C语言基础语法

基础语法

一、前言

1.1 概述

1.1.1 学嵌入式用C语言的理由

优势	一句话解释
直接控制	用指针和位操作直接命令硬件，像操作开关一样精准。
高效精简	代码小，速度快，资源占用极低，最适合资源有限的单片机。
通用标准	行业“普通话”，所有芯片和官方库都支持，代码可跨平台复用。
生态成熟	遇到任何问题，都有海量的现成代码、项目和教程可用。

1.1.2 C语言的标准

标准版本	发布年份	发布组织	主要特点与新增功能
C89 / C90	1989 / 1990	ANSI / ISO	• 奠定基础：确立了第一个官方 C 语言标准，成为通用基石。
C99	1999	ISO/IEC	• 功能扩展： - inline 内联函数 - 变量声明位置更灵活 - 变长数组 (VLA)
C11	2011	ISO/IEC	• 现代化： - 增强与 C++ 的兼容性 - 官方多线程支持 (<threads.h>) - 泛型表达式 (_Generic)

1.2 编程环境搭建

• 编译器：gcc

• 集成开发环境：

（1）Trae

• 国内首个 AI 原生 IDE，内置豆包 1.5 Pro 和 DeepSeek R1/V3 双模型

（2）Visual Studio​

下载：前往 Visual Studio 官网（visualstudio.microsoft.com/）下载安装程序。在下载… 安装：运行安装程序，在安装选项中，务必勾选 “C++ 桌面开发” 工作负载，因为它包含了 C 语言的编译器等开发工具。安装过程可能需要一些时间，安装完成后启动 Visual Studio。

（3）Visual Studio Code​ 安装：从 Visual Studio Code 官网（code.visualstudio.com/）下载并安装。​ 配置 C/C++ 插件：打开 VS Code，点击左侧的扩展图标，搜索 “C/C++” 插件，选择由 Microsoft 官方发布的进行安装。安装完成后，VS Code 会自动检测已安装的 GCC 编译器（前提是环境变量配置正确），即可用于 C 语言开发。它具有智能代码补全、语法高亮、代码导航、调试支持等强大功能。

1.3 语言分类介绍

• 编译型语言：C、C++
• 解释型语言：Python、JS

1.4 C语言编译器介绍

版本	核心本质	目标与特点	产物依赖	来源
GCC	跨平台编译器	跨平台的标准编译器	标准库	GNU 项目
MinGW	原生Windows移植版	轻量级，编译原生 Windows 程序	Windows API (msvcrt.dll)	MinGW 项目
Cygwin	POSIX 模拟环境	在 Windows 上模拟 POSIX (类 Linux) 环境	需依赖 cygwin1.dll	Cygwin 项目
MSVC	Windows 官方编译器	微软官方，与 Visual Studio 深度集成	MSVC 运行时库 (VCRUNTIME)	微软

二、基础语法

2.1 第一个C语言程序

（注释掉后，注释部分程序就不会运行）

• 行注释 //
  • 快键键 ctrl+/
• 块注释 /**/
  • 快捷键 shift+alt+a

 #include <stdio.h>//头文件
 int main()   //主函数
 {
     printf("hello world\n");//打印输出
     return 0;
 }

这是一个最基本的c语言程序，可以先看着自己多打几遍，然后确保不看能完整写出来。

2.2 数据类型

在 C 语言中，数据类型是程序设计的基础，它定义了变量或表达式可以存储的数据种类、范围的范围以及可进行的操作。数据类型的核心作用和意义主要体现在以下几个方面： （1）内存管理 不同数据类型占用的内存空间不同（如char占 1 字节，int通常占 4 字节）。编译器根据数据类型分配相应大小的内存，避免内存浪费或不足。例如：

char c;  // 分配1字节内存
int i;   // 分配4字节内存

（2）限定数据范围与精度 数据类型决定了变量能表示的数值范围或数据形式： 整数类型（short、int、long）有不同的取值范围 浮点类型（float、double）区分精度（float约 6-7 位有效数字，double约 15-17 位） 字符类型（char）专门用于存储 ASCII 字符

