C语言基础语法总结

1. const关键字声明的常量需要在一个语句中完成

2. C语言把任何非零和非空的值定为 true,把零或null定为false

3. switch :

switch(a){
        case 1:printf("Monday
");
        break;
        case 2:printf("Tuesday
");
        break;
        case 3:printf("Wednesday
");
        break;
        case 4:printf("Thursday
");
        break;
        case 5:printf("Friday
");
        break;
        case 6:printf("Saturday
");
        break;
        case 7:printf("Sunday
");
        break;
        default:printf("error
");
    }

4. 枚举

#include <stdio.h>
 
enum DAY{
      MON=1, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN
} day;
int main(){
    // 遍历枚举元素
    for (day = MON; day <= SUN; day++) {
        printf("枚举元素：%d 
", day);
    }
}

5. 指针就是内存地址，是存放内存地址的变量

#include <stdio.h>
 
int main (){
   int  *ptr = NULL;
 
   printf("ptr 的地址是 %p
", ptr  );
 
   return 0;
}
//ptr 的地址是 0x0
//if(ptr)     /* 如果 p 非空，则完成 */
//if(!ptr)    /* 如果 p 为空，则完成 */

7. 字符串，使用 null 字符  终止的一维字符数组，C编译器会在初始化数组时，自动把放在字符串末尾。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main (){
   char site[7] = {'R', 'U', 'N', 'O', 'O', 'B', ''};
 
   printf("site: %s
", site );

   char str1[14] = "runoob";
   char str2[14] = "google";
   char str3[14];
   int  len ;
 
   /* 复制 str1 到 str3 */
   strcpy(str3, str1);
   printf("strcpy( str3, str1) :  %s
", str3 );
 
   /* 连接 str1 和 str2 */
   strcat( str1, str2);
   printf("strcat( str1, str2):   %s
", str1 );
 
   /* 连接后，str1 的总长度 */
   len = strlen(str1);
   printf("strlen(str1) :  %d
", len );
 
   return 0;
}
//site: RUNOOB
//strcpy( str3, str1) :  runoob
//strcat( str1, str2):   runoobgoogle
//strlen(str1) :  12

//字符串函数
/*
1. strcpy(s1, s2); 复制字符串 s2 到字符串 s1。
2. strcat(s1, s2); 连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。
3. strlen(s1); 返回字符串 s1 的长度。
4. strcmp(s1, s2); 如果 s1 和 s2 是相同的，则返回 0；如果 s1<s2 则返回小于 0；如果 s1>s2 则返回大于 0。
5. strchr(s1, ch); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。
6. strstr(s1, s2); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。
7. memset(str, c, n);返回一个指向存储区str的指针 str-指向要填充的内存块，c-要被设置的值，该值以int形式传递，n-要被设置为该值的字符数。
*/

8. 结构体

#include <stdio.h>

struct Books {
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
} book;

struct B;    //对结构体B进行不完整声明
 
//结构体A中包含指向结构体B的指针
struct A {
    struct B *partner;
    //other members;
};
 
//结构体B中包含指向结构体A的指针，在A声明完后，B也随之进行声明
struct B {
    struct A *partner;
    //other members;
};

//初始化
Books book = {"C 语言", "RUNOOB", "编程语言", 123456};
int main(){
    printf("title : %s
author: %s
subject: %s
book_id: %d
", book.title, book.author, book.subject, book.book_id);

    struct Books Book1;        /* 声明 Book1，类型为 Books */
   /* Book1 详述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;

   /* 输出 Book1 信息 */
   printf( "Book 1 title : %s
", Book1.title);
   printf( "Book 1 author : %s
", Book1.author);
   printf( "Book 1 subject : %s
", Book1.subject);
   printf( "Book 1 book_id : %d
", Book1.book_id);
    
  return 0;  
}

8.1 使用结构指针

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};
 
/* 函数声明 */
void printBook( struct Books *book );
int main( )
{
   struct Books Book1;        /* 声明 Book1，类型为 Books */
   struct Books Book2;        /* 声明 Book2，类型为 Books */
 
