C语言程序设计思维导图
不吃番茄的洋柿子
2025-02-06
语言开发
C语言
程序设计
选择循环，运算表达式，数据类型内容讲解
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思维导图大纲
相关思维导图模版
C语言程序设计思维导图模板大纲
第一章 认识C语言
发展、特点和执行过程
程序设计语言
机器语言、汇编语言和高级语言
机器语言是机器能够直接识别的程序语言和指令代码
机器语言和汇编语言统称为低级语言
c语言是高级语言，不能直接被执行，需要进行编译
c语言编译过程
编辑【源程序（.c文本文件）】—编译【目标文件（.obj二进制文件）】—连接【可执行文件（.exe可执行文件、二进制文件）】—执行
源文件和目标程序不能被计算机直接执行只有可执行文件能够被直接执行
C语言的特点
C语言的特点：简洁、紧凑、运算丰富、数据类型丰富
C语言的产生
C语言集高级语言与汇编语言优点于一体
结构和基本语法
C语言的结构
c语言由函数组成，函数是c语言的基本单位
有且只有一个主函数main( )。主函数是一个程序的入口，也是出口
语句是组成程序的最小单位。语句必须以分号结束，只有分号的语句叫作空语句
c语言本身没有输入输出语句
c程序以#开头。用//来进行行注释，用/* */进行段注释（也叫块注释）。注释不参与编译
基本语法成分
字符集（ASCLL表）
a为97，A为65，小写字母比大写字母大32
标识符
由字母、数字、下划线构成
数字不能开头
严格区分大小写
不能使用关键字
关键字（全部都是小写字母）
基本数据类型
char（字符型）、int（整型）、float（单精度浮点型、double（双精度浮点型）、void（空类型）、long（长）、short（短）、signed（有符号）、unsigned（无符号）
选择结构
if（如果）、else（否则）、swich（开关）、case，default（默认）、do、while（循环）、for（循环）、break（跳出）、continue（跳出）、goto（跳转）、return（返回）
子主题 3
sizeof（求字节大小）、const（指常变量）、union（共用体）、struct（结构体）、enum（枚举）、typedef（起别名）
存储类型
auto（自动）、static（静态）、extern（外部）、register（寄存器）
运算符
存储和转换
计算机中的存储单位
以二进制的形式存储，最小单位是位（bi或b），8位二进制码称为一个字节（B），字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位
数值及其转换
非十进制数转十进制数：每位上的数码*基数位求和
十进制数转非十进制数：整数部分除R取余，商为0时倒序输出；小数部分乘R取整，积为0时正序输出
二进制转八进制：每3位二进制数等价于1位八进制数（421法）
二进制转十六进制：每4位二进制数等于1位十六进制数（8421法）
二进制数的算术、逻辑运算
第二章 数据类型
数据类型
基本数据类型：整型（int）、实型（单精度（float）、双精度（double））、字符型（char）
构造数据类型：数组类型（[ ]）、结构体类型（struct）、共用体类型（union）
指针类型（*）
空类型：类型说明符为void
常用基本数据类型
原码、反码、补码（符号位0表示正数，1表示负数）
正数的原、反、补码均相同；负数的反码是将原码除符号位以外的数均取反，补码是将反码末尾加1
char（1字节）、int（2字节）、float（4字节）、double（8字节）
n位无符号整数取值范围：0~2的n次方减一；n的有符号整数补码取值范围：负2的n减一次方~正2的n减一次方减一
常量与变量
常量
整型常量
十进制整数、八进制整数（以数字0开头）、十六进制整数（以0x开头）
实型变量
十进制整数形式
指数形式（e前e后都有数，e后是整数）（3e-5==3*10的-5次方）
字符常量
单引号引起来的单个普通字符或转义字符
’\n‘换行、’\r‘回车、’\ooo‘3位8进制代表的字符、’\xhh‘2位16进制代表的字符、‘\\‘反斜杠
字符串常量
由一对双引号引起来。每个字符串尾自动加一个’\0‘作为字符串的结束标志
符号常量
用#define宏定义：指定用一个符号名代表常量
const关键字修饰常类型，常类型的变量或对象的值不能被更新