2.2.1 变量的语法

• 变量在使用前必须先定义，定义变量前必须有相应的数据类型；

• 在程序运行过程中，其值可以改变；

• 

#include <stdio.h>

int main()
{
	//const修饰常变量
	const int a = 10;//const修饰a后，a变为常变量，不可再赋值改变，但本质仍然是变量
	//int arr[a] = { 0 };//数组内需要使用常量
	
	
	
	//#define 定义的标识符常量
#define max 100 //#define 定义的标识符常量,定义max等价于值100
#define abd "hmj" //#define 定义的标识符常量,定义abc等价于字符串hmj
	int b = max;//给b赋值100
	printf("%d\n",b );//会输出100
	printf("%s\n",abd);//会输出hmj
	
	
	
	//枚举常量
	enum color
	{
		ren,blue,green
	};
	enum corol c = ren;
	enum corol d = green;;
	printf("%d\n",c);//枚举常量数值默认是从0开始
	printf("%d\n",d);
	return 0;
}

2.2.2 命名规则和规范

标识符是用户编程时使用的名字， 用于给变量、 函数、 结构体等命名

• 命名规则

  • 规则：规则是一定要遵循，不遵循就报错

    • 由数字, 字母, 下划线_组成

    • 不能使用数字开头

    • 不能使用关键字

    • 严格区分大小写

  • 关键字(这个不用记)：已经占用的名字，用户起名不能和关键字重名

• 命名规范：可以不遵循，只是一个建议，建议英文的见名知意

  • 大驼峰：每个单词首字母大写, 例如: MyFirstName

  • 小驼峰：第二个单词开始首字母大写, 例如: myFirstName

  • 下划线命名：每个单词之间使用下划线连接, 例如: my_first_name

2.2.3 char类型

• char的本质就是一个1字节大小的整型，一个字符对应一个ASCII 编码数字

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char hmj = 'a';//字符类型char，定义hmj为字符’a‘
	char arr1[] = "humengjie";//在字符串humengjie后面有个\0结束标志,长度为10
	char arr2[] = { 'h','u','m','e','n','g','j','i','e' };//长度为9，但是由于没有\0结束标志，输出时,会有乱码
	char arr3[] = { 'h','u','m','e','n','g','j','i','e','\0'}; //长度为10
	printf("%s\n", arr1);//输出humengjie
	printf("%s\n", arr2);//输出humengjie烫烫烫乱码
	printf("%s\n", arr3); //有结束标志'/0',输出humengjie
	printf("%d\n", sizeof(arr1));//arr1长度为10
	printf("%d\n", sizeof(arr2));//arr2长度为9
	printf("%d\n", sizeof(arr3));//arr3长度为10
	printf("%d\n", strlen(arr1));//sizeof：关注内存占用，包含终止符，编译时确定。
	                             //strlen：关注字符串内容，不含终止符，运行时遍历。
	printf("%d\n", strlen(arr2));
	return 0;
}

2.2.4 bool类型

• 早期C语言没有布尔类型数据，以0代表逻辑假，非0代表逻辑真
• C99标准定义了新的关键字_Bool，提供了布尔类型，或者也可以使用

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main() {
    bool flag=true;//bool类型只有0和1
    printf("%d\n",flag);
    flag=false;
    printf("%d\n",flag);
    printf("%d\n",(bool)-100);//  ‘（bool）转换类容’，，非0为true，0为false
    return 0;
}

`

2.2.5 数据类型长度(大小)

