1.2 标识符
1.2.1 定义
标识符：用于标识变量名、符号常量名、函数名、类型名、文件名等的有效字符序列；
1.2.2 标识符的命名规则
\1. 标识符只能由字母、数字和下划线三种字符组成，且第一个字符必须为字母或下划线；
\2. C 语言中的标识符大小写敏感；
\3. 用户自定义的标识符不能与关键字同名；
关键字：
1.3.1 定义
关键字：对编译器具有特定含义的标识符，是标识符的一个特殊的集合。C语言内所有的关键字都
是小写。
1.3.2 C**语言中的关键字**
[1] 基本数据类型关键字
void：声明函数无返回值或无参数，声明无类型指针，显示丢弃运算结果。（C89标准新增） char：字符型类型数据，属于整型数据的一种。（K&R时期引入） int：整型数据，表示范围通常为编译器指定的内存字节长。（K&R时期引入） float：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。（K&R时期引入） double：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种。（K&R时期引入） //_Bool:布尔型（C99标准新增） //_Complex:复数的基本类型（C99标准新增） //_Imaginary:虚数，与复数基本类型相似，没有实部的纯虚数（C99标准新增） //_Generic:提供重载的接口入口（C11标准新增）
[2] 类型修饰关键字
short：修饰int，短整型数据，可省略被修饰的int。（K&R时期引入） long：修饰int，长整型数据，可省略被修饰的int。（K&R时期引入） // long long：修饰int，超长整型数据，可省略被修饰的int。（C99标准新增） signed：修饰整型数据，有符号数据类型。（C89标准新增） unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型。（K&R时期引入） // restrict:用于限定和约束指针，并表明指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式。（C99标准新 增）
[3] 复杂类型关键字
struct：结构体声明。（K&R时期引入） union：联合体声明。（K&R时期引入） enum：枚举声明。（C89标准新增） typedef：声明类型别名。（K&R时期引入） sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小。（K&R时期引入） // inline:内联函数用于取代宏定义，会在任何调用它的地方展开。（C99标准新增）
[4] 存储级别关键字
auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放。通常在栈上分配。与static相反。当变量未指定时默认 为auto。（K&R时期引入） static：指定为静态变量，分配在静态变量区，修饰函数时，指定函数作用域为文件内部。（K&R时期引入） register：指定为寄存器变量，建议编译器将变量存储到寄存器中使用，也可以修饰函数形参，建议编译器 通过寄存器而不是堆栈传递参数。（K&R时期引入） extern：指定对应变量为外部变量，即标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数 时在其他模块中寻找其定义。（K&R时期引入） const：指定变量不可被当前线程改变（但有可能被系统或其他线程改变）。（C89标准新增） volatile：指定变量的值有可能会被系统或其他线程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值，阻止 编译器把该变量优化成寄存器变量。（C89标准新增）
[5] 流程控制关键字
1）跳转结构
return：用在函数体中，返回特定值（如果是void类型，则不返回函数值）。（K&R时期引入） continue：结束当前循环，开始下一轮循环。（K&R时期引入） break：跳出当前循环或switch结构。（K&R时期引入） goto：无条件跳转语句。（K&R时期引入）
2）分支结构
if：条件语句，后面不需要放分号。（K&R时期引入） else：条件语句否定分支（必须与if连用）。（K&R时期引入） switch：开关语句（多重分支语句）。（K&R时期引入） case：开关语句中的分支标记，与switch连用。（K&R时期引入） default：开关语句中的“其他”分支，可选。（K&R时期引入）
-
循环结构
for：循环（K&R时期引入） while：循环（K&R时期引入） do while
变量和常量
常变量
const
字符变量：
char s = 'a';
sizeof(char) = 1;
程序结构和过程控制
C语言程序结构
-
顺序结构
-
选择结构
-
循环结构
① *顺序结构**：***就是指按照语句在程序中的先后次序一条一条的顺次执行，且每个语句都会被执行到。先执行A模块，再执行B模块。
② *选择结构：*选择语句又称为*分支语句*，它通过对给定的条件进行判断，从而决定执行两个或多个分支中的哪一支。 当条件P的值为真时执行A模块，否则执行B模块。
③ *循环结构：*是在某些条件的控制下重复执行一段代码语句，让程序“杀个回马枪”，当满足循环条件时执行循环语句，否则不执行循环语句。
选择(分支)结构：
if(表达式：true/false){
语句1；
}
如果表达式的值为true，则执行语句1
如果表达式的值为false，则跳过该if语句，执行后续语句
2.1.2 双重分支结构
如果 if 表达式的值为true（非0），将执行 if 语句（一个或一组）后的语句块。如果 if 表达式值为false（0），那么控制权将交给else 表达式后面的语句。else语句是可选的。 仅当 if 表达式的值为false时，才会执行else后的语句或语句序列。