变量
先定义后使用。变量在未被赋值之前不是空白的，而是随机数
数据类型转换
自动类型转换
强制类型转换
赋值转换
第三章 运算符和表达式
运算符与表达式
表达式的组成
表达式的书写
表达式的分类
运算符的优先级与结合性
单目(右到左)>算术>关系>逻辑>条件(右到左)>赋值(右到左)>逗号
算术运算符
取余运算符
参与运算的两个数必须是整形或者字符型，实型不可以做%运算
a%b结果的正负号和被除数的符号一致
0%任何数结果都为0
自增运算符
（++i）先加后用
（i++）先用后加
只能用于变量
自减运算符
同上
运算符的组合问题
关系运算符和逻辑运算符
关系运算符
<、<=、>、>=（优先级相同）大于==、!=（优先级相同）
逻辑运算符
逻辑非（！）取反：！a，若a为真结果为假，a为假结果为真
逻辑与（&&）一假既假：a&&b，a、b都为真时结果为真，若a为假则不对b进行运算
逻辑或（||）一真既真：a||b有一个为真结果为真，若a为真，则不对b进行运算
条件运算和赋值运算
条件运算
c语言中唯一一个三目运算符
表达式1？表达式：表达式（若表达式1为真，输出表达式2，反之输出表达式3）
赋值运算
赋值运算符左边的操作数只能是变量，右边可以是表达式
逗号运算和赋值运算
逗号运算符
按顺序计算表达式的值，以最后一个表达式的值作为整个表达式的值
其他运算
&：取地址符
sizcof：求字节数
（）、[ ]
位运算
位逻辑运算符
按位取反运算（~）：对一个二进制数按位取反，即1变0，0变1
按位与运算（&）：对两个二进制数按位比较，一假即假，0、1为0，0、0为0，1、1为1
按位或运算（|）：对两个二进制数按位比较，一假即假，0、1为，0，0、为0，1、1才为1
位异或（^）：对两个二进制数按位比较，相同为0，不同为1
位移运算
左移位运算（<<）：a<<b，将a左移b位，高位溢出，低位补0
右移位运算（>>）：a>>b，将a右移b位，低位溢出，高位补0
输出输入
数据的输出
printf（“格式字串”，输出参数表）
%d：带符号十进制整数
%u：无符号十进制整数
%o：无符号八进制整数（不输出前导符0）
%#o：无符号八进制整数（输出前导符0）
%x：无符号十六进制整数（不输出前导符0x）
%#x：无符号十六进制整数（输出前导符0x）
%c：输出一个字符
%s：输出字符串的字符至结尾符'\0'为止
%f：以小数形式输出，小数部分6位，少于6位补零，多于6位四舍五入
%e：以指数形式输出，数字部分为1位整数（非零）和6位小数
%g：根据给定的值和精度，自动选择%f与%e中较紧凑的一种形式，不输出无意义的0
printf补充
m.nd：m为输出宽度，n为用于指定实型数据小数部分的输出位数，m前无符号默认为+（右对齐），-（左对齐）
可以无输出参数而只有格式字串，例：printf（“\n”）；printf("请输入一个整数");
putchar：输出一个字符。例putchar（‘a’）
put：输出一个字符串
数据的输入
scanf（“格式字串”，输入地址表）
%d：输入十进制整数
%o：输入八进制整数
%x：输入十六进制整数
%c：输入字符数据
%s：输入字符串数据
%f：用于输入实数，可以与小数形式或指数形式输入
%e：与f相同，e与f可相互替换
scanf补充
不允许使用转义字符
getchar：输入一个字符
get：输入一个字符串
第四章 选择与循环
程序与算法
算法的特征
有穷性、确定性、可行性、零或多个输入、一个或多个输出
算法的设计要求
正确性、可读性、健壮性、时间与空间效率
程序的三种基本结构
循序结构
选择结构
单分支
二分支
多分支
循环结构
当型循环结构（先判断后执行）
while
for
直到型循环结构（先执行后判断）
do ... while
c语言语句
控制语句
条件开关语句：if—else语句
开关语句：swich语句
当循环语句：while语句
直到型语句：do—while语句
计数循环语句：for语句
中止本次循环语句：continue语句
中止整次循环语句：break语句
函数返回语句：return语句
无条件转移语句：goto语句
表达式语句
特殊语句
注释语句：//、/* */
复合语句：{ }
空语句：；
选择结构
if语句
后的表达式类型任意。当if下只有一条语句时，大括号可省略不写
if（x）等价于if（x！=0）；if（！x）等价于if（x==0）
