C语言零基础入门

一、输入输出

（1）scanf

scanf 是C语言中的一个标准库函数，用于从标准输入（通常是键盘）读取数据。scanf 函数定义在 <stdio.h> 头文件中。

#include <stdio.h>int main(void) {//读取整数 int num;printf("Enter an integer: ");scanf("%d", &num);  // 读取一个整数printf("You entered: %d\n", num);//读取浮点数 float num2;printf("Enter a floating-point number: ");scanf("%f", &num2);  // 读取一个浮点数printf("You entered: %f\n", num2);//读取字符    char ch;printf("Enter a character: ");scanf(" %c", &ch);  // 读取一个字符，前面的空格用于忽略空白字符printf("You entered: %c\n", ch);// 读取字符串char str[50];printf("Enter a string: ");scanf("%s", str);  // 读取一个字符串，直到遇到空白字符printf("You entered: %s\n", str);//  读取多个数据int num3;float fnum;char ch;printf("Enter an integer, a floating-point number, and a character: ");scanf("%d %f %c", &num3, &fnum, &ch);  // 读取多个数据printf("You entered: %d, %f, %c\n", num3, fnum, ch);char str2[50];printf("Enter a multi-word string: ");scanf("%[^\n]", str2);  // 读取多单词字符串，直到遇到换行符printf("You entered: %s\n", str2);return 0;
}

（2）getchar

功能：该函数从标准输入读取一个字符，并返回该字符的ASCII码值。

#include <stdio.h>
int main(void) {char ch = getchar(); // 定义char 变量 ch，接收 getchar() 函数返回值做为初值。printf("ch的数值：%d\n", ch); printf("ch的字符：%c\n", ch);return 0;
}

（3）printf

printf 函数的第一个参数是一个格式字符串，用于指定如何输出后续的参数。例如%d 是一个格式说明符，用于输出整数。

#include <stdio.h> // 引⼊头⽂件 stdio.h , 因为下⾯使⽤了printf() 必须添加此头⽂件。
#define PI 3.14
int main(void) {int a = 10;printf("%d\n", a); // %d：格式匹配符，匹配整数。printf("a = %d\n", a); // a = 在“”中，代表普通字符串， 原样输出。printf("%d\n", 100);printf("%f\n", PI); // %f：格式匹配符，匹配小数。printf("PI = %f\n", PI); // PI = 在“”中，代表普通字符串， 原样输出。printf("%f\n", 3.45678); // %f：格式匹配符，匹配小数。int b = 20;printf("%d + %d = %d\n", a, b, a+b); // +、= 在 “”中，代表普通字符串， 原样输出。printf("%d + %d = %d\n", 3, 7, 3+7);return 0; //C程序要求，main 函数要有返回值。借助 return 实现返回。
}

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补充：占位符说明

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二、变量

1、变量 3 要素

变量名：用来在程序中使用。
变量类型：开辟内存空间大小。
变量值：存储的实际数据。

2、变量名命名的主要规则：

字母数字和下划线变量名只能包含字母（A-Z, a-z）、数字（0-9）和下划线（_）。变量名不能以数字开头。

不得使用关键字变量名不能与C语言的关键字（如 int, char, for, if 等）相同。

3、变量的作用域

变量的作用域决定了变量在哪里可以被访问。主要作用域有：

局部变量：在函数内部声明的变量，只在该函数内有效。
全局变量：在所有函数之外声明的变量，在整个文件或多个文件中都可访问。
形式参数：函数定义中参数列表内的变量，仅在该函数调用期间有效。
静态局部变量：使用 static关键字声明的局部变量，其生命周期贯穿整个程序运行期，但是作用域仍限制在声明它的函数内。

#include <stdio.h>// 全局变量
int globalVar = 100;void func() {// 局部变量int localVar = 200;printf("Inside function: globalVar = %d, localVar = %d\n", globalVar, localVar);
}int main() {func();printf("In main: globalVar = %d\n", globalVar);// 下面这行会报错，因为 localVar 是 func 函数内的局部变量// printf("localVar = %d\n", localVar);return 0;
}

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三、常量

C语言中，常量是那些在程序执行过程中其值不能被修改的量。

C语言中常量的主要用法：

使用 #define 预处理器指令
#define 是一个预处理器指令，用于定义宏常量。宏常量在编译前会被预处理器替换为指定的值。

#include <stdio.h>#define PI 3.14159
#define MAX 100int main(void) {printf("Value of PI: %f\n", PI);printf("Maximum value: %d\n", MAX);return 0;
}

使用 const 关键字
const 关键字用于声明常量变量。这种常量在内存中分配空间，并且可以在编译时或运行时初始化。

#include <stdio.h>int main(void) {const int MAX = 100;const float PI = 3.14159;const char GRADE = 'A';printf("Maximum value: %d\n", MAX);printf("Value of PI: %f\n", PI);printf("Grade: %c\n", GRADE);// 下面这行代码会导致编译错误，因为 MAX 是常量// MAX = 200;return 0;
}

