C 从入门到精通（一）

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任何比 C 语言更低级的语言，都不足以完整地抽象一个计算机系统，任何比 C 语言高级的语言，都可以用 C 语言实现。C 语言不像是被发明的，它更像是被发现的，它无可替代、精妙绝伦。

C 语言的简单历史

C 语言是从 B 语言发展而来，B 语言是从 BCPL 发展而来，BCPL 是从 FORTRAN 发展而来。C 语言于 1972 年 11 月问世，1973 年 3 月，第三版的 Unix 上出现了 C 语言的编译器，1973 年 11 月，第四版的 Unix 发布了，这个版本是完全用 C 语言重新写的，1978 年美国电话电报公司（AT&T）贝尔实验室正式发布 C 语言，1983 年美国国家标准局（American National Standards Institute，简称 ANSI）开始制定 C 语言标准，于 1989 年 12 月完成，并在 1990 年春天发布，称之为 ANSI C，有时也被称为 C89 或 C90。

搭建学习环境

安装 VMware

下载学习版，安装步骤不多说了，只是有一点建议，也是我装软件的原则：能不装 C 盘就别装 C 盘。

下载系统镜像

安装系统镜像

  1. VMware pro 15 安装完成后，启动，点击创建新的虚拟机；

创建新的虚拟机.png

  1. 选择典型，下一步；

典型.png

  1. 选择稍后安装操作系统，下一步；

选择稍后安装操作系统.png

  1. 客户机操作系统选择 Linux，版本选择 Ubuntu 64 位，下一步；

选择客户机操作系统.png

  1. 虚拟机名称和位置自定义，下一步；

虚拟机名称和位置.png

  1. 磁盘容量自定义。我这里就设为 60GB，下一步，完成；

指定磁盘容量.png

  1. 点击编辑此虚拟机，将处理器数量设为 4（一般为自己实体机处理器数量的一半）；

处理器数量.png

  1. 点击 CD/DVD (SATA)，选择使用 ISO 映像文件，浏览，选择 Ubuntu 18.04 LTS 系统的 ISO 映像文件，确定，点击开启此虚拟机，等待；

选择系统镜像.png

  1. 选择中文(简体)，再选择安装 Ubuntu；

中文简体.png

  1. 继续；

继续.png

  1. 勾选最后一个，继续；

勾选.png

  1. 现在安装；

现在安装.png

  1. 继续；

再次确认.png

  1. 在地图上点击，选择 shanghai，继续；

shanghai.png

  1. 自定义信息，继续；

您是谁.png

  1. 等待；

等待.png

  1. 现在重启；

现在重启.png

  1. 登录刚创建的用户。

登录.png

安装 VMware Tools

可以安装上 VMware Tools 让我们拥有最佳的 Ubuntu 18.04 LTS 操作体验，如在实体机上一般。首先点击左上方的虚拟机，再点击安装 VMware Tools，这时会在桌面出现一个 DVD，接下来具体安装过程如下：

安装VMware_Tools.gif

设置阿里镜像

  1. 打开软件更新器；

软件更新器.png

  1. 一般会有更新提示，先不更新，点击设置；

设置.png

  1. 点击 Ubuntu 软件，设置下载源；

Ubuntu软件.png

  1. 点击其他站点，选择阿里云镜像站点，需要输入用户密码认证；

aliyun.png

  1. 重新载入可用软件包列表；

重新载入.png

  1. 现在和以后就可以高速安装更新或软件包了，点击立即安装；

更新.png

美化自己的 Ubuntu 18.04 LTS

  1. 右键点击桌面，在终端打开，输入以下命令回车，输入用户密码安装 gnome-tweak-tool 软件包；
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sudo apt install gnome-tweak-tool
  1. 火狐浏览器访问 GNOME Shell Extensions，点击安装该浏览器扩展；

安装浏览器扩展.png

  1. 刷新一下浏览器，这时会有错误信息，右键点击桌面，在终端打开，输入以下命令回车，输入用户密码安装 chrome-gnome-shell 软件包，再刷新一下浏览器，错误消失了；
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sudo apt install chrome-gnome-shell

错误.png

  1. 分别点击两个 GNOME Shell 扩展：User Themes 和 Dash to Dock，将它们都开启（即安装）；

两个扩展.png

  1. 在安装完 Dash to Dock 时，你会发现侧边栏消失了，相信这是大多数人想要的效果；

侧边栏消失了.png

  1. 打开优化；

优化.png

  1. 打开 Dash to Dock 的设置；

DashtoDock设置.png

  1. 打开智能隐藏的设置；

智能隐藏的设置.png

  1. 勾选在全屏状态下启用，不勾选推压以显示…，调整显示超时时间为 0.2 秒，关闭窗口，此时，再打开火狐浏览器，当把鼠标移动到左侧，侧边栏自动显示，移走鼠标，侧边栏自动隐藏，相信这同样是大多数人想要的效果；