   /* Book1 详述 */
   strcpy( Book1.title, "C Programming");
   strcpy( Book1.author, "Nuha Ali"); 
   strcpy( Book1.subject, "C Programming Tutorial");
   Book1.book_id = 6495407;
 
   /* Book2 详述 */
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Zara Ali");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom Billing Tutorial");
   Book2.book_id = 6495700;
 
   /* 通过传 Book1 的地址来输出 Book1 信息 */
   printBook( &Book1 );
 
   /* 通过传 Book2 的地址来输出 Book2 信息 */
   printBook( &Book2 );
 
   return 0;
}
void printBook( struct Books *book )
{
   printf( "Book title : %s
", book->title);
   printf( "Book author : %s
", book->author);
   printf( "Book subject : %s
", book->subject);
   printf( "Book book_id : %d
", book->book_id);
}
/*
Book title : C Programming
Book author : Nuha Ali
Book subject : C Programming Tutorial
Book book_id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Zara Ali
Book subject : Telecom Billing Tutorial
Book book_id : 6495700
*/

9. typedef VS #define

//#define 是 C 指令，用于为各种数据类型定义别名，与 typedef 类似，但是它们有以下几点不同：
//typedef 仅限于为类型定义符号名称，#define 不仅可以为类型定义别名，也能为数值定义别名，比如您可以定义 1 为 ONE。
//typedef 是由编译器执行解释的，#define 语句是由预编译器进行处理的。

#include <stdio.h>
 
#define FALSE 0
#define ONE 1
 
int main( )
{
   printf( "ONE 的值: %d
", ONE );
   printf( "FALSE 的值: %d
", FALSE);
 
   return 0;
}

10. 输入&输出

//C 语言中的 I/O (输入/输出) 通常使用 printf() 和 scanf() 两个函数。
//scanf() 函数用于从标准输入（键盘）读取并格式化， printf() 函数发送格式化输出到标准输出（屏幕）。
//stdio.h 是一个头文件 (标准输入输出头文件) and #include 是一个预处理命令，用来引入头文件。 当编译器遇到 printf() 函数时，如果没有找到 stdio.h 头文件，会发生编译错误。
//long long类型 scanf("%lld",num);//long double -> scanf("%Lf",num);

10.1 getchar()&putchar函数

//int getchar(void) 函数从屏幕读取下一个可用的字符，并把它返回为一个整数。同一时间只会读取一个单一字符，可在循环中使用
//int putchar(int c) 函数把字符输出到屏幕上，并返回相同的字符。同一时间只会输出一个单一字符，可在循环中使用。
#include <stdio.h>
 
int main( )
{
   int c;
 
   printf( "Enter a value :");
   c = getchar( );
 
   printf( "
You entered: ");
   putchar( c );
   printf( "
");
   return 0;
}
/*
当上面的代码被编译和执行时，它会等待您输入一些文本，当您输入一个文本并按下回车键时，程序会继续并只会读取一个单一的字符
Enter a value :runoob

You entered: r
*/

10.2 gets()&puts()函数

//char *gets(char *s) 函数从 stdin 读取一行到 s 所指向的缓冲区，直到一个终止符或 EOF。
//int puts(const char *s) 函数把字符串 s 和一个尾随的换行符写入到 stdout。
#include <stdio.h>
 
int main( )
{
   char str[100];
 
   printf( "Enter a value :");
   gets( str );
 
   printf( "
You entered: ");
   puts( str );
   return 0;
}
/*
被编译和执行时，输入文本并回车，会继续读取一整行直到结束
Enter a value :runoob

You entered: runoob
*/

10.3 scanf()&printf()函数

//int scanf(const char *format, ...) 函数从标准输入流 stdin 读取输入，并根据提供的 format 来浏览输入。
//int printf(const char *format, ...) 函数把输出写入到标准输出流 stdout ，并根据提供的格式产生输出。