• 数据类型的作用：编译器预算数据分配的内存空间大小。

• 通俗理解为：数据类型是用来规范内存的开销，约定数据在内存中的格式，便于存储。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
int main()
{
//sizeof(数据类型)可以用于获得类型长度
	printf("%d\n", sizeof(int));      //4
	printf("%d\n", sizeof(char));     //1
	printf("%d\n", sizeof(long));     //4
	printf("%d\n", sizeof(long long));//8
	printf("%d\n", sizeof(float));    //4
	printf("%d\n", sizeof(double));   //8
	return 0;

}

• bit(比特)

  • 一个二进制代表一位，一个位只能表示0或1两种状态。

• Byte(字节)

  • 一个字节为8个二进制，称为8位，计算机中存储的最小单位是字节。

• 使用sizeof查看数据长度 ○ 长度在不同平台是不一样。

• 数据溢出

#include <stdio.h>

int main() {
    char temp1;//有符号取值范围为-128-127
    unsigned char temp2;//无符号取值范围为0-255
    temp1=128;//超出范围后会从头计算，数据溢出
    temp2=256;
    //%d默认四字节打印
    printf("%d\n",(char)temp1);
    //%u无字符打印输出
    printf("%u\n",(unsigned char)temp2);
    return 0;
}

2.2.6 可移植的类型

• 为了更好的兼容不同平台，在使用数据类型时会采用可移植的类型，这些类型可以确保在不同的平台下稳定的运行。

• C语言在可移植类型 stdint.h 和 inttype.h 中规定了精确宽度整数类型，以确保C语言的类型在各系统内功能相同。

2.2.7 常量

• 与变量不同，常量的值在程序运行时不会改变

  分类	举例
  整型常量	100，200，-100，0
  实型常量	3.14 ， 0.125，-3.123
  字符型常量	'a', 'b', '1'
  字符串常量	"a", "ab"，"12356"

• 自定义常量

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#define max 200 // 宏定义，将max定义为100，后面出现的max都将替换为100
int main()
{
    uint8_t a;  // 8位  等价于 unsigned char
    int8_t;     // 等价于 char
    uint32_t a; // 32位  等价于 unsigned int
    int32_t;    // 等价于 int

    int temp = max;
    printf("temp=%d\n", temp);
    const int h = 100;
    // a=200;//const修饰后为只读，不能改变
    return 0;
}

• 宏替换

#include <stdio.h>
#define temp a
#define abc int
int main() {
    int a=10;
    temp=123;//相当于a=123
    printf("%d\n",a);
    abc b=20;//相当于int b=20
    printf("%d",b);
    return 0;
}

2.3 数值表示

2.3.1 C语言表示进制数

进制	描述
十进制	以正常数字1-9开头，如15
八进制	以数字0开头，如017
十六进制	以0x或0X开头，如0xf
二进制	以0b或0B开头，如0b1111

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main()
{
    uint8_t a, b, c, d;
    a = 15;    //十进制表示15
    b = 017;   //八进制表示15
    c = 0xf;   //十六进制表示15
    d = 0b1111;//二进制表示15
    printf("10进制数表示：%d,%d,%d,%d\n", a, b, c, d);
    printf("8进制数表示：%o,%o,%o,%o\n", a, b, c, d);
    printf("16进制数表示：%x,%x,%x,%x\n", a, b, c, d);
    printf("16进制数表示：%X,%X,%X,%X\n", a, b, c, d);
    printf("16进制数表示：%#x,%#x,%#x,%#x\n", a, b, c, d);
    return 0;
}

2.3.2 数值存储方式(了解)

计算机底层都是存储数据都是采用二进制，但二进制也有几种，比如：原码、反码、补码。

2.3.2.1 原码

一个数的原码(原始的二进制码)有如下特点：

• 最高位做为符号位，0表示正,为1表示负

• 其它数值部分就是数值本身绝对值的二进制数

• 负数的原码是在其绝对值的基础上，最高位变为1

下面数值以1字节的大小描述：

十进制数	原码
+15	0000 1111
-15	1000 1111
+0	0000 0000
-0	1000 0000

2.3.2.2 反码

• 对于正数，反码与原码相同
• 对于负数，符号位不变，其它部分取反(1变0,0变1)

