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C notebook

分类: 文章 • 2024-11-26 12:33:58

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C语言基础

ubuntu编译C与C++文件环境配置

sudo apt install gcc
sudo apt install g++

验证环境

cd /usr/bin
ls gcc*
ls g++*

通过gcc编译C文件

gcc [address/]filename.c [-o [address/]file]
ubuntu -> a.out [file]
windows -> a.exe [file.exe]

分步编译过程

//预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，删除注释，不检查语法
gcc -E filename.c -o file.i 
//编译：检查语法，生成汇编代码文件
gcc -S filename.i -o file.s 
//汇编：生成二进制文件（目标文件）
gcc -c filename.s -o file.o 
//链接：链接动态库（.DLL），生成可执行文件
gcc    filename.o -o file 
.c //C文件
.i //预处理后的C文件
.s //编译后的汇编文件
.o //汇编过后的二进制文件

运行编译后的文件

ubuntu -> [address/] ./(add now)filename
windows -> [address/] filename

C标准框架

//使用库函数包含相应的头文件
#include <stdio.h> 

//行注释:// ...
//块注释：/* ... */

//C代码由函数组成，有且只有一个主函数main()
//程序自动调用mian()开始运行
int main() 
{
    //mian()语句体
    printf("Hello world\n"); 
    //返回值，返回0表示程序正常结束
    return 0; 
}

system函数启动外部程序或命令

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    printf("before system");
    //ubuntu显示程序所在目录文件
    system("ls -alh");
    //ubuntu调用外部程序
    system("[address/] ./(add now)filename")
    //windows调用计算器
    system("calc");
    //windows调用外部程序
    system("[address/] filename")
    printf("after system");
    return 0;
}

操作系统编码

ubuntu -> uft-8(unicode)
windows -> gbk, gb2312, ANSI

数据类型

编译器预算变量（对象）分配的内存空间大小
C notebook

关键字

C关键字共有32个

  • 数据类型关键字（12个）

    char, short, int, long, float, double,

    unsigned, signed

    struct, union, enum,

    void

  • 控制语句关键字（12个）

    if, else, switch, case, default,

    for, do, while, break, continue, goto, return

  • 存储类关键字（5个）

    auto, extern, register, static, const

  • 其他（3个）

    sizeof, typedef, volatile

常量与变量

  • 常量：在程序运行过程中，其值不会改变

  • 变量：在程序运行过程中，其值可以改变

    1. 在使用前必须先定义，必须指定其数据类型

    2. 标识符命名规则

      • 标识符不能为保留关键字
      • 标识符由字母、数字、下划线组成
      • 只能以字母或下划线开头
      • 标识符区别大小写

    3. 变量初始化：定义的同时赋初值

    4. 变量特点

      • 变量在编译时分配相应的内存空间
      • 可以通过其变量名或者地址访问相应的内存空间

    5. 声明和定义的区别

      • 声明变量不需要建立存储空间，eg：extern int a;

      • 定义变量需要建立存储空间，eg：int a;

        #include <stdio.h>

int mian()
{
    //extern 只做声明，不能做任何定义
    //声明变量a，没有建立存储空间
    extern int a;
    a = 10; //error：undefined reference to `a'，没有空间无法赋值
    //const修饰一个变量为只读，相当于常量
    const int b = 10;
    b  =20; //error: assignment of read-only variable ‘b’
    int c = b; //ok
    return 0;
}

  • eg:

    #include <stdio.h>
#define PI 3.14

int main()
{
    float r, s;
    printf("Please input r:");
 	scanf("%f", &r);
    s = PI*r*r;
    printf("this square is %.2f\n", s);
    return 0;
}

进制

  • 右边是低位，左边是高位

    进制（逢x进1，接1当x） 表示
    二进制 0, 1
    十进制 0, 1, 2, 3, 4 ,5, 6, 7
    八进制 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
    十六进制 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

  • 8421法
    1111=23∗1+22∗1+21∗1+20∗1=8∗1+4∗1+2∗1+1∗1=15=F 1 1 1 1 = 2^3*1 + 2^2*1 + 2^1*1 + 2^0*1 =8*1 + 4*1 + 2*1 + 1*1 =15 =F