10.4 格式化输入输出

/*把"1"输出为"01"*/
//第一种 标准C语言格式输出
#include <stdio.h> //引用标准输出头文件
int main()
{
    int a=1;
    printf("%02d", a ); //%02d中2是指输出字符的最少个数，0是指不足位时前补0，d表示输出一个整数，详情可查阅"c语言printf()函数说明"
    return 0;
}
//第二种 C++格式化输出
#include <iostream> //引用相关输出头文件
#include <iomanip> //引用格式控制头文件
using namespace std ; 
int main()
{
    int a=1;
    cout.setf(ios::right);      //设置对齐方式为右对齐 
    cout.fill('0');             //设置填充方式,不足位补0
    cout.width(2);              //设置宽度为2，只对下条输出有用 
    cout<<a<<endl; 
    return 0;
}

11. 文件读写

12. 预处理

//#define 定义宏 ，使用 #define 定义常量来增强可读性。
//#define MAX_ARRAY_LENGTH 20

#include <stdio.h>// CPP 从系统库中获取 stdio.h，并添加文本到当前的源文件中。 引用系统头文件
#include "myheader.h"// CPP 从本地目录中获取 myheader.h，并添加内容到当前的源文件中。 引用用户头文件

13. 强制类型转换：强制类型转换运算符的优先级大于除法

13.1 整数转浮点数

#include <stdio.h>
 
int main() {
   int sum = 17, count = 5;
   double mean;
 
   mean = (double) sum / count;
   printf("Value of mean : %f
", mean );
 
}
/*
Value of mean : 3.400000
注意：强制类型转换运算符的优先级大于除法。因此 sum 的值首先被转换为 double 型，然后除以 count，得到一个类型为 double 的值。
*/
//int->long->long long ->float -> double ->long double

13.2 数字转为字符串&sprintf()函数

//用法：　此函数调用方式为intsprintf(char *string,char *format,arg_list);

//函数sprintf()的用法和printf()函数一样，只是sprintf()函数给出第一个参数string(一般为字符数组）

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    
    int a,b,sum;
    char s1[20];//分配足够空间
    char s2[20];
    char s3[20];
    scanf("%d %d",&a,&b);
    sum = a + b;
    sprintf(s1,"%d",sum);//字符串地址，第三个参数类型，写入的数据;该函数为清空写入
    sprintf(s2,"%-8d%8d",a,b);//左对齐
    sprintf(s3,"%8x",a);//小写16进制，宽度占8个位置，右对齐
    printf("%s
",s1);
    printf("%s
",s2);
    printf("%s
",s3);
    return 0;
}
/*
输入：-88 8
输出：
-80
-88            8
ffffffa8
*/
 
 //注意：因为C在进行字符串操作时不检查字符串的空间是否够大，所以可能会出现数组越界而导致程序崩溃的问题。所以一定要在调用sprintf之前分配足够大的空间给buf。

14. 递归

//一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。假如兔子都不死，请问第1个月出生的一对兔子，至少需要繁衍到第几个月时兔子总数才可以达到N对？
#include <stdio.h>

int df(int n) {//n表示月份，返回兔子对数 递归满足条件退出和递归调用自身
    if (n==1) return 1;
    else if (n==2) return 1;
    else return df(n-1)+df(n-2);
}

int main() {
    int n,i=1;
    scanf("%d",&n);
    while(1) {
        if (df(i)>=n) break;
        i++;
    }
    printf("%d",i);
    return 0;
}

15. 可变参数 &int,...

//需要使用 stdarg.h 头文件，该文件提供了实现可变参数功能的函数和宏。
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
 
double average(int num,...) {
 
    va_list valist;
    double sum = 0.0;
    int i;
 
    /* 为 num 个参数初始化 valist */
    va_start(valist, num);
 
    /* 访问所有赋给 valist 的参数 */
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
       sum += va_arg(valist, int);
    }
    /* 清理为 valist 保留的内存 */
    va_end(valist);
 
    return sum/num;
}
 
int main() {
   printf("Average of 2, 3, 4, 5 = %f
", average(4, 2,3,4,5));
   printf("Average of 5, 10, 15 = %f
", average(3, 5,10,15));
}
/*
Average of 2, 3, 4, 5 = 3.500000
Average of 5, 10, 15 = 10.000000
*/

