【C语言篇】☞ 1. 前言、基础

前言

什么是操作系统：操作系统是一种系统软件，用来管理计算机的软硬件资源。
主流操作系统：

　　　　移动便携式设备：Android、iOS、Windows Phone、Symbian（塞班）、Black Berry（黑莓） OS

　　　　PC个人电脑：Windows、Mac OS、Unix、Linux

什么是iOS：iOS是一款由苹果公司开发的移动操作系统（iOS运行在移动便携式设备上）
什么是iOS开发：就是开发运行在iOS系统上的应用或游戏软件，如：QQ、淘宝、愤怒的小鸟等。
Mac OS文件系统：对文件进行管理的系统叫文件系统

　　UNIX常用命令：

　　　　查看命令的详细帮助： man 命令名（比如要看看 ls 命令的详细用法，执行 man ls）

　　　　pwd (print work directory)：打印当前目录(工作目录) 目录 == 文件夹

　　　　cd (change directory)

　　　　cd / 进入根目录

　　　　cd Users 进入用户目录

　　　　cd tarena 进入用户的主目录(Home Directory)

　　　　ls (list) ：列出当前目录下的所有内容

　　　　　　ls -a //-a 即all,列出目录下的所有文件(包括以.开头的隐含文件)

　　　　　　ls -l //-l 列举文件的详细信息（文件名、权限、所有者、文件大小等）

　　　　mkdir 创建目录(文件夹)

　　　　touch 创建文件

　　　　who 显示当前用户名

　　　　clear 清屏

　　　　touch xxx.m 新建xxx.m文件

　　　　open xxx.m 打开xxx.m文件

　　　　在根目录下使用ls列出所有内容:

　　　　　　Applications 放所有的应用程序

　　　　　　Library 应用程序需要的其库等内容

　　　　　　Network 网络相关

　　　　　　System 系统相关

　　　　　　Users 用户的目录

　　常用目录或路径：

　　　　主目录(Home Directory)：一个用户有一个自己的主目录，用户在此目录下拥有很高的权限。

　　　　/ 根目录(Root Directory)：只有一个，代表整个硬盘

　　　　特殊路径： /　　根路径 ./　　当前路径 ../　　上一级路径

　　　　Desktop 桌面

　　　　Documents 文稿

　　　　Downloads 下载

　　　　Library 其他

　　　　Movies 影片

　　　　Music 音乐

　　　　Pictures 图片

　　　　Public 公共目录

　注意：按一下tab键，可以自动补齐指令名称、文件夹、文件夹名等。

C语言的特点

丰富的运算符
丰富的数据类型
可以直接操作硬件
高效的目标代码
可移植性好

C语言的用途

编写系统软件、图形处理、单片机程序、嵌入式系统开发甚至是用于科研
编写游戏外挂
编写android程序
编写iOS程序

C语言的编译器

gcc GNU Compiler Collection（GNU编译器套件），GNU组织开发的开源免费的编译器。

　　　　（ gcc 原名为 GNU C Compiler，只能处理C语言，后来GCC很快地扩展，也可以处理C++、Objective-C、Java等其它语言）

clang 开源的BSD协议的基于LLVM的编译器；苹果公司自己的编译器。

　　　　（LLVM可以作为多种语言编译器的后台来使用，前端用clang）

C语言的版本问题

1983年美国国家标准局(American National Standards Institute，简称ANSI)成立了一个委员会，开始制定C语言标准的工作
1989年C语言标准被批准，这个版本的C语言标准通常被称为ANSI C
1999年，国际标准化组织ISO又对C语言标准进行修订，在基本保留原C语言特征的基础上，针对应该的需要，增加了一些功能，命名为C99
2011年12月8日，ISO正式公布C语言新的国际标准草案：C11

C语言的官方标准

ANSI C / C89标准：1989年，美国国家标准协会（ANSI）发布了第一个官方标准（简称 C89标准或 ANSI C）。
C99标准：1999年，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）发布了C语言的新标准。
C11标准：2011年12月8日，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）再次发布了C语言的新标准。

C语言程序的运行过程

一、编译：编译是由编译器来执行的，主要做的时语法检查工作；将C源程序翻译成计算机能识别的0和1。

使用什么编译器：Xcode3使用GCC，Xcode4使用LLVM编译器（前端用clang）
如何使用clang编译器编译程序：
- 在终端中输入：cc –c 文件名.c
- 编译成功，会生成.o目标文件
编译器的错误和警告功能
- 如果代码有语法问题，编译器会直接报错。并指出错误的个数和具体行号。
- 只要有1个错误，程序就不能编译成功，也不会生成.o文件
- 警告信息只是编译器的一些建议，并不影响编译通过

