【C语言学习笔记】（1）

一，c语言总览。

1，c语言被选择的原因

c语言在嵌入式中为主要的高级汇编语言，可直接驱动大多·数的多核心开发板。

嵌入式可以嵌入多种电子设备，帮助设备进行多种策略与行为。

由于嵌入式设备可能没有系统环境只能运行二进制机器语言，大部分需要虚拟机或解释性语言不可用，c是无系统环境嵌入式芯片普片选择。

2，c语言相关要点

环境：编辑器，编译器与编译流程，调试器，ide，(Linux相关)。

语法：数据类型与常变量，格式符（转义符）与运算符（逻辑符），数组与指针，函数与结构体（枚举体，联合体）。

关键字和常用标准函数：判断关键字，循环关键字，特殊关键字，输入输出函数，内存管理函数，数学函数。

二，环境

1.0 编辑器：

用于编辑代码的工具

2.0 编译器：

编译工具链(gcc),

2.1GCC:

广泛多平台，开源，强高，标准致性，集成工具链

2.2 流程及GCC参数：

hello.c(gcc -E)hello.i(-S).s(-C).o/.obj(gcc).exe/.out

• 指定输出文件名：使用-o参数。

  • gcc main.c -o myprogram(不指定则默认为a.out或a.exe)

• 编译最小单位：翻译单元(Translation Unit)，通常指.c源文件+其包含的头文件。

预处理：展头文，删注释，替换宏，理条件

编译：c转汇编（查语法错误）

汇编：汇编转二进制（机器码）

链接：链接多个二进制文件打包为执行文件

2.3文件类型

• .c：源文件(Source File)，包含具体实现。
• .h：头文件(Header File)，包含声明、宏定义、结构体定义。

常见标准头文件：

输入输出（stdio.h）；内存管理（stdlib.h）；字符串（string.h）；数学（math.h）

3.0 IDE：

包含编辑器，编译器，调试器，图形界面等集成环境

三，语法。

1. 0内存与数据表示 (Memory & Data)

1.1 存储单位

• 位(bit)：最小信息单位，0或1。
• 字节(Byte)：最小寻址单位，1 Byte = 8 bits。
• 换算：
  • 1 KB = 1024 B
  • 1 MB = 1024 KB
  • 1 GB = 1024 MB
  • 1 TB = 1024 GB

1.2 进制与转换

十进制：无 (如 10)

二进制：0b开头 (GCC 扩展)

八进制：0 开头 (如 012)

十六进制：0x 开头 (如 0xA5)

ps：1 位十六进制 = 4 位二进制 (地址常用)

• 十转二：除2取余，逆序排列。
• 二转十：按位权展开求和。

1.3 字节序 (Endianness)

• 小端序(Little-Endian)：低地址存低位数据(x86架构常用，主机字节序)。
• 大端序(Big-Endian)：低地址存高位数据(网络传输常用，网络字节序)。

1.4 负数的存储 (补码)

计算机内部统一使用补码进行运算。

1. 原码：最高位为符号位(0正1负)，其余位表示数值。
2. 反码：
   • 正数：同原码。
   • 负数：符号位不变，数值位按位取反。
3. 补码：
   • 正数：同原码。
   • 负数：反码+ 1。

• 8位有符号数范围：-128~127(1000 0000~0111 1111)
• 8位无符号数范围：0~255(0000 0000~1111 1111)

2.0变量

2.1变量的定义：

被命名并存储数据的内存地址，必须先定义或声明后使用；在定义时指定必要的名字类型与最好要有的初始值。

2.2声明：

（修饰关键字）存储类型＋数据类型+名称=初始值（声明在函数外的为全局变量并全局生效，函数内的为局部变量）

2.3变量的修饰关键字：

auto默认只存活本块

const常量不可变

static静态活全程但作用受限（局部变量活全局但任函数可见，全局变量或函数仅本文件可见）

extern全局默认（外部不加，与static互斥）

register寄存（存寄存器里高频访问）

volatile易变（只能从内存读取，中断共享，多线共享，信号处理，底层延迟）

signed有符号；unsigne无符号；Short2字节整数

2.4变量类型

Char1字节字符 bool布尔（默认4字节整数）

int 4字节整数 Longlong8字节整数

Float4字节小数（默认格式科学计数） Double8字节小数

void空

四 格式符转义符与运算（符逻辑）

1.0格式符

%d(%i):有符十进；%u无符十进

%o八进；%x（X大写）16进制

%h短整；%ll长整

%f小数（%[宽度].[精度]f）；%e科学格式；%g自动判断

%c字符（ascll）；%s字符串；%p地址

2.0转义符

\n换行 \r回车 \t 制表 \b退格 \f换页

\a响铃 \v垂表 \\反斜 \'单引 \"双引 \?问号

\0空字

3.0运算符

3.1计算

+加 -减 *乘 /除 %取余（仅整数） =值传递

+=加完赋左 -= 减~~~ *= 乘~~~ /=除~~~

++自增 --自减（前置先加减后用，后反）

3.2逻辑

>大于 >=大于等于 <小于 <=小于等于 ==等于 !=不等于

&&与 ||或 ！非（括弧提升优先级）

3.3位运算

&位与 |位或 ^位异或 ~取反 <<左移 >>右移

a？b：c判断a为真？真b假c

五 数组与指针

1.0数组

数组是一组相同数据类型的元素的集合，这些元素在内存中是连续存储的，并且通过一个唯一的数组名称和索引来访问。数组可以用来存储大量相同类型的数据，避免了定义多个变量的麻烦。（声明:数据类型+数组名[元素个数];访问：数组名[第几个元素]）

int a[5];int b[5]={}; int c[]={1,2,3,4,5}; a[0]=0;

1.1字符数组

char a[5]; char a[5]={'a','b','c','d','e'}; char a[]="abcde";//可以不指定长度

ps：string.h 中strlen,strcpy,strcmp函数用于处理字符串；

1.2二维数组

int a[2][2]={{0,0}, {0,0}};

ps：二位数组在内存上与一维的一样是线性的

2.0指针（内存地址）

2.1内存地址

ps:stdlib.h存放malloc,free,rand,atoi函数用于管理内存

2.2指针的定义：

指针是一个变量，它存储另一个变量的内存地址。变量存储在内存中，每个变量占据一定的内存空间，并有唯一的地址。指针就是用来存储这些地址的变量。

2.3指针的声明，引用，运算：

int a=0; int *p=&a; int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *p = arr;// p指向arr[0] //指针加法 p++;// p指向arr[1]，即&arr[1] int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *p1 = &arr[3];//指向arr[3] int *p2 = &arr[0];//指向arr[0] int diff = p1 -p2;// diff = 3，表示两个元素之间有3个int的距离 if(p1>p2){return 0;}//地址可以比较，高地址比低地址大

2.4二级指针:

指针的指针简单来说就是一个存储另一个指针地址的变量。假设我们有一个普通的指针，它指向某个变量的内存地址。一个指针的指针则指向这个指针的地址，从而形成一种多级引用关系。

int a=0; int *p=&a; int **pp=&p;

2.5常量指针与指针常量

const int *p;//const修饰*，指地址存的不变（指针常量） int * const q;//const修饰变量q，指指针存的地址不变（常量指针）

2.6指针数组与数组指针

int *a[5]={}；//*修饰a[5]，所以是数组指针（指向数组的指针）；*(a[5]) int (*b)[]={};//*修饰的变量b，然后作为同类型变量纯数组里，即指针数组