  :4;//空域
    unsigned b:4;//從下一單元開始存放，而不是使用上面空的那4個
    unsigned c:4;
  }

  • 位域不恩你個跨兩個字節，所以位域長度不能超過8,超過了的話，可能會被重疊，或者放入下一個字節了。

  • 位域可以是無名位域，之用來佔位，其不能使用。

  struct k{
    int a:1;
    int  :2;//佔位的，無名位域，不可用
    int b:3;
    int c:2;
  }

  其實，位域也算是一種結構類型，只不過成員是按照二進制位表示而已。

• 位域的使用

  類似與結構成員的使用

  位域變量名.位域名

  位域允許各種格式輸出，示例：

  void main(){
  //定義了一個位域，並聲明瞭一個變量bit，和它的指針變量*pbit
  struct bs{
    unsigned a:1;
    unsigned b:3;
    unsigned c:4;
  }bit,*pbit;
  //給位域賦值，注意不要超過位域的值的範圍。
  bit.a = 1;//就只能是0或1,因爲定義佔1個二進制位
  bit.b = 7;//0--7,因爲佔用3個二進制位
  bit.c = 15;
  //以整型量輸出
  printf("%d,%d,%d \n",bit.a,bit.b,bit.c);
  //使用位域指針訪問成員
  pbit = &bit;//給指針賦值
  pbit->a = 0;//指針訪問成員，並賦值給成員
  pbit->b&=3;//使用了&=運算符，相當與pbit->b = pbit->b&3;
  pbit->c|=1;//使用了|=運算符，相當與pbit-> = pbit->b|3;
  printf("%d,%d,%d \n",pbit->a,pbit->b,pbit-c);
  }