二、链接：将自己编译好的.o目标文件和C程序库函数组合在一起，生成可执行文件。

　　　　由链接器完成，clang编译器里面已经包含了链接指令

在终端中输入：cc 文件名.o
链接成功，会生成a.out可执行文件

三、运行：两种运行方式：

直接双击打开a.out文件
终端中使用 ./a.out 指令

　　修改文件内容之后，一定要重新编译、链接，再运行。

　　其他clang指令：

修改可执行文件a.out的名称：cc xxx.o -o 新文件名
一起编译、链接：cc xxx.c

　　整个程序的运行过程：编写源程序==>预处理==>编译器==>连接器==>可执行

　　注意：gcc可换为clang（CC）； gcc -E test.c 查看编译前文件内容（-E的意思是：做预处理）

预处理：gcc -E test.c -o test.i (预处理的结果可以用-o的方式保存到一个文件test.i中)
编译：gcc -c test.i //编译成功，会生成.o目标文件; 1，2可以合并：gcc -c test.c
连接：gcc test.o
执行：./a.out

简写：gcc test.c （1，2，3的合并）
执行：./a.out

用Xcode创建项目

Product Name：产品名称
Organization Name：公司名称
Company Identifier ：公司唯一标识，一般为公司官网网址的倒序
Bundle Identifier：产品唯一标识
Type（Language）：项目语言类型

　　C语言程序是由函数构成的，C程序的入口是main函数。函数内部代码的执行顺序，是从上到下执行的，如瀑布一样。

　　错误类型：

语法错误：编译器会直接报错
逻辑错误：没有语法错误，只不过运行结果不正确

关键字

　　C语言程序是由英文单词构成的，其中有些单词被C语言赋予了特殊含义，那么这些单词就是关键字。

　　C语言的系统保留字（32个关键字）

基本数据类型（5个）：void、int、float、double、char

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
int：整型数据，通常为编译器指定的机器字长
float：单精度浮点型数据，属于浮点数据的一种
double：双精度浮点型数据，属于浮点数据的一种
char：字符型类型数据，属于整型数据的一种

类型修饰关键字（4个）：short、long、signed、unsigned

short：修饰int，短整型数据，可以省略被修饰的int
long：修饰int，长整型数据，可以省略被修饰的int
singed：修饰整型数据，有符号数据类型
unsigned：修饰整型数据，无符号数据类型

复杂类型关键字（5个）：struct、union、enum、typedef、sizeof

struct：结构体声明
union：共用体声明
enum：枚举声明
typedef：声明类型别名
sizeof：得到特定类型或特定类型变量的大小

存储级别关键字（6个）：auto、static、register、extern、const、volatile

auto：指定为自动变量，由编译器自动分配及释放，通常在栈上分配空间；修饰局部变量，默认省略不写
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
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
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
const：与volatile合称“cv'特性”，指定变量不可被当前线程/进程改变（但有可能被系统或其他线程/进程改变）
volatile：与cost合称“cv特性”，指定变量的值有可能会被系统或其他线程/进程改变，强制编译器每次从内存中取得该变量的值

流程控制关键字（12个）
- 跳转结构（4个）：return、continue、break、goto

return：用在函数体中，返回特定值（或void值，即不返回值），作用：结束函数
continue：结束当前循环，开始下一轮循环
break：跳出当前循环或switch结构
goto：无条件跳转语句

分支结构（5个）：if、else、switch、case、default

if：条件语句，后面不需要放分号
else：条件语句否定分支（与if连用）
switch：开关语句（多重分支语句）
case：开关语句中的分支标记
default：开关语句中的“其他”分支，可选

循环结构（3个）：for、do、while

　　　　　　　　for：for循环结构，for（1；2；3）4；的执行顺序为1->2->4->3->2…循环，其中2为循环条件

　　　　　　　　do：do循环结构，do 1 while（2）；的执行顺序是1->2->1…循环，2为循环条件

　　　　　　　　while：while循环结构，while（1）2；的执行顺序是1->2->1…循环，1为循环条件

标识符

标示符就是程序员自己在程序中起的一些名字。（常见的是：变量的名称和函数的名称）

命名规则：（一定要遵守）
- 只能由26个英文字母的大小写、10个阿拉伯数字0~9、下划线_组成
- 严格区分大小写，比如test和Test是2个不同的标识符
- 不能以数字开头
- 不可以使用关键字作为标识符
命名规范：（最好要遵守）
- 尽量起个有意义的名称，一般用英文单词，注意长度适中，可读性要强。
- 如果标识符中含有多个单词，可以使用驼峰标识（除开第一个单词，后面每个单词的首字母都是大写）：
  - firstName、myFirstName，或者使用下划线_来连接：first_name、my_first_name
- 一般情况下，
  - 变量名：每个单词首字母大写；
  - 函数（方法）：第一个单词的首字母小写，其它单词的首字母都大写。