if—else配对原则：缺省{ }时，else总是和它上面离它最近的未配对的的if相配
开关分支语句（swich）
swich后的表达式以及case后的表达式均不能是实型
case后的表达式必须是常量表达式，且值必须互不相同
default的功能是在其它case后找不到对应常量，则执行default后面的语句
循环结构
while语句
先判断后执行
do~while语句
先执行后判断
至少无条件执行一次
for语句
for（循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值；）。三个表达式均可省略，但分号不能省略
辅助语句
break
在循环语句和swich语句中，终止并跳出循环体或开关体（即跳出一层{ }）
continue
结束本次循环，跳出循环体中尚未执行的语句，进行下一次是否进行循环体的判断
goto（不考）
第五章 数组
一维数组
一维数组的定义
数组元素的个数必须是一个固定的值，可以是整型常量、符号常量或者整型常量表达式，但不能是小数，不能是变量
一维数组的初始化
数组初始化的赋值方式只能用于数组的定义，定义之后再赋值只能一个元素一个元素的赋值
数组不初始化，其元素值为随机数
当数组元素确定时int[a]中的a可以省略
一维数组的元素引用
数组元素只能逐个引用，而不能一次引用整个数组
下标范围从0开始，小于等于“元素个数-1"
二维数组
二维数组的定义
按行序优先
二维数组的初始化
int[a][b]中a可以省略，但b不可以省略
与一维数组相同
二维数组的元素引用
与一维数组相同
字符数组
字符数组的定义
用于存放字符数据，也可以用整型数组进行存放（ASCLL码）
字符数组的初始化
与一维数组相同
字符数组的引用
与一维数组相同
字符串结束标志
以第一个’\0‘作为结束标志
字符数组的输入输出
%c，详情看第三章的输入输出
%s，详情看第三章的输入输出
字符串处理数组
gets、puts、getchar、putchar。详情看第三章的输入输出
部分字符串函数使用时需要引用#include<string>
字符串连接函数（strcat）：strcat（str1，str2），将str2的字符串连接到str1字符串后面，并自动覆盖str1尾部的'\0'
字符串复制函数
strcpy：strcat（str1，str2），将str2所指向的字符复制到str1所指的字符数组中。包括’\0‘
strncpy（考的少）：strcat（str1，str2，n），将str2中最前面的b个字符复制到str中，取代str1中原有的最前面的n个字符。不包括’\0‘
测试字符串长度函数（strlen）：strlen（str）测试长度，不含’\0‘
转换小写函数（strlwr）：strlwr（str）将字符串str中的大写字母转换为小写字母
转换小写函数（strpr）：strupr（str）将字符串str中的小写字母转换为大写字母
第六章 函数
模块化程序设计与函数
模块化程序设计
第一章认识C语言—C语言的结构
函数不能嵌套定义，但可以嵌套调用
函数分类
从用户角度分可分为1标准函数（库函数）和用户自定义函数
从函数形式来分可以分为无参函数和有参函数
函数的定义
函数的返回值
函数可有多个eturn语句，但每次函数调用时起作用的只有一个
若无return语句，遇 } 时自动返回主函数
若函数头中函数的类型与return语句中表达式的值类型不一致，按前者为准
void函数无返回值
函数使用
形参与实参
形参：定义函数名后面括号中的变量名
实参：调用函数时调用语句中函数名后面括号里的表达式
形参是变量；实参可以是常量、变量和表达式
形参和实参的类型要一致，否则按赋值规则进行转换
参数传递方式
单向值传递：实参→形参，单向传递
双向地址传递：”双向传递“
函数调用
当被调函数出现在主函数后面时，需要在主函数调用之前对被调函数进行函数说明
函数原型说明
嵌套调用
函数定义不可嵌套，但可以嵌套调用函数
递归调用
在调用一个函数的过程中又出现或间接的调用该函数本身
简单递归函数的模板
变量的存储类别
自动变量（auto）
自动变量属于动态存储方式，不赋初值时其值是不确定的
变量无储存类别时默认为auto，auto可省略不写
静态变量（static）
静态变量属于静态存储，定义但不初始化时，则自动赋以0（整型和实型）或’\0‘（字符型）
每次调用静态变量时不再重新赋值，只是保留上次调用结束时的值