枚举常量

枚举（enum）是一种特殊的整型常量集合，用于定义一组具名的整数值。

说明：枚举类型 Day 包含七个枚举常量：MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT,
SUN。默认情况下，这些枚举常量会被赋予从 0 开始的连续整数值。

#include <stdio.h>enum Day { MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN };int main(void) {enum Day today = WED;printf("Today is day number: %d\n", today);//Today is day number: 2return 0;
}

练习：

#include <stdio.h>
#define PI 3.1415926 // 定义常量
int main(void) {
// 圆的面积 ：s = PI * r * r
// 圆的周长 ：L = 2 * PI * rint r = 3; // 变量的定义。float s = PI * r * r; // 表达式。作为变量值。float l = 2 * PI * r;
//printf("圆的面积：%f\n", s);// 28.274334 默认显示 6 位小数。
//printf("圆的周长：%f\n", l);// 18.849556
//printf("圆的面积：%.2f\n", s);// 28.27
//printf("圆的周长：%.2f\n", l);// 18.85指定保留小数点后两位，对第3位四舍五入float m = 3.4567891;printf("m=%.2f\n", m);printf("m=%6.2f\n", m);
//共显示6位数，包含小数点，保留小数点后两位，对第3位四舍五入，不足6位用空格补齐。printf("m=%06.2f\n", m);
//共显示6位数，包含小数点，保留小数点后两位，对第3位四舍五入，不足6位用0补齐。return 0;
}

四、sizeof

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1、有符号整型
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#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(void) {printf("int大小 = %u\n", sizeof(int));printf("int最小值：%d, 最大值：%d\n", INT_MIN, INT_MAX);printf("short大小 = %u\n", sizeof(short));printf("short最小值：%hd, 最大值：%hd\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);printf("long大小 = %u\n", sizeof(long));printf("long最小值：%ld, 最大值：%ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);printf("long long大小 = %u\n", sizeof(long long));printf("long long最小值：%lld, 最大值：%lld\n", LLONG_MIN, LLONG_MAX);
}

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2、无符号整型

【扩展】：C语言中引入无符号整型有几个重要的原因，这些原因涉及性能、表示范围、内存利用率以及特定应用场景的需求。以扩大表示范围为例子，无符号整型可以表示更大的正数范围。

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五、char

在C语言中，char 类型用于表示字符。char 类型是一个基本的数据类型，通常占用1个字节的内存。以下是关于 char 类型的详细总结：

基本属性
定义和初始化

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(void) {char ch1 = 'A';  // 单引号表示单个字符char ch2 = 65;   // 使用ASCII码值初始化printf("%c",ch2); //结果：A return 0;
}

字符常量
字符串
输入和输出

#include <stdio.h>int main(void) {char ch;printf("Enter a character: ");scanf("%c", &ch);  // 读取一个字符printf("You entered: %c\n", ch);  // 打印字符return 0;
}

ASCII 码
字符操作

比较字符：可以使用关系运算符比较字符。
字符运算：可以对字符进行算术运算，实际上是对其ASCII码值进行运算。

#include <stdio.h>int main(void) {char ch1 = 'A';char ch2 = 'B';if (ch1 < ch2) {printf("'%c' comes before '%c'\n", ch1, ch2);//'A' comes before 'B'}char ch3 = ch1 + 1;  // 'A' + 1 -> 'B'printf("ch1 + 1 = %c\n", ch3);//ch1 + 1 = Breturn 0;
}

字符串处理函数

C标准库提供了许多用于字符串处理的函数，例如 strlen、strcpy、strcat、strcmp 等。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main(void) {char str1[20] = "Hello";char str2[20] = "World";strcpy(str1, str2);  // 复制 str2 到 str1strcat(str1, "!");   // 连接字符串printf("str1: %s\n", str1);int len = strlen(str1);  // 获取字符串长度printf("Length of str1: %d\n", len);return 0;
}

无符号字符

如果需要确保 char 类型的值是非负的，可以使用 unsigned char。

#include <stdio.h>int main(void) {unsigned char ch = 255;  // 无符号字符printf("Value of ch: %u\n", ch);return 0;
}

【练习1 】：将大写字母，转换成小写字母

#include <stdio.h>
int main(void) {char ch = 'R'; // char 变量定义printf("R 转换的小写为：%c\n", ch+32); //ch+32 表达式，对应格式匹配符 %cchar ch2 = 'h'; // char 变量定义printf("h 转换的大写为：%c\n", ch2-32); //ch2-32 表达式，对应格式匹配符 %cchar ch3 = '5';
// 借助字符5， 利用 ASCII特性，打印出 字符9printf(" 打印字符9 = %c\n", ch3+4);return 0;
}