// 仅当 表达式1 的值为true才会执行语句1,如果表达式的值为false,则执行else中的语句2
if(表达式1){
语句1;
}
else{
语句2；
}
2.1.3 多重分支结构
首先判断条件1是否为真，若为真，则执行语句1并跳出，若为假则继续判断条件2是否为真，若条件2为真则执行语句2并跳出，否则继续判断条件3。以此类推。
if(表达式1){
语句-1;
}
else if(表达式2){
语句-2;
}
else if(表达式3){
语句-3;
}
else{
语句-4;
}
示例3：
程序输入成绩，为0~100之间的整数。之后输出成绩代表的分数段：
90~100为优，80~89为良，70~79为中，60~69为及格，0~59为不及格，其他则输出错误信息.
int main(){
int nScore;
while(1){
printf("请输入学生成绩: ");
scanf("%d", &nScore);
if(nScore >= 90 && nScore <= 100){
printf("优秀!\n");
}
else if(nScore < 90 && nScore >= 80){
printf("良好!\n");
}
else if(nScore < 80 && nScore >= 70){
printf("中等!\n");
}
else if(nScore < 70 && nScore >= 60){
printf("及格!\n");
}
else if(nScore < 60 && nScore >= 0){
printf("不及格!\n");
}
else{
printf("输入错误,请重新输入!\n");
}
}
return 0;
}
2.1.4 if语句嵌套使用
在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句嵌套，其形式一般如下：
需要注意的是if和else的配对问题，一个匹配原则：在嵌套if语句中,else总与它上面最近的if配对
示例4：
输入一个整数，判断这个整数是正整数、0还是负整数
int main(){
printf("请输入一个整数: ");
int n;
while(1){
scanf("%d", &n);
// if(n>0){
// printf("正数!\n");
// }
// else if(n<0){
// printf("负数!\n");
// }
// else{
// printf("%d\n", n);
// }
if(n>0){
printf("正数!\n");
}
else{
if(n<0){
printf("负数!\n");
}
else{
printf("%d\n", n);
}
}
}
return 0;
}
练习1：输入一个年份（正整数），判断这年是否是闰年
闰年判断标准：年份能被4整除；如若遇到100的倍数，则需判断年份能否被400整除。（逢4一闰，逢百不闰，逢400又闰）如1900年是不是闰年，1904年是闰年，2000年是闰年
多分支结构
if-else语句只能判断2个分支，若要判断多个分支则需要if-else的多次使用或嵌套使用，程序会变得很复杂，可读性差。switch是多分支选择语句。通过switch()的多分支判断可以简便地实现多分支选择结构
switch()语句的一般形式如下：
switch(表达式){
case 常量表达式1:
语句-1;
break; // 如果break不写,会顺序执行,每个case都会执行一次
case 常量表达式2:
语句-2;
break;
case 常量表达式3:
语句-3;
break;
case 常量表达式4:
语句-4;
break;
default:
语句-5;
break; // 可写可不写
}
说明：
[1] switch(表达式)表达式的值应是一个整数（包括字符数据）
[2] switch()下的{}是一段语句块，这段语句包含若干个以case开头的语句块和至多一个以default开头的语句块
[3] case后需要一个常量（或常量表达式）。
首先判断switch(表达式)的表达式的值，之后与各个case之后的值进行比对，如果某个case后的值与表达式的值相同，则跳转到此case语句；如果所有的case都不匹配，则跳转到default后的语句。
[4] 可以没有default语句。若没有default语句，则如果没有匹配的case，则程序不执行任何语句
[5] 每个case语句后的常量值必须各不相同，否则会发生互相矛盾现象
示例：程序输入成绩，为0~100之间的整数。之后输出成绩代表的分数段（用switch语句完成）：
90~100为优，80~89为良，70~79为中，60~69为及格，0~59为不及格，其他则输出错误信息
循环结构
什么是循环？
循环是程序中重复执行，直到满足指定条件才停止的一段代码;
C语言中，控制循环执行的条件在编码时用到了关系和逻辑运算符;
如果一直循环，无法退出则成为了死循环。
3.1 while循环
while循环在执行循环前检查条件,条件表达式一般为关系表达式或者逻辑表达式。只要表达式为真循环就会迭代，否则退出循环。循环体可以是空语句、一个简单的语句或语句块，如果while循环中包含一组语句，必须用｛｝括起来
// 如果表达式的值为真,则执行语句1,否则就不执行语句
while(表达式){
语句1; //
}
while(表达式){} // 空循环
while(表达式); // 空循环
// 如果while循环中只有一句语句,则不需要加大括号(不推荐)
while(表达式)
语句2;
// 如果while循环中有一个语句块(不止一个语句),则必须要加大括号将语句块括起来
while(表达式){
语句3;
语句4;
...
