C补习------＞第二天，计算机的基本结构、程序的了解、C库、数据表示、数据类型、常变量、数据类型的转换
作者：互联网
1，计算机的基本结构
2，什么是程序
3，程序的设计步骤
4，C库
5，计算机的数据表示
6，数据类型
7，常量
8，变量
9，数据类型的转换
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1，计算机的基本结构
（1）输入输出设备：键盘，鼠标，显示屏，扫描仪。。。。
（2）CPU处理器：包含：算术逻辑运算器和控制器
CPU处理器称为计算机的大脑，控制的是计算机的执行
算术逻辑运算器：算术运算和逻辑运算，任何复杂的运算最终都会被展开成算术运算或者逻辑运算来执行
控制器：对于内存中的命令的读取以及执行
（3）存储器：
外存：硬盘，存储的是程序以及一些不着急使用的数据，容量很大，掉电不会丢失数据
内存：工作存储器,存储的程序，以及程序执行之后的结果，容量相对较小，掉电会丢失数据
寄存器：存在于CPU内部的高速存储器，容量最小，数目也很少。
注意：CPU直接是和内存进行交互。
思考：CPU和外存以及内存之间的调用关系？
（1）CPU和内存（直接调用）
（2）CPU和外存（中间经过内存）
（4）程序 ：存储于计算中的一段二进制代码（可以被计算机直接识别的一组指令）
2，什么是程序？
test.c和a.out哪一个是程序？
a.out是程序
程序：
从广义上来说：为了完成一个特定的目标，所需要的一系列步骤
从计算机角度而言：一组可以被直接识别的有序指令的集合
3，程序的设计步骤：
编辑（vim）----》编译（gcc）----》执行（a.out）----》调试（GDB工具）----》编辑..........
程序设计语言的发展：
第一代：机器语言：完全由0和1组成，很难理解和记忆，工作量很大，不能移植
第二代：汇编语言：用一串便于理解的字符去标记一串01二进制指令，工作量还是很大，不能移植
第三代：高级语言：符合人的思想，用一串字符可以代替几行二进制指令，工作量较小，可以移植
面向过程：C语言
面向对象：C++ Java C#
4，C库：
理解：一些被封装好的接口，只需要调用者正确传餐使用即可
eg:scanf和 printf---》标准输入输出相关，其函数声明以及实现过程均已经被实现
man 手册---》用户的帮助文档
总共可以分为9章：
注意：前三章是我们要关心的
第一章：可执行程序和shell命令
第二章：系统调用函数（由内核提供的函数）
第三章：库函数
用法：man + 命令名称/ 函数名
5，计算机的数据表示 ：
数据表示的分类：
第一类：数值数据：进位制
第二类：非数值数据：声音，字母，图片（注意：非数值数据也是以01进行存储）
字符数据（ASCII码表）
进位制：凡是以进位的方式进行运算的都称为进位制
二进制：逢二进一
范围：0-1
代表： 01101101
八进制：逢八进一
范围：0-7
代表：067
十进制：逢十进一
范围：0-9
代表：190.。。
十六进制：逢十六进一
范围：（0-9，A-F）
代表：0X3bf
进制之间的转换：
（1）十进制和二进制的关系
十进制转二进制：56 ----》 0011 1000
方法：短除法
二进制转十进制：1101 0101 ---》 213
方法：从低字节开始，乘以2的次幂（次幂从0开始），将结果相加即可
（2）八进制和十进制的关系（类似于十进制和二进制）
075 ----》61
84 ----》0124
（3）十六进制和十进制的关系（类似于十进制和二进制）
0xa5bc -----》42428
524 -----》0x20C
（4）八进制和二进制：
053
方式1：先将八进制转成十进制，再将十进制转二进制
方式2：利用8421编码（3个二进制等价于一位八进制）
0010 1011
（5）十六进制和二进制：
0xb5d
方式1：先将十六进制转成十进制，再将十进制转二进制
方式2：利用8421编码（4个二进制等价于一位十六进制）
1011 0101 1101
（6）将一个十进制的小数转为二进制
8.25
方法：先把小数点之前的按照十进制转二进制的方式进行转换，
再将小数点之后的数字乘以2，取其整数位，看其结果的小数位是否为0，如果不为0，则继续用小数点后面的数字乘以2，
直到小数点后面的数字为0截止。再将结果正着书写即可
8.25 --->
8 ----》 1000
0.25 * 2 ---》 0.5 ---》0
0.5 * 2 = 1.0 ---》 1
8.25 ----》二进制：1000.01
（6）数据类型