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【练习 2】：在一个printf函数中，打印输出 hello 换行 world 换行。

#include <stdio.h>
/*方法1
int main(void) {printf("hello\nworld\n");return 0;
}
*/
//方法2
int main(void) {char ch = '\n'; //定义ch变量，初值为'\n'printf("hello%cworld%c", ch, ch); // 等价于 printf("hello\nworld\n");return 0;
}

六、bool

在C语言中，布尔类型（bool）并不是内置类型，而是通过包含 <stdbool.h> 头文件来引入的。bool 类型用于表示真（true）和假（false）两种逻辑值。

1.输出布尔值

可以使用 %d 格式说明符来输出布尔值。true 输出为 1，false 输出为 0。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>int main(void) {bool isTrue = true;bool isFalse = false;printf("isTrue: %d\n", isTrue);  // 输出 1printf("isFalse: %d\n", isFalse);  // 输出 0return 0;
}

2.布尔值的整数表示
在C语言中，true 实际上表示整数 1，false 表示整数 0。因此，任何非零值都可以被视为 true，零值被视为 false。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>int main(void) {bool a = 1;  // truebool b = 0;  // falsebool c = 10; // trueprintf("a: %d\n", a);  // 输出 1printf("b: %d\n", b);  // 输出 0printf("c: %d\n", c);  // 输出 1return 0;
}

3.布尔运算
布尔运算符（如 &&、||、!）可以用于布尔表达式的组合和否定。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>int main(void) {bool a = true;bool b = false;bool andResult = a && b;  // falsebool orResult = a || b;   // truebool notResult = !a;      // falseprintf("a && b: %d\n", andResult);printf("a || b: %d\n", orResult);printf("!a: %d\n", notResult);return 0;
}

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七、运算符

（1）算数运算符

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（2）自增自减运算符

#include <stdio.h>
// ++ / -- 运算符
int main(void) {
// 前缀int a = 10;printf("%d\n", ++a); // ++a 等价于 a = a+1；
// 后缀int b = 10;printf("%d\n", b++); // b++ 等价于 b = b+1；
// 不管前缀、后缀、含有变量 ++/-- 表达式执行完后，变量均发生了自增、自减。printf("b = %d\n", b);return 0;
}

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（3）赋值运算符

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（4）比较运算符

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（5）逻辑运算符

0 为假，非0 为真。（非0: 1、 27、-9）

逻辑非(!)

规律：非真为假，非假为真。

#include<stdio.h>
// 逻辑运算符
int main(void) {
// 逻辑非int a = 34; // 34 是非0， 默认 a 为真。int b = 0;printf("a = %d\n", !a); // a为真，非a 为假！！---> 0printf("b = %d\n", !b); // b=0, b为假，非b, 为真。 ---> 1return 0;
}

逻辑与(&&)

规律：同真为真，其余为假。

#include<stdio.h>
// 逻辑运算符
int main(void) {int a = 34; // 34 是非0， 默认 a 为真。int b = 0;printf("%d\n", a && !b); // a为真，!b为真， 真&&真 -- 真。 --->1	
}

逻辑或(||)

规律：有真为真，同假为假。

#include<stdio.h>
// 逻辑运算符
int main(void) {int a = 34; // 34 是非0， 默认 a 为真。int b = 0;printf("------%d\n", a || !b); // a为真，!b为真，真||真 -- 真。---> 1printf("------%d\n", a || b); // a为真，b为假，真||假 --真。---> 1printf("------%d\n", !a || b); // !a为假，b为假，假||假 --假。---> 0
}

（6）逗号运算符

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（7）三目运算符

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#include<stdio.h>
// 三目运算
int main(void) {int a = 40;int b = 4;//int m = a > b ? 69 : 10;//printf("m = %d\n", m); // m = 69；//int m = a < b ? 69 : 10;//printf("m = %d\n", m); // m = 10；// 三目运算支持嵌套int m = a < b ? 69 : (a<b?3:5); // 先算表达式3，取5，整个三目运算，取表达式3-- >5printf("m = %d\n", m); // m = 5；int m2 = a < b ? 69 : a < b ? 3 : 5;printf("m2 = %d\n", m2); // m = 5；return 0;
}

【说明】：如果不使用（），三目运算默认的结合性，自右向左。

（8）运算符的优先级

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八、if 条件判断

（1）if…else 分支

#include <stdio.h>int main(void) {int a;printf("请输入一个数：");int ret = scanf("%d", &a);if (a > 0) {printf("a > 0\n");} else {printf("a <= 0\n");}return 0;
}