设置和调整.png

智能隐藏.gif

  1. 打开火狐浏览器，进入该网址下载 McMojave 主题，等待，确定；

下载主题.png

  1. 提取到下载中，点击显示文件；

提取.png

  1. 右键，在终端打开；

右键.png

  1. 输入以下命令回车，输入用户密码，移动 Mojave-light 目录；
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sudo mv Mojave-light/ /usr/share/themes/
  1. 打开优化，选择 Mojave-light 主题，就能看到效果了；

更换主题.gif

  1. 进入该网址，下载 McMojave-circle 图标，等待，确定；

下载图标.png

  1. 同上，提取到下载中，点击显示文件，右键，在终端打开，输入以下命令回车，输入用户密码，移动 McMojave-circle 目录；
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sudo mv McMojave-circle/ /usr/share/icons/
  1. 打开优化，选择 McMojave-circle 图标，就能看到效果了；

更换图标.gif

  1. 有一个地方忘记了，打开优化，选择 shell 为 Mojave-light；

更换shell.gif

  1. 可以在 Dash to Dock 设置中设置侧边栏的位置在底部；

设置在底部.png

  1. 最后，在优化->窗口中，设置标题栏按钮在左边，右键桌面更换个壁纸，至此，美化算是告一段落了。

安装 build-essential 软件包和 Vim 文本编辑器

右键点击桌面，在终端打开，输入以下命令回车，输入用户密码安装 build-essential 软件包。

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sudo apt-get install build-essential

再输入以下命令回车，输入用户密码安装 Vim 文本编辑器。

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sudo apt-get install vim

注释

如何注释应该是我们学习任何一门编程语言最先需要知道的，C 语言中有两种注释方式：

  • 以/*开始*/结束的块注释（block comment）；
  • 以//开始换行符结束的单行注释（line comment）；

C 语言学习起步

右键点击桌面，新建一个学习文件夹 C Learning，点开，再新建文件夹（一），再点开，再新建文件夹 20200404 ，再点开，右键，在终端打开。

新建 hello_world.c 源文件、用 Vim 编辑并保存

输入以下命令新建 hello_world.c 源文件并用 Vim 打开：

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vim hello_world.c

hello_world.c.png

按下 i 键进入插入模式，国际惯例，编写第一个程序：打印”Hello,World!“：

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#include <stdio.h>
int main(){
    printf("Hello,World!\n"); //print是打印的意思，f是format的简写，printf()函数的功能就是格式化输出
    return 0;
}

按下 ESC 键进入一般模式，再按”SHIFT+;“（即输入英文的分号）进入命令模式，输入 wq 命令（write and quit），这样源文件就保存了。

保存.gif

编译

之后就是编译，输入以下命令回车执行（小技巧：打 hello_world.c 时，可以只打 h 再按 TAB 键，系统能自动匹配）：

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gcc hello_world.c

输入以上命令后没有任何提示，别慌，这是正常的，在 Linux 中，没有消息就是好消息。可以输入以下命令(ls -alF *的别名）列出当前目录下有哪些文件和目录，./指的是当前目录，…/指的是上一级目录，hello_world.c 是刚刚保存的 C 源文件，那这个“a.out*”是什么呢？没错，就是刚刚编译出来的可执行文件（ 星号表示该文件为可执行文件）。

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ll

a.out.png

运行

有了可执行文件，就可以运行了，输入以下命令执行就能打印出“Hello,World!”了。

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./a.out

打印结果.png

小结

以上就是 C 学习的起步内容，下面就开始正式的学习，会总是需要用到上面提到的新建并编辑保存、编译和运行的相关命令，还有一个小技巧，可以使用键盘的方向键上和下在历史命令中切换。

做点计算

范例：做点计算（新建 compute.c）

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#include <stdio.h>

int main(){
    printf("12+34=%d\n",12+34); //%d为占位符，表示数据打印出来的格式应该是十进制整数的格式
    return 0;
}

打印结果：

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12+34=46

除了做加法，当然还能做其他运算：

运算 运算符
加 +
减 -
乘 *
除 /
取余数 %
括号 ()

变量

变量类型

C 语言是一种强类型的语言，所有的变量都必须有类型。

变量定义

变量定义的一般形式：

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<类型名称> <变量名称>;

范例：定义变量 price，存放价格的 int 型数据，定义变量 payment，存放支付金额的 int 型数据

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int price;
int payment;

或

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int price,payment; //可以在一行中定义多个同类型的变量，有逗号分隔

标识符

标识符只能由字母、数字和下划线组成，数字不能出现在第一个字符的位置，标识符分为关键字，预定义标识符和用户自定义标识符，变量名称就属于用户自定义标识符。

赋值运算符

赋值也是一种运算，运算符为=，表示将右边的值复制一份赋给左边的变量，那么，这和数学中的等于号是一样的吗？当然不是，数学中的等于号表示的是相等的关系，C 语言也有表示相等关系的运算符，即==。

范例：使用赋值运算符初始化变量

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int price=56;
int payment=100;

或

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int price;
int payment;
price=56;
payment=100;

或

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int price=56,payment=100;