　　　　　　　　　　（如：UserName PassWord showMessage isPrint）

数据

静态数据：是指一些永久性的数据，一般存储在硬盘中。
动态数据：是指在程序运行过程中，动态产生的临时数据，一般存储在内存中。

当运行某个程序（软件）时，整个程序就会被加载到内存中，在程序运行过程中，会产生各种各样的临时数据，这些临时数据都是存储在内存中的。当程序停止运行或者计算机被强制关闭时，这个程序产生的所有临时数据都会被清除。

你可能会问：既然硬盘的存储空间这么大，为何不把所有的应用程序加载到硬盘中去执行呢？有个主要原因是内存的访问速度比硬盘快N倍。

数据的转换

静态数据到动态数据的转换（也就是从磁盘加载到内存）
动态数据到静态数据的转换
- 如：手机拍照片存储到手机的硬盘上

数据的大小

不管是静态还是动态数据，都是0和1组成的。
数据都有大小，静态数据就会占用硬盘的空间，动态数据就占用内存的空间
数据越大，包含的0和1就越多，比特位和字节
计量单位：

　　　　　　　　1 B = 8 bit

　　　　　　　　1 KB = 1024 B， 1 MB = 1024 KB

　　　　　　　　1 GB = 1024 MB， 1 TB = 1024 GB

变量

概念

　　　　是内存中的一片空间。用来保存程序运行期间的临时数据。

　　　　有名字，有类型

　　　　有名字，就可以重复使用

　　　　变量的类型决定着变量占用多大的内存空间。

声明(定义)变量

　　　　int x; 定义一个int类型的，名字叫x的变量

变量的初始化

　　　　第一次给变量叫初始化

　　　　最好不要使用没有初始化过的变量

#include <stdio.h>

int main() {

int x;//x是变量名,int是变量的类型

printf("x=%d\n", x); //x=1606422582,垃圾数据

x = 10; //将10保存到x中,第一次赋值相当于初始化

x = 20; //将20保存到x中,以后就叫给变量赋值

int y = 30;//定义变量的同时初始化

printf("y=%d\n", y);

return 0;

}

变量的类型

分两种：基本类型，自定义类型

基本类型

　　　　整形：

　　　　有符号：可以是正数，也可以是负数。

　　　　　　int // signed int

　　　　　　short int 短整形

　　　　　　long int 长整形

　　　　　　long long int

　　　　无符号:只能是正数，不能是负数

　　　　　　unsigned int

　　　　　　unsigned short int

　　　　　　unsigned long int

　　　　　　unsigned long long int

　　　　特殊整形：

　　　　　　char

　　　　　　unsigned char

　　　　浮点型:全部是有符号

　　　　　　float

　　　　　　double

　　　　　　long double

自定义类型： struct, union, enum
数据的保存(二进制)

　　　　1Byte = 8bit

　　　　1KB = 1024Byte

　　　　1MB = 1024KB

　　　　…

类型的区别

　　　　short int 2Bytes 16bit

　　　　int 4Bytes 32bits

　　　　long int 8Bytes 64bit(64位系统) 4Bytes(32位系统)

　　　　long long int 16Bytes

　　占用内存空间多，表示的数据的范围就广

　　注意：int类型前面有其它修饰时，int可以省略。

　　bool 表示布尔运算，只包含true和false两个数值。需要在文件中加入如下语句： #include <stdbool.h>

数据类型

对应内存区域，其值可变，变量有相应的类型和值。

变量类型分为字符型char、整数型int、浮点型float/double、指针、结构、联合等类型。

#include <stdio.h>

int main() {

float f=3.14;

printf("f=%f\n", f);//f=3.140000

double d=1.73;

printf("d=%lf\n", d);//d=1.730000；默认都打印6位小数

printf("f=%.2f\n", f);//保留两位小数

printf("sizeof(float)=%ld\n", sizeof(float));

//表示数据的范围很大，内部使用了科学计数法来表示

//3.14：3.14×10^0

//0.00314：3.14×10^-3

//省略无意义0

f=.314;//f=0.314000

f=3.;//f=3.000000

f=3.14E-3;//3.14×10^-3;

printf("f=%f\n", f);//f=0.003140

f=3.14F;//float类型的字面值后面加f，F

f=3.14f;

f=0x314F;//F代表十六进制的F