}
3.2 do-while循环
先执行一次指定的循环体语句，然后判别表达式，当表达式的值为非零(“真”) 时，返回重新执行循环体语句，如此反复，直到表达式的值等于0为止，此时循环结束；while后面的分号不能省略：do {} while();
do{
循环体;
}while(表达式);
示例：求1+2+3+……+100=?
int main(){
int sum = 0, i = 0;
do{
sum += i;
i++;
}while(i<=100);
printf("sum = %d\n", sum);
return 0;
}
3.3 for循环
for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
循环体; // 如果循环体只有一句话,则大括号可以省略(不推荐),否则大括号必须存在
}
表达式1：循环的初始条件，只执行一次。可以为0个、1个或多个变量设置初值
表达式2：判断循环结束的条件。在每次执行循环体前判断此表达式，若表达式为真则进入循环，否则不执行循环
表达式3：作为循环的调整（即改变循环状态），在执行完循环体之后执行
注意:
[1] for()括号内的3个表达式的分隔符是分号 ";" 不是逗号 " , "
[2] for()括号内的3个表达式都可以同时省略，但是不能省略分号 ";"，当省略表达式2时，程序将陷入死循环。
示例：求1+2+3+……+100=?
int main(){
int sum = 0;
// C99/C11支持这么写
// i=1,设置这个循环的初始值(注意:这个部分只执行一次)
// i<=100, 设置这个循环的结束条件(循环体执行之前需要先判断)
// i++,改变整个循环的状态(等到循环体结束之后,再执行该语句)
for(int i = 1; i <= 100; i++){
sum += i;
}
printf("sum = %d\n", sum);
return 0;
}
示例: 用for循环求奇数和，偶数和
#include <>
int main(){
int sum = 0;
int sum2 = 0;
for(int i=0; i<=100; i++){
if(i%2==0){ // 偶数
sum = sum + i;
}
else{
sum2 = sum2 + i;
}
}
printf("偶数和:sum = %d\n", sum);
printf("奇数和:sum2 = %d\n", sum2);
return 0;
}
死循环：
while(1){}
while(1);
do{}while(1);
for循环的死循环：for(;;);
4.其他控制语句
4.1 break
break语句的用途：
用于在 switch 语句中终止case。
用来从循环体内跳出循环体，即提前结束循环，接着执行循环下面的语句。
注意：
break语句不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句中。
多层循环中，break只向外跳一层
示例：从r=1开始，输出所有半径是正整数的圆的面积，直至出现面积大于100为止
4.2 continue
continue语句的作用：
结束本次循环，即跳过循环体中下面尚未执行的语句，接着进行下一次是否执行循环的判定.