关键字：由系统预先定义好的一些词法符号，具有特定的含义，在C语言中，共有32个
将32位关键字进行划分为以下：
（1）基本数据类型：
char short int long float double void struct union enum
（2）控制语句：
if else switch case default break for while do continue goto
（3）存储类型：
auto register static extern
（4）类型修饰符：
const（只读） volatile（防止编译器进行优化）
（5）其他：
return signed（有符号数） unsigned（无符号数） sizeof()（测字节） typedef（取别名）
思考：sizeof是不是函数？
不是函数，是一个运算符。
1 //基于32OS下，基本数据类型所占字节大小
2 #include <stdio.h>
3
4 int main()
5 {
6 printf("sizeof(char) = %d\n",sizeof(char));
7 printf("sizeof(short) = %d\n",sizeof(short));
8 printf("sizeof(int) = %d\n",sizeof(int));
9 printf("sizeof(float) = %d\n",sizeof(float));
10 printf("sizeof(double) = %d\n",sizeof(double));
11 printf("sizeof(long) = %d\n",sizeof(long));
12 printf("sizeof(void) = %d\n",sizeof(void));
13 return 0;
14 }
运行结果如下：
linux@ubuntu:~/21051_C/day2$ ./a.out
sizeof(char) = 1
sizeof(short) = 2
sizeof(int) = 4
sizeof(float) = 4
sizeof(double) = 8
sizeof(long) = 4
sizeof(void) = 1
标识符：用户自己定义的符号，可以用于：变量名，函数名，类型名，宏名
命名规则：
（1）只能由数字，字母，下划线组成
（2）规定不能以数字开头
（3）不能与关键字重名
有符号数和无符号数：
（signed && unsigned）
有符号数：带有符号位的数字
注意：符号位一般处于开头的那个数字（即最高位的数字）
规定：
符号位为0代表正数
符号位为1代表负数
思考： 10 和-10 在计算机中的存储方式？
10 ----》 正数按照源码进行存储 0000 1010
-10 ----》 负数按照补码进行存储（补码 = 源码取反 + 1）
1000 1010（源码）
1111 0101（源码取反时，符号位保持不变）
+0000 0001
------------------
1111 0110 （补码）
分析：
（1）1和-1的存储：
（2）计算机中的存储方式为1111 1110，推算其是谁？
-2
无符号数： 没有符号位（全为有效位）
研究：基本类型的范围：
char :1个字节 == 8bit
signed char : -128 ~ 127 (-2^7 ~ 2^7-1)
unsigned char : 0 ~ 255 (0 ~ 2^8-1)
short:2个字节 == 16bit
signed short: -2^15 ~ 2^15-1
unsigned short: 0 ~ 2^16-1
浮点型数据：在内存中是以科学计数法进行存储
float:4个字节 == 32位
符号位：1个
指数位：8个
小数位：23个
精度：6-7位
double:8个字节 == 64位
符号位：1个
指数位：11个
小数位：52个
精度：15-16位
1 #include <stdio.h>
2
3 int main(int argc, const char *argv[])
4 {
5 //测试float和double的精度
6 float num = 333.333333333;
7 double num2 = 333.333333333;
8 printf("num = %f\n",num);
9 printf("num = %lf\n",num2);
10 return 0;
11 }
运行结果如下：
num = 333.333344
num = 333.333333
7,常量 ：其值在程序运行期间不能被改变的数据
(1)整形常量
十进制：89