16. 动态内存管理

//需要引入 <stdlib.h>头文件
//1. void *calloc(int num, int size);
//在内存中动态地分配 num 个长度为 size 的连续空间，并将每一个字节都初始化为 0。所以它的结果是分配了 num*size 个字节长度的内存空间，并且每个字节的值都是0。
//2. void free(void *address);
//该函数释放 address 所指向的内存块,释放的是动态分配的内存空间。
//3. void *malloc(int num);
//在堆区分配一块指定大小的内存空间，用来存放数据。这块内存空间在函数执行完成后不会被初始化，它们的值是未知的。
//4. void *realloc(void *address, int newsize);
//该函数重新分配内存，把内存扩展到 newsize。
//注意：void * 类型表示未确定类型的指针。C、C++ 规定 void * 类型可以通过类型转换强制转换为任何其它类型的指针。

16.1 动态内存分配(预先不hi的存储的文本长度) 重新调整内存大小和释放内存

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main() {
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 动态分配内存 */
   description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory
");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
    /*假设您想要存储更大的描述信息*/
   description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory
");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   printf("Name = %s
", name );
   printf("Description: %s
", description );
   /* 使用 free() 函数释放内存 */
   free(description);
}
/*
Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th
也可使用calloc(200, sizeof(char));代替
*/
//当动态分配内存时，您有完全控制权，可以传递任何大小的值。而那些预先定义了大小的数组，一旦定义则无法改变大小。

17. 排序算法

17.1 冒泡排序 （英语：Bubble Sort）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，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）错误就把他们交换过来。

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int len) {
    int i, j, temp;
    for (i = 0; i < len - 1; i++)
        for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
}
int main() {
    int arr[] = { 22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70 };
    int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
    bubble_sort(arr, len);
    int i;
    for (i = 0; i < len; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    return 0;
}

17.2 选择排序 选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

void selection_sort(int a[], int len) 
{
    int i,j,temp;
 
    for (i = 0 ; i < len - 1 ; i++) 
    {
        int min = i;                  // 记录最小值，第一个元素默认最小
        for (j = i + 1; j < len; j++)     // 访问未排序的元素
        {
            if (a[j] < a[min])    // 找到目前最小值
            {
                min = j;    // 记录最小值
            }
        }
        if(min != i)
        {
            temp=a[min];  // 交换两个变量
            a[min]=a[i];
            a[i]=temp;
        }
        /* swap(&a[min], &a[i]);  */   // 使用自定义函数交換
    }
}
 
/*
void swap(int *a,int *b) // 交换两个变量
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
*/

17.3 插入排序 

插入排序（英语：Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到 {displaystyle O(1)} {displaystyle O(1)}的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后

挪位，为最新元素提供插入空间。

void insertion_sort(int arr[], int len){
    int i,j,temp;
    for (i=1;i<len;i++){
            temp = arr[i];
            for (j=i;j>0 && arr[j-1]>temp;j--)
                    arr[j] = arr[j-1];
            arr[j] = temp;
    }
}

17.4 希尔排序 

希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。

希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的：

• 插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时，效率高，即可以达到线性排序的效率
• 但插入排序一般来说是低效的，因为插入排序每次只能将数据移动一位

void shell_sort(int arr[], int len) {
    int gap, i, j;
    int temp;
    for (gap = len >> 1; gap > 0; gap = gap >> 1)
        for (i = gap; i < len; i++) {
            temp = arr[i];
            for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap)
                arr[j + gap] = arr[j];
            arr[j + gap] = temp;
        }
}