注意：
在while循环和do…while循环中，程序控制权传递给条件测试语句；
在for循环中，continue影响循环的增量部分，然后执行条件测试；
/**
* 输出100-200以内所有不能被3整除的整数
*/
int main(){
// for(int i=0; i<=30; i++){
// if(i%3){
// printf("%d ", i);
// }
// }
for(int i=100; i<=200; i++){
if(i%3 == 0){
continue;
}
printf("%d ", i);
}
printf("\n");
return 0;
}
4.3 return（有关return语句的用法将在函数课程中详细讲解）
return语句说明:
结束当前函数，并将返回值返回给函数调用的位置。
return语句的用法：
return 返回值;
其中返回值由函数类型决定。如main()函数是int类型，则需要返回一个整数。如果函数是void类型则无需写返回值。
注意：
表达式是可选的。一个函数中可以使用多个return语句，但是遇到第一个return语句时返回
4.4 goto
goto语句说明:
goto语句为无条件转向语句；
goto语句的用法：
goto 标签;
当执行到goto语句时，程序会跳转到同一函数内goto语句所指向的标号处，例如下图，goto语句执行后，程序会自动跳转到label_1标签处。标签的命名规则与C语言标识符的命名规则相同。
实例：
用goto语句实现1+2+3....+100？
int main(){
int sum;
label:
// ...注意:在同一个函数内
goto label;
return 0;
}
注意：
用不用goto一直是一个著名的争议话题，滥用goto语句会使程序无规律、可读性差。goto语句违背了C语言的模块化编程的基本思想，因此goto语句不推荐使用。
Linux内核源代码中对goto的应用非常广泛，但是一般只限于错误处理中。
1.一维数组及相关概念
我们之前所学过的数据类型都属于基本数据类型（整型、浮点型、字符型）。实际上C语言不仅仅可以操作基本数据类型，还可以操作构造数据类型（如结构体、数组等）。
1.1 什么是数组
数组（Array）是一组 有序的、类型相同的数据的集合，这些数据被称为数组的元素（Element）。
1.2 一维数组的定义
数组定义的语法：
存储类型 数据类型 数组名[数组长度] ;
说明：
l 存储类型：auto，register，static，extern。若省略，相当于auto
l 数据类型：可以是任何一种基本数据类型或构造数据类型
l 数组名：每个数组都有一个名字，我们称之为数组名。数组名代表数组的起始地址。数组名应当符合标识符的命名规则，即以字母、数字、下划线组成，但不能以数字开头。
l 数组长度：所包含的数据的个数称为数组长度（Length）。
数组长度一般只能是常量和常量表达式（但在C99新增了变长数组VLA）
示例：一个拥有10个元素的int型数组a
int a[10];
注意：数组必须先定义后使用1.3一维数组元素的引用
C语言规定数组必须逐个元素引用，不能整体引用。
数组元素由索引或下标（Index）标识，索引或下标从0开始。
数组元素的表示方法：
数组名[下标]
例如：int a[10];
其元素是a[0]、a[1]、a[2]、a[3]、a[4]、a[5]、a[6]、a[7]、a[8]、a[9]
注意：C语言对数组不作越界检查，使用时要注意
1.4 一维数组内存分配
数组在定义后，就在内存中划分了一块连续的空间用于存储数组。以int a[n]为例（n大于0）：这块空间的大小是sizeof(int)*n，划分成n块来顺序存储a[0]~a[n-1]。数组名代表这块空间的首地址（也就是a[0]的地址）
示例：定义一个数组，反序输出
int arr[10] = {};
在数组中输入10个元素
练习1：输入数字n，使用数组存储斐波那契数列前n项，并输出
练习2：从键盘输入10个学生的成绩，如果遇到大于100或者小于0的成绩需要提示输入错误重新输入。之后计算10个学生的总成绩和平均成绩。
#include <>
int main(){
int score[10];
for(int i=0; i<10; i++){
scanf("%d", &score[i]);
if(score[i] < 0 || score[i] > 100){
printf("分数输入错误,请重新输入!\n");
i--;
continue;
}
}
int totalScore = 0; // stack -- 随机值
for(int i=0; i < 10; i++){
totalScore += score[i];
}
printf("学生总分为: %d\n", totalScore);
printf("平均成绩为: %f\n", (float)totalScore/10);
return 0;
}
1.6 变长数组
C99新增了变长数组（variable-length array, VLA）,允许使用变量表示数组的长度。
例如：
int lenth = 5; int array[lenth];
注意：变长数组不能改变大小
变长数组中的”变”不是指可以修饰已创建数组的大小，一旦创建了变长数组，它的大小则保持不变。这里的”变”指的仅仅是：在创建数组时，可以使用变量指定数组的长度。
1.7 一维数组使用实例
1.7.1冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
算法描述：
① 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大（小），就交换它们两个；