十进制数	反码
+15	0000 1111
-15	1111 0000
+0	0000 0000
-0	1111 1111

2.3.2.3 补码

在计算机系统中，数值一律用补码来存储。

补码特点：

• 对于正数，原码、反码、补码相同

• 对于负数，其补码为它的反码加1

  • 补码符号位不动，其他位求反，最后整个数加1，得到原码

十进制数	补码
+15	0000 1111
-15	1111 0001
+0	0000 0000
-0	0000 0000

#include <stdio.h>

int main()
{
    // int大小为4字节，32位
	int  a = -15;

	printf("%x\n", a);
	//结果为 fffffff1  补码
	//fffffff1对应的二进制：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0001  补码
	//符号位不变，其它取反：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1110    反码
	//上面加1：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111  最高位1代表负数，就是-15  原码

	return 0;
}

2.3.2.4 补码的意义

在计算机系统中，数值一律用补码来存储，主要原因是：

• 统一零的编码
• 将减法运算转变为加法运算

示例1：用8位二进制数分别表示+0和-0

十进制数	原码
+0	0000 0000
-0	1000 0000

十进制数	反码
+0	0000 0000
-0	1111 1111

不管以原码方式存储，还是以反码方式存储，0也有两种表示形式。为什么同样一个0有两种不同的表示方法呢？

但是如果以补码方式存储，补码统一了零的编码：

十进制数	补码
+0	0000 0000
-0	10000 0000 由于只用8位描述，最高位1丢弃，变为0000 0000

**示例2：**1个字节大小计算9 - 6的结果

以原码方式相加：

十进制数	原码
9	0000 1001
-6	1000 0110
15	1000 0011

结果为-15，不正确。

以补码方式相加：

十进制数	补码
9	0000 1001
-6	1111 1010
3	10000 0011

最高位的1溢出，剩余8位二进制表示的是3，正确。

三、输出和输入

3.1 输出

格式化占位符

打印格式	对应数据类型	含义
%c	char	字符型，输入的数字按照ASCII码相应转换为对应的字符
%d	int	接受整数值并将它表示为有符号的十进制整数
%u	unsigned int	无符号10进制整数
%ld	long	接受长整数值并将它表示为有符号的十进制整数
%f	float	单精度浮点数
%lf	double	双精度浮点数
%s	char *	字符串。输出字符串中的字符直至字符串中的空字符（字符串以'\0‘结尾，这个'\0'即空字符）
%x,%X	unsigned int	无符号16进制整数，x对应的是abcdef，X对应的是ABCDEF

#include <stdio.h>

int main()
{
    char ch = 'a';//1字节
    printf("%c\n", ch);
    short a = 12;//2字节
    printf("%hd\n", a);
    int b = 123;//4字节
    printf("%d\n", b);
    unsigned int c = 155;
    printf("%u\n", c);
    long d = 1345;
    printf("%ld\n", d);
    float pi1 = 3.14;
    double pi2 = 3.14159;
    printf("%f\n", pi1);//默认输出小数点后6位
    printf("%lf\n", pi2);
    printf("%.2f\n", pi1);//%.2表示在小数点后面保留两位数字
    printf("%.5lf\n", pi2);//%.5表示在小数点后面保留五位数字
    return 0;
}

3.2 输入

#include <stdio.h>

int main() {
    int a,b,c;
    printf("请输入：");