17.5 归并排序 把数据分为两段，从两段中逐个选最小的元素移入新数据段的末尾。可从上到下或从下到上进行。

/*迭代法*/
int min(int x, int y) {
    return x < y ? x : y;
}
void merge_sort(int arr[], int len) {
    int* a = arr;
    int* b = (int*) malloc(len * sizeof(int));
    int seg, start;
    for (seg = 1; seg < len; seg += seg) {
        for (start = 0; start < len; start += seg + seg) {
            int low = start, mid = min(start + seg, len), high = min(start + seg + seg, len);
            int k = low;
            int start1 = low, end1 = mid;
            int start2 = mid, end2 = high;
            while (start1 < end1 && start2 < end2)
                b[k++] = a[start1] < a[start2] ? a[start1++] : a[start2++];
            while (start1 < end1)
                b[k++] = a[start1++];
            while (start2 < end2)
                b[k++] = a[start2++];
        }
        int* temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
    if (a != arr) {
        int i;
        for (i = 0; i < len; i++)
            b[i] = a[i];
        b = a;
    }
    free(b);
}

/*递归法 */
void merge_sort_recursive(int arr[], int reg[], int start, int end) {
    if (start >= end)
        return;
    int len = end - start, mid = (len >> 1) + start;
    int start1 = start, end1 = mid;
    int start2 = mid + 1, end2 = end;
    merge_sort_recursive(arr, reg, start1, end1);
    merge_sort_recursive(arr, reg, start2, end2);
    int k = start;
    while (start1 <= end1 && start2 <= end2)
        reg[k++] = arr[start1] < arr[start2] ? arr[start1++] : arr[start2++];
    while (start1 <= end1)
        reg[k++] = arr[start1++];
    while (start2 <= end2)
        reg[k++] = arr[start2++];
    for (k = start; k <= end; k++)
        arr[k] = reg[k];
}
void merge_sort(int arr[], const int len) {
    int reg[len];
    merge_sort_recursive(arr, reg, 0, len - 1);
}

17.6 快速排序 在区间中随机挑选一个元素作基准，将小于基准的元素放在基准之前，大于基准的元素放在基准之后，再分别对小数区与大数区进行排序。

/*迭代法*/
typedef struct _Range {
    int start, end;
} Range;
Range new_Range(int s, int e) {
    Range r;
    r.start = s;
    r.end = e;
    return r;
}
void swap(int *x, int *y) {
    int t = *x;
    *x = *y;
    *y = t;
}
void quick_sort(int arr[], const int len) {
    if (len <= 0)
        return; // 避免len等於負值時引發段錯誤（Segment Fault）
    // r[]模擬列表,p為數量,r[p++]為push,r[--p]為pop且取得元素
    Range r[len];
    int p = 0;
    r[p++] = new_Range(0, len - 1);
    while (p) {
        Range range = r[--p];
        if (range.start >= range.end)
            continue;
        int mid = arr[(range.start + range.end) / 2]; // 選取中間點為基準點
        int left = range.start, right = range.end;
        do
        {
            while (arr[left] < mid) ++left;   // 檢測基準點左側是否符合要求
            while (arr[right] > mid) --right; //檢測基準點右側是否符合要求
 
            if (left <= right)
            {
                swap(&arr[left],&arr[right]);
                left++;right--;               // 移動指針以繼續
            }
        } while (left <= right);
 
        if (range.start < right) r[p++] = new_Range(range.start, right);
        if (range.end > left) r[p++] = new_Range(left, range.end);
    }
}

/*递归法*/
void swap(int *x, int *y) {
    int t = *x;
    *x = *y;
    *y = t;
}
void quick_sort_recursive(int arr[], int start, int end) {
    if (start >= end)
        return;
    int mid = arr[end];
    int left = start, right = end - 1;
    while (left < right) {
        while (arr[left] < mid && left < right)
            left++;
        while (arr[right] >= mid && left < right)
            right--;
        swap(&arr[left], &arr[right]);
    }
    if (arr[left] >= arr[end])
        swap(&arr[left], &arr[end]);
    else
        left++;
    if (left)
        quick_sort_recursive(arr, start, left - 1);
    quick_sort_recursive(arr, left + 1, end);
}
void quick_sort(int arr[], int len) {
    quick_sort_recursive(arr, 0, len - 1);
}