（2）多个分支逻辑

#include <stdio.h>int main(void) {int score;printf("请输入学生成绩：");scanf("%d", &score);if (score >= 90) { // 优秀printf("优秀\n");} else if (score >=70 && score < 90) { // 70 < score < 90 错误写法。printf("良好\n");} else if (score >= 60 && score < 70) {printf("及格\n");} else {printf("差劲\n");}
}

九、switch 语句

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#include <stdio.h>
int main(void) {int score;printf("请输入学生成绩：");scanf("%d", &score);// 将 学生成绩，通过运算，得出可以放入 switch case 分支的 表达式。switch (score/10) {case 10:printf("优秀\n");break; // 表示当前分支结束。case 9:printf("优秀\n");break;case 8:printf("良好\n");break;case 7:printf("良好\n");break;case 6:printf("及格\n");break;default: // 所有case都不满足的其他情况。printf("不及格");break;}return 0;
}

备注：case穿透
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十、while 循环

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#include<stdio.h>
int main(void) {//7的倍数： num % 7 == 0//个位含7： num % 10 == 7//十位含7： num / 10 == 7int num = 1;while (num <= 100) {if (num % 7 == 0 || num % 10 == 7 || num / 10 == 7) {printf("敲桌子！\n");} else {printf("%d\n", num);}num++;}return 0;
}

十一、do while 循环

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练习：
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#include<stdio.h>
int main(void) {//-个位数：int a = num % 10；//-十位数：int b = num / 10 % 10;//-百位数：int c = num / 100;int num = 100; // 数数从 100 开始。int a, b, c; // 定义存储个位、十位、百位数 的变量。do {a = num % 10; // 求个位数。b = num / 10 % 10;c = num / 100;// 判断 这个数字是否是“水仙花数”if (a * a * a + b * b * b + c * c * c == num){printf("水仙花数：%d\n", num);}num++; // 不断向后数数。} while (num <= 999);return 0;
}

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十二、for 循环

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使用 for 循环求 1~100 的和

#include <stdio.h>int main(void) {int sum = 0;  // 初始化累加和为0// 使用 for 循环从1到100求和for (int i = 1; i <= 100; i++) {sum += i;  // 累加当前的值}// 输出结果printf("The sum of numbers from 1 to 100 is: %d\n", sum);return 0;
}

特殊语法：
-

十三、嵌套 for 循环

#include <stdio.h>int main(void) {for (int i = 0; i < 2; i++) { // 外层循环for (int j = 0; j < 3; j++) { // 内层循环printf("Hello World!\n");}}return 0;
}

分析代码：拆解以上循环嵌套的执行过程

第一次外层循环：i = 0; //i的初始值为0i < 2  //条件成立，进入内层循环第一次进入内层循环：【内层循环第一次：】j = 0; //j的初始值为0j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n");//此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为1【内层循环第二次：】j = 1; j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n");//此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为2【内层循环第三次：】j = 2; j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n"); //此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为3【内层循环第四次：】j = 3; j < 3  //条件不成立，内层循环结束i++; //i的值变为1
第二次外层循环：i = 1; i < 2  //条件成立，进入内层循环第二次进入内层循环：【内层循环第一次：】j = 0; //j的初始值为0j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n"); //此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为1【内层循环第二次：】j = 1; j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n"); //此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为2【内层循环第三次：】j = 2; j < 3  //条件成立printf("Hello World!\n"); //此时输出一次 Hello World!j++; //j的值变为3【内层循环第四次：】j = 3; j < 3  //条件不成立，内层循环结束i++; //i的值变为2
第三次外层循环：i = 2; i < 2  //条件不成立，外层循环结束，整个循环都终止了

练习：打印乘法口诀表

#include <stdio.h>int main(void) {// 外层循环控制行数for (int i = 1; i <= 9; i++) {// 内层循环控制列数for (int j = 1; j <= i; j++) {// 打印乘法口诀表的一个项printf("%d*%d=%d ", j, i, i * j);}// 每一行结束后换行printf("\n");}return 0;
}

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十四、语句跳转

在流程控制语句中还有一类“跳转语句”，主要用来中断当前的执行过程。

（1）break

当代码中遇到break时，会直接中断距离最近的循环，跳转到外部继续执行。

#include <stdio.h>int main(void) {int i = 1;while (1) {  // 使用1表示无限循环printf(" 这是第%d次输出\n", i);i++;if (i > 5) {break;  // 当 i 大于 5 时退出循环}}return 0;
}

结果：
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（2）continue

continue语句表示“继续”执行循环，也就是中断循环中的本次迭代，并开始执行下一次迭代。

//需求：输出1到10之间所有的整数，5不输出#include <stdio.h>int main(void) {for (int i = 1; i <= 10; i++) {if (i == 5) {continue;  // 当 i 等于 5 时跳过本次循环} else {printf("这是第%d次输出\n", i);}}return 0;
}