② 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大（小）的数；
③ 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
④ 重复步骤1~3，直到排序完成。
示例：从键盘输入10个各不相同的整数，存储在数组中，使用冒泡排序法将数组排序并输出
#include <>
#define Max 10
int main(){
int arr[Max], tmp;
printf("请输入10个数:\n ");
for(int i=0; i<Max; i++){
scanf("%d", &arr[i]);
}
// 1. 从数组中找出最大的元素(设置第一个元素为最大的元素)
for(int i=0; i<Max-1; i++){
for(int j=0; j<Max-1-i; j++){
if(arr[j] > arr[j+1]){
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = tmp;
}
}
}
printf("排序完成: ");
for(int i=0; i<Max; i++){
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
2. 二维数组及相关概念
在实际问题中有很多数据是二维的或多维的，因此 C 语言允许构造多维数组。
2.1多维数组
一维数组只有一个下标。具有两个或两个以上下标的数组称为多维数组（multidimensional array）。
其说明的一般形式如下：
<存储类型> <数据类型> <数组名>…[<常量表达式n>] ；
例如：double b3[5]; //定义了一个三维双精度实型数组b
2.2 二维数组的定义
二维数组的声明方式：
数据类型 数组名常量表达式；
示例：
int a2; //定义一个2*3的二维int型数组
float f3; //定义一个3*4的二维float型数组
2.3 二维数组的存储方式
二维数组常常被称为矩阵（matrix）。把矩阵想成行(row)和列(column)的排列方式，更有助于形象化地理解二维数组地逻辑结构。
虽然二维数组在概念上可以理解是二维的，其下标在两个方向上变化，有行和列的说法。但是内存却是连续编址的，按一维线性排列的。如何在一维的存储器中存放二维数组？
存储形式：二维数组在内存中是按行的顺序存放的，即先存放第一行的元素，再存放第二行的元素,……。
2.4 深入理解多维数组（二维数组）
在C语言中我们可以将二维数组视为一种特殊的一维数组，它的元素又是一个一维数组。例如，上图的二维数组 int a3。可以理解成由三个元素a[0]，a[1]，a[2]组成的数组，每个元素a[i]是包含四个元素的一维数组：
因此在C语言中的多维数组其实就是元素为数组的数组。n 维数组的元素是 n-1 维数组。例如，二维数组的每个元素都是一维数组，一维数组的元素当然就不是数组了。
示例：char screen10[80]; // 一个三维数组
数组 screen 包含 10 个元素，从 screen[0] 到 screen[9]。每个元素又是一个二维数组，它有 40 个元素，这 40 个元素均是一维数组，然后每个一维数组内都有 80 个字符。整体来说，screen 数组有 32000（10×40×80）个 char 类型元素。
2.5 二维数组元素的引用及初始化
2.5.1二维数组元素的引用
数组名行下标
例如：ary1 = 12;
2.5.2 分行初始化
分行给二维数组赋值。例如：
int a3={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
每行的元素使用花括号分隔开，中间用逗号分隔开，如果有未写的则默认为0。
2.5.3 线性初始化
把所有的元素都写在一个花括号内，这样会按照数组在内存中的存储顺序给二维数组赋值。例如：
int a3={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
类似于一维数组，如果有未写的则默认为0。
2.5.4 全部元素初始化
可以提供全部元素的初值，这样常量表达式1（即第一个下标）可以缺省不写，系统会根据输入的多少来计算行数。但常量表达式2（即第二个下标）不可缺省。例如：
int a={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
则系统自动计算出这个二维数组是a3。
注意：第一维的长度可以省略，但是第二维长度不能省，例如：
int a3={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
编译程序时，会有语法错误
2.6 二维数组程序实例
示例：自定义一个3*4的矩阵，输出矩阵中值最大的元素，并输出其数组下标
#include <>
#define row 3
#define col 4
int main(){
int arr[row][col] = {1,4,7,2,5,8,3,6,9,11,10,0};
int nMax = arr[0][0];
int x, y;
for(int i=0; i<row;i++){
for(int j=0; j<col; j++){
if(nMax <= arr[i][j]){
nMax = arr[i][j];
x = i;
y = j;
}
}
}
printf("最大值为: arr[%d][%d] = %d\n", x, y, nMax);
return 0;
}