用 scanf()函数初始化变量

范例：定义 price 和 payment 并用 scanf() 函数初始化它们

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int price,payment;
printf("请输入该商品价格（元）：");
scanf("%d",&price); //scan是扫描的意思，f同样是format的简写，scanf()函数的功能就是格式化扫描,扫描什么？扫描字符呗，以回车为结束符（不计入输入中）将输入的字符以十进制整数的格式解析，&price的意思就是将解析出来的值复制一份赋给price
printf("请输入支付的金额（元）：");
scanf("%d",&payment); //同上

变量的使用

范例：找零（新建 change.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    int price;
    int payment;
    printf("请输入该商品价格（元）：");
    scanf("%d",&price); //键盘输入的方式初始化price
    printf("请输入支付的金额（元）：");
    scanf("%d",&payment); //键盘输入的方式初始化payment
    int change=payment-price;
    printf("找零（元）：%d\n",change);
    return 0;
}

运行结果：

change.c.gif

没有初始化变量的后果

范例：没有初始化 payment（修改 change.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    int price;
    int payment;
    printf("请输入该商品价格（元）：");
    scanf("%d",&price); //键盘输入的方式初始化price
    int change=payment-price;
    printf("找零（元）：%d\n",change);
    return 0;
}

运行结果：

没有初始化变量.gif

什么！找零 2 亿多？？！！原来，变量在没有初始化，也就是刚一定义时，其实就是有值的，可是这个值只有计算机知道，在发生意想不到的问题之前，我们应该时刻注意变量在定义后一定要初始化。

常量

定义常量

变量定义的一般形式：

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const <类型名称> <常量名称>; //const是一个修饰符，是constant（常数）的简写，规定常量名称中的字母都为大写，这是命名规范

常量和变量的相同点和不同点

相同点：常量和变量都需要初始化。

不同点：常量在初始化后不能再被修改而变量可以。

常量的使用

在找零程序中，该商品，比如说一本书，它的价格就是 56 元，没必要总是输入 56，于是我们可以这么写：

范例：使用常量（修改 change.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    const int PRICE=56;
    int payment;
    printf("请输入支付的金额（元）：");
    scanf("%d",&payment); //键盘输入的方式初始化payment
    int change=payment-PRICE;
    printf("找零（元）：%d\n",change);
    return 0;
}

如果我们尝试去修改 PRICE 会如何？来试一下：

范例：尝试修改 PRICE（修改 change.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    const int PRICE=56;
    int payment;
    printf("请输入该商品价格（元）：");
    scanf("%d",&PRICE); //尝试修改PRICE
    printf("请输入支付的金额（元）：");
    scanf("%d",&payment); //键盘输入的方式初始化payment
    int change=payment-PRICE;
    printf("找零（元）：%d\n",change);
    return 0;
}

运行结果：

尝试修改PRICE.gif

浮点型

美国人习惯用几英尺几英寸的方式描述自己的身高，如果遇到一个美国人告诉你他的身高为 5 英尺 7 英寸，他的身高应该是一米几呢？由于 1 英尺 = 12 英寸 = 0.3048 米，所以 5 英尺 7 英寸应该为 (5+7/12)*0.3048 米，即 1.7018 米。来写个程序：

范例：长度换算（新建 length_conversion.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    printf("请分别输入身高的英尺和英寸，如5,7表示5英尺7英寸:");
    int foot; //英尺
    int inch; //英寸
    scanf("%d,%d",&foot,&inch);
    printf("身高是%f米\n",((foot+inch/12)*0.3048));
    return 0;
}

运行结果：

长度换算.gif

英尺似乎没发挥作用？这是怎么回事？原来，是由于 C 语言中相同数据类型的变量的计算结果仍然是该类型，inch 是 int 类型，12 是整形常量，默认是 int 类型，那么对于这个值永远都是在 0 到 11 范 围的 inch 来说，其与 12 的除法运算永远都是 int 类型，永远都会直接舍弃掉小数点后面的数据，永远都为 0，所以才会有以上的运行结果。

那么，以上程序该如何改进呢？这里，又紧接着引入一个知识点：在 C 语言中不同数据类型的变量的运算，是先将所有变量统一转化为一种表示范围最大的数据类型。

范例：长度换算（改）（修改 length_conversion.c)

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#include <stdio.h>

int main(){
    printf("请分别输入身高的英尺和英寸，如5,7表示5英尺7英寸:");
    int foot; //英尺
    int inch; //英寸
    scanf("%d,%d",&foot,&inch);
    printf("身高是%f米\n",((foot+inch/12.0)*0.3048)); //12是整形常量，默认是int类型，12.0是浮点型常量，默认是double类型
    return 0;
}

运行结果：

长度换算（改）.gif

表达式

一个表达式是一系列运算符和算子的组合，用来计算出一个值。运算符（operator）是指进行运算的动作，比如加法运算符”+“，减法运算符”-“，算子（operand）是指参与运算的值，这个值可能是常数、变量和方法返回值等。

参考视频

翁凯 C 语言（bilibili）

【C 语言】《带你学 C 带你飞》（bilibili）