八进制：067
十六进制 ：0x123
无符号长整型： 56UL
长整型：78L
(2)浮点型常量
单精度：
双精度：
(3)字符常量
'a' ,'\0' ,'\n'
(4)字符串常量
"wangjia"
(5)宏常量
格式： #define 宏名 常量值
注意：宏只是一种替换
1 #include <stdio.h>
2
3 #define Func(x) ((x) * (x))
4 int main(int argc, const char *argv[])
5 {
6
7 //printf("请输入一个数字:\n");
8 //scanf("%d",&num);
9 int ret = Func(4+6);
10 printf("%d\n",ret);
11 return 0;
12 }
总结：书写宏常量时，一定记得加括号！！
8，变量：其值在程序运行期间可以被改变的数据
变量的定义：
格式：
存储类型 数据类型 变量名;
分析：
存储类型： 标志着开辟空间的位置
数据类型： 决定了开辟空间所占字节的大小
变量名： 标志着空间的名字
局部变量：定义在大括号之内的变量
全局变量：定义在大括号之外的变量
思考：
（1） 局部变量在没有被初始化时，其值为：随机值
全局变量在没有被初始化时，其值为： 0
（2）局部变量和全局变量能否重名？
可以。
答：当全局和局部重名时，如果局部变量的生命周期没有结束，则优先使用的是局部变量
存储类型：
auto,register,static,extern
(1)auto:
被auto修饰的变量称为自动变量，可以修饰局部变量，存储在栈区
(2)register：
被register修饰的变量称为寄存器变量，可以修饰局部变量，存储在寄存器中
注意：编译器已经被优化过，会自动识别一些可能会被频繁使用到的变量吗，优先
将其存储在寄存器中，但是如果寄存器放不下，则会存储在栈区
(3)static:
被static修饰的变量称为静态变量，可以修饰全局变量，局部变量以及函数，存储在静态区
static修饰局部变量：表示可以延长该变量的生命周期，意味着被static修饰的局部变量只会被初始化一次。
static修饰全局变量：表示隐藏，只能在本文件内使用，不能被外部调用
static修饰函数：表示隐藏，只能在本文件内使用，不能被外部调用
(4)extern:
从外部调用一个全局变量或者函数
初始化 和 赋值：
初始化：在定义变量的同时给其赋值
int a = 90; //初始化
int b;
b = 89;//赋值
生命周期&作用域
生命周期：
概念：变量的产生到释放
作用域：
概念： 使用的范围
局部变量：
声明周期：从定义开始，到模块括号内
作用域：整个模块括号内有效。
全局变量：
声明周期：从定义开始，到整个程序
作用域： 作用于整个源程序。
static修饰的局部变量：
声明周期： 从定义开始，到整个程序
作用域：整个模块括号内有效。
static修饰的全局变量：
生命周期：从定义开始，到整个程序
作用域：之能在本文件内使用。
总结：
（1）除了被register以及static修饰的局部变量之外，均存储在栈区
（2）被static修饰的变量存储在静态区（具体存储在.bss还是.data依赖于有没有被初始化）
（3）static既可以修饰全局变量，局部变量，还可以修饰函数。
9，数据类型的转换：
（1）强制类型转换：（由人为自动转换的）
格式：
(数据类型)变量名;
注意：数据类型指的是目的类型
总结：强转不会引起原变量数据类型的改变！！！
（2）隐式类型转换：（编译器自动转换的）
注意观察图解！
案例：
1 #include <stdio.h>
2
3 int main(int argc, const char *argv[])
4 {
5 int a = -8;
6 unsigned int b = 6;
7 printf("a = %u\n",a);
8 if( a+b > 0)
9 {
10 printf("change to unsigned int!\n");
11 }
12 else
13 {
14 printf("change to signed int!\n");
15 }
16 return 0;
17 }
运行结果如下：
a = 4294967288
change to unsigned int!
标签：存储,二进制,数据表示,数据类型,int,printf,------,sizeof 来源： https://blog.csdn.net/qq_59476403/article/details/118068855