  • 进制转换

    • 1位八进制数 = 3位二进制数
    • 1位十六进制数 = 4位二进制数
    • 八进制转十六进制，先转换为二进制数

  • C语言中进制表示

    进制 表示
    二进制 C语言不能直接写二进制数
    八进制 以数字0开头，0~7
    十进制 以数字1-9开头，0~9
    十六进制 以0x / 0X开头，09和AF

  • eg：

    #include <stdio.h>

int main()
{
    int a, b, c;
    a = 123;
    b = 0123;
    c = 0x123;
    printf("[10]%d\n[8]%o\n[16]%x\n", a, b, c);
    return 0;
}

原反补码

  • 数据在计算机中主要以补码形式存储
术语 含义
bit（比特，位） 一个二进制数（0/1）表示一位，数据传输以“位”为单位
Byte（字节） 一个字节为8个二进制数（8位），计算机中存储最小单位位字节，数据存储习惯以“字节”为单位
WORD（双字节，字） 2个字节，16位
DWORD 两个WORD，4个字节，32位
1 b 1 bit，1位
1 B 1 Byte，1字节，8位
1 k，1 K 1024
1 M（1兆） 1024 k，1024*1024
1 G 1024 M
1 T 1024 G
1 Kb（千位） 1024 bit，1024位
1 KB（千字节） 1024 Byte，1024字节
1 Mb（兆位） 1024 Kb = 1024*1024 bit
1 MB（兆字节） 1024 KB = 1024*1024 Byte

  • 存储1字节（8位）大小的数字（char）

    • 原码（用户角度）：原始的二进制
      • 用户的数字分正负数，利用符号位
      • 最高位（左起第一位）为符号数：0代表正数，1代表负数
      • 导致的问题
        1. 0有两种存储方式
        2. 正数和负数相加，结果不正确（计算机只会加法运算）
    • 反码（为了算补码）
      • 规定：正数的原码和反码一致，负数符号位不变，其他位取反（01互换）
      • 导致的问题
        1. 0有两种存储方式
    • 补码（为了存储负数）
      • 规定：正数的原码、反码和补码一致，负数为其补码+1
      • 解决的问题
        1. 统一0的存储编码
        2. 符号位和其他位统一处理
        3. 减法运算转变为加法运算
        4. 两个用补码表示的数相加，最高位（符号位）有进位则被舍去
    • 补码求原码：
      • 正数补码等于其原码
      • 负数符号位不变，其他按位取反，结果+1

  • eg：

    数字 原码 反码 补码
    + 1 0 000 0001 0 000 0001 0 000 0001
    - 1 1 000 0001 1 111 1110 1 111 1111
    + 0 0 000 0000 0 000 0000 0 000 0000
    - 0 1 000 0000 1 111 1111 1 0 000 0000（最高位丢弃）
    1 - 1 = 1 + -1 1 000 0010 = -2 1 111 1111 = -0 1 0 000 0000 = -0 = 0

有符号和无符号的区别

  • 有符号数，最高位是符号位，1代表负数，0代表整数

  • 无符号数，最高位不是符号位，是数的一部分，不包含负数

  • -0当作2^x使用（最高位舍去）

    数据类型 占用空间 取值范围
    char 1字节 -128127（-2^72^7-1）
    short 2字节 -3276832767（-2^152^15-1）
    int 4字节 -21474836482147483647（-2^312^31-1）
    long 4字节 -21474836482147483647（-2^312^31-1）
    unsigned char 1字节 0255（02^8-1）
    unsigned short 2字节 065535（02^16-1）
    unsigned int 4字节 04294967295（02^32-1）
    unsigned long 4字节 04294967295（02^32-1）

  • eg：

    #include <stdio.h>

int main()
{
	char a = 0xff; //[signed] char
    unsigned char b = 0xff;
    //原：1 111 1111 反：1 000 0000 补：1 000 0001
    printf("signed char：%d\n", a); //-1
    //原：1 111 1111 反：1 111 1111 补：1 111 1111
    printf("unsigned char：%u\n", b); //255，输出结果以格式控制符为准
    return 0;
}

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