寄存器变量（register）
只有局部变量才可以被定义为寄存器变量
外部变量（extern）
外部变量属于静态存储
标准函数
常用数学函数
pow(x,y)：求x的y次方
sqrt（x）：求x的平方根，x必须大于等于0
pow(a,b):a的b次方；a∧b
floor（x）：求不大于x的整数
变量的作用域
局部变量
一个函数或复合语句内部定义的变量。只在本函数或复合语句范围内有效
全局变量
全局变量与局部变量相冲突时，局部变量屏蔽全局变量
第七章 指针
指针概念
指针与指针变量
直接访问与间接访问
指针变量
指针变量的定义
先定义后使用
指针变量的初始化
[存储类型] 数据类型 *指针名=初始地址值；
指针变量的引用
&：取地址运算符，取变量的地址
*：指针运算符，指针变量所指向的变量（内容、值）
指针变量是用来存放地址的，不要给指针变量赋常数值
***int a；int *p=&a；则p⇋&a，*p⇋a
指针变量作为函数参数
地址传递，共享内容，“双向“传递
一维数组的指针
指向一维数组元素的指针变量
引用方法：下标法a[i];指针法*（p+i）
指针变量的运算
指针变量的赋值运算：指针变量与其指向的变量具有相同数据类型
指针变量的算术运算：若两指针指向同一数组，两指针相减=两指针间元素个数（下标相减）
指针传参
实参和形参使用数组名的时可以用指针变量替换
实参给的是哪个元素的的地址，形参数组就以此为a[0]
int a[6]，*p=a；则p[i]、a[i]、*[p+i]、*(a+i)表示元素值，&p[i]、&a[i]、p+i、a+i表示元素地址
字符指针变量和字符数组的区别
二维数组的指针
二维数组的指针及其指针变量
int *p[4];
p是指针数组
int (*p)[4];
p是数组指针
二维数组指针做函数参数
int *p( );
p是指针函数
int (*p)( );
p是函数指针
第八章 结构体与共用体
结构体
结构体的类型
结构体变量的定义
先定义结构体类型，后定义变量
定义结构体类型的同时定义结构体变量
无结构名
结构体说明
结构体类型不分配内存、赋值、存取、运算；结构体变量可以
结构体可以嵌套
结构体变量成员名可以和程序中的变量名相同
结构体变量初始化
结构体变量的引用
结构体变量名.成员名
（*结构体指针变量名）.成员名
结构体指针变量名->成员名
&结构体变量名->成员名
*** . 前面是变量名，->前用地址
结构体数组
结构体数组的定义
先定义结构体类型，再定义结构体类型数组
定义结构体类型的同时定义结构体类型数组
定义无名结构体类型同时定义结构体类型数组
结构体数组的初始化
结构体指针
共用体
共用体的定义
与结构体类似
结构体与共用体的区别
结构体所占内存为所有成员所占的内存总和，共用体所占内存为最大成员所占存储空间
结构体可以同时存放所有成员的值，共用体存放最后一个成员的值
定义已有类型名（typedef）
第九章 预处理
宏定义
不带参宏定义
#define 宏名 [宏体] （宏体可缺省，表示宏名定义过或取消宏体）
#under 可终止宏名作用域
宏定义可以嵌套，不能递归
带参宏定义
先替换后计算
文件包含
第十章 文件
文件概述
文件
文件分类
逻辑结构
记录文件
流式文件
存储介质
普通文件
设备文件
数据的组织
文本文件
二进制文件
数据流的概念
文件处理方式
文件类型指针
文件结构体
文件类型指针
文件的打开与读写
文件打开（fopen）
当打开文件不存在时，只有含w的打开方式会建立新文件，其他形式出错
正常打开，为指向文件结构体的指针；打开失败，为NULL
文件关闭（fclose）
正常关闭为0，出错时为EOF/-1
文件读写
字符输入函数
fputc（ch，fp），把字符ch写入文件指针变量fp指向的文件中,正常返回输出字符，出错为EOF/-1
fgetc（fp），从fp中读取一个字符，正常返回读到的字符，读到文件结尾或出错为EOF/-1
字符串输入输出函数
fgets（str，n，fp），从fp所指文件读n-1个字符送入str并加上’/0‘；正常返回字符串首地址str，出错或文件结尾返回NULL
fputs（str，fp），把str所指向的字符串写入fp指向文件，正常返回0，出错为EOF
数据块输入输出
成功返回读/写的块数（第3个参数）；出错或文件结尾，返回0
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