ch01变量和数据结构

C语言关键字 ^[1]

C语言控制语句

C语言有9种控制语句 (control statements)

• If…else
• for
• while
• do…while
• continue
• break
• switch
• goto
• return

C语言运算符 ^[2]

GCC编译四部曲 ^[3]

变量

变量 (variables) 是用于存储数据的内存位置名称，可以改变的内容

变量的命名规则

• 不能以数字开头
• 由数字、字母，甚至是下划线 (_) 等特殊符号组成
• 变量名不能是任何关键字
• 变量名中不能有空格或空白
• 变量名是区分大小写的

变量的数据类型

C 语言中数据类型主要包含以下类型

变量声明与定义

• 变量的定义 (Declaration)：告诉编译器应为变量创建多少存储空间或者在哪里创建存储空间（借助于数据类型）
• **变量声明 **(Definition)：只声明不赋值的变量叫做变量定义， int a

定义与声明的区别：

• 变量定义会开辟内存空间。变量声明不会开辟内存空间
• 变量要想使用必须有定义
• 声明指示编译器存在变量，而定义表示编译器为变量创建的存储位置和存储量

变量的分类

• 全局变量 (global) ：在块或函数之外声明的变量称为全局变量
• 局部变量 (Local)：在块或函数中声明的一种变量
• 静态变量 (static)：使用 static 关键字声明的变量。该变量在各种函数调用之间保留给定值
• 自动变量 (auto)：变量具有自动存储期，程序在进入该变量声明所在的块时变量存在，程序在退出该块时变量消失
• 外部变量 (extren)：能够在多个源文件中共享一个变量 extern int a=10;

变量的数据大小 ^[6]

类型转换

隐式类型转换

隐式类型 (Implicit) 转换也称自动类型转换，这种类型的转换包含如下特点：

• 编译器自动完成，无需用户干预触发
• 当表达式中存在多种类型时触发，这是为了保证数据不被丢失
• 所有的数据类型都将升级为该类型最大值
• 转换的顺序为：bool -> char -> short int -> int -> unsigned int -> long -> unsigned -> long long -> float -> double -> long double
• 该转换类型会存在一些问题，如符号消失，数据丢失等。

#include<stdio.h>
int main()
{
    int x = 10;    // integer x
    char y = 'a';  // character c
  
    // y 被隐式转换为 char类型，a=97
    x = x + y;
     
    // 计算中，存在浮点数值，结果将被转换为float
    float z = x + 1.0;

    
    // 自动转换为long long
    int h = 2147483648;
    // int 到 short int值溢出将为23352减去int大小65536
    short int g = 88888 + x;
    printf("x = %d, z = %f\n", x, z);
    printf("g = %li, h = %lli\n", g, h);
    return 0;
}

显式类型转换

用户定义类型转换的过程称为显式类型转换 (Explicit)

(type) expression

显示转换示例

#include<stdio.h>
  
int main()
{
    float x = 1.2;
    // 显示转换一个float为int
    int sum = (int) x + 1;
  
    printf("sum = %d", sum);
  
    return 0;
}

进制转换

十进制

十进制转二进制： 除2反向取余法

十进制转八进制：除8反向取余法

十进制转十六进制：除16反向取余法

例如：16进制转10进制

• 将十进制数除以 16。将除法视为整数除法
• 写下余数（十六进制）
• 将结果再次除以 16。将除法视为整数除法
• 重复步骤 2 和 3，直到结果为 0
• 求出的十六进制值是从最后到第一个的余数的数字序列

427的16进制

• 将数字除以 16，余数（小数部分乘16为余数），最终为1AB

  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-mvvZOtMS-1663925137458)(…/…/…/images/day1%20helloworld/decimal-to-hexadecimal.png)]

八进制

8进制转10进制：从后向前，8的0次方，8的1次方，8的2次方…按照该顺序乘8的

• 8进制75转10进制为：$56+5=61$
• 8进制77655转10进制为：$7(8^4)+7(8^3)+6(8^2)+5(8^1)+5(8^0)=28672+3584+384+40+5=32685$

2进制转8进制：自右向左，每3位一组，按421码转换。高位不足三位补0

• 1 010 111 010 110 二进制转八进制如下表，最后算出结果为12726

• 4	2	1
  0	0	1
  0	1	0
  1	1	1
  0	1	0
  1	1	0

十六进制

16进制转10进制：从后向前依次展开，16的0次方，16的1次方，16的2次方…，每位相加，例如：

• 0x1A = $16+10=26$
• 15DE = $1(16^3)+5(16^2)+13(16^1)+14=4096+1280+208+14=5598$

16进制转二进制：4位一组一次填充。例如 0X1A的二进制，即00011010如下

二进制转16进制：自右向左，每4位一组，按8421码转换。高位不足三位补0

例如 0001 0011 1111的16进制为，如下表 1 3 F(15)

源码反码补码

源码 (*** true form****), 反码 (1‘s complement) ^[7], 补码 (2‘s complement) ^[8] 是操作系统中存储和计算数据的一种方式

任何数据都以二进制机器码存储与计算机中。对于的机器码，第一位是用来表示正负值的：0是正数，1是负数。故要表示 -2，对应的机器码是 10000010。

机器码不可以直接通过权重展开计算，例如 10000010 为 $1(2^7)+1(2^1)=130$ 。因为第一位是1，所以是负数，接下来计算后一位的权重展开为 $-2$

• 原码：机器码表示的值成为源码：如 43 = 00101011，-43 = 10101011

• 反码：符号位不变，其余位取反：如 43 = 00101011，-43 = 11010100

• 补码：符号位不变，counter code then LSB (least significant bit) + 1：如 43 = 00101011，-43 = 11010101

  • 128	64	32	16	8	4	2	1
    0	0	1	0	1	0	1	1
    1	1	0	1	0	1	0	0+1(如果需要进位则进一位)
    1	1	0	1	0	1	0	1

Note：二进制 10000000 为 -128

反码, 补码 是为了计算和存储正负数诞生的，正如 C语言的数据结构 中 有符号和没符号表示的数值位置不一样。

Reference

^[1] keywords c language

^[2] Arithmetic Operators

^[3] four stages of compilation c

^[4] offline installation visual studio

^[5] difference float double

^[6] data type in c

^[7] 1‘s complement

^[8] 2‘s complement