//scanf主要作用是从标准输入设备（通常是键盘)读取数据，并按照指定的格式将数据存储到变量中
    scanf("%d,%d",&a,&b);
//第一个是格式控制字符串，指定了输入数据的类型和格式（如 %d 表示整数，%f 表示浮点数）。
//后续参数是要存储输入数据的变量地址（需使用 & 取地址符，指针变量除外）。
   

    printf("c的值为%d\n",a+b);
    return 0;
}

注意：在终端输入数据时需要和（scanf("%d,%d",&a,&b);）中%d,%d格式一样，比如：

函数	终端
%d,%d	1,1
%d %d	1 1

3.3 案例

• 从键盘输入一个圆形的半径，输出圆的周长和面积

• 思路步骤 1.定义常量pi 2.定义半径变量r 3.输入半径 4.求周长和面积, * 为乘以运算符 5.输出周长和面积

#include <stdio.h>
#define pi 3.14
int main() {
    float r;
    printf("请输入半径：");
    scanf("%f",&r);
    //周长
    double len=r*pi*2;
    //面积
    double area=r*r*pi;
    printf("周长为：%.2lf,面积为：%.2lf",len,area);
    return 0;
}

四、运算符

• 运算符就是在各种运算中起到特定作用的符号
• 一般情况下， 用哪个运算符， 现查现用即可

4.1 算术运算符

运算符	术语	示例	结果
+	加	10 + 5	15
-	减	10 - 5	5
*	乘	10 * 5	50
/	除	10 / 5	2
%	取模(取余)	10 % 3	1
++	前自增	a=2; b=++a;	a=3; b=3;
++	后自增	a=2; b=a++;	a=3; b=2;
--	前自减	a=2; b=--a;	a=1; b=1;
--	后自减	a=2; b=a--;	a=1; b=2;

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("5+2=%d\n",5+2);
    printf("5-2=%d\n",5-2);
    printf("5*2=%d\n",5*2);
    printf("5/2=%d\n",5/2);//两个整数相除，只会输出整数部分
    printf("5.0/2=%.2f\n",5.0/2);//要想输出小数部分，两个数至少要有一个小数
    printf("5%%2=%d\n",5%2);
    printf("==============================\n");
    int a,b;
    int num1,num2;
    a=b=0;
    num1=a++;//先赋值，a再加1
    num2=++b;
    printf("++前置: num2=%d,b=%d\n",num2,b);
    printf("++后置: num1=%d,a=%d\n",num1,a);
    return 0;
}

4.2 赋值运算符

运算符	术语	示例	结果
=	赋值	a=2; b=3;	a=2; b=3;
+=	加等于	a=0; a+=2;等同于 a = a + 2;	a=2;
-=	减等于	a=5; a-=3;等同于 a = a - 3;	a=2;
*=	乘等于	a=2; a*=2;等同于 a = a * 2;	a=4;
/=	除等于	a=4; a/=2;等同于 a = a / 2;	a=2;
%=	模等于	a=3; a%=2;等同于 a = a % 2;	a=1;

4.3 比较运算符

C 语言的比较运算中， “真”用数字“1”来表示， “假”用数字“0”来表示

运算符	术语	示例	结果
==	相等于	4 == 3	0
!=	不等于	4 != 3	1
<	小于	4 < 3	0
大于		4 > 3	1
<=	小于等于	4 <= 3	0
>=	大于等于	4 >= 1	1

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("1==1:%d\n",1==1);
    printf("1!=1:%d\n",1!=1);
    printf("1>0:%d\n",1>0);
    printf("1<0:%d\n",1<0);
    return 0;
}

4.4 逻辑运算符

运算符	术语	示例	结果
!	非	!a	如果a为假，则!a为真；如果a为真，则!a为假。
&&	与	a && b	如果a和b都为真，则结果为真，否则为假。
||	或	a || b	如果a和b有一个为真，则结果为真，二者都为假时，结果为假。

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("%d\n", 2 > 1 && 3 > 2);//输出1   &&为与门，两个为真才为真
    printf("%d\n", 2 > 1 && 3 < 2);//输出0
    printf("%d\n", 2 > 1 || 3 > 2);//输出1   ||为或门，一个为真就为真
    printf("%d\n", 2 < 1 || 3 >2);//输出1
    printf("%d\n", !(2 > 1 && 3 > 2));//输出0 本来为1，！取反后为0
    return 0;
}