C语言入门教程

一、编程环境准备

1. 软件安装与文件管理

良好的习惯是高效编程的基础。

存储位置：所有编程软件和项目文件都建议放在D盘，避免占用系统盘空间，方便管理。
安装路径：安装编程软件时，路径中不要出现中文。建议使用英文命名文件夹，例如 Dev-Cpp_01 或 VSCode 。
跨设备工具：在手机上安装代码编辑器（如“C语言编译器”或“Codeanywhere”），方便随时查看或简单修改代码。

2. 工程创建与规范

规范的工程结构有助于代码的阅读和维护。

根文件夹：在 D盘创建一个名为 c_learning 的总文件夹，用于存放所有编程相关文件。
快捷访问：将 c_learning 文件夹的快捷方式放到桌面，方便快速打开。
分类管理：
- 在 c_learning 内，为每个项目创建独立的文件夹，例如 C_Project_01。

D:/
└── c_learning/
│   ├── C_Project_01/
│   ├── C_Project_02/
│   └── C_Project_03/
|
├── desktop/  (快捷方式)
└── Other_Folders/

二、C语言基础入门

1. 编写第一个C代码

我们从一个简单的输出程序开始，了解 C 语言的基本结构。

#include <stdio.h> // 引入标准输入输出库

int main() {         // 主函数，程序从这里开始执行

    printf("hello world"); // 输出文本到屏幕

    return 0;        // 程序正常结束
}

练习：尝试修改 printf 函数中的文本，例如改为 "hello C language"。
多行输出：使用 \n（换行符）可以实现多行输出。

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("hello world\n"); // 输出后换行
    printf("hello C language");    // 在新的一行显示
    return 0;
}

2. 转义序列

转义序列是 \ 后面跟一个字符，用来表示特殊功能。最常用的是 \n，表示换行。

核心规则：以反斜杠 \ 开头，后面跟特定字母，实现预设的格式功能。
常用转义序列：\n (换行)。

3. 变量与赋值

变量是用来存储数据的“容器”。在使用前，需要先声明变量的类型和名称。

变量声明：
- 整数变量：int a; (int 表示整数类型)
- 小数变量：float b; (float 表示单精度浮点数类型)

变量初始化：声明时直接赋值。

int a = 1;      // 声明整数变量a，并赋值为1
float b = 3.14; // 声明小数变量b，并赋值为3.14

变量赋值修改：变量声明后可以重新赋值。

a = 2;    // 将变量a的值改为2
b = 5.6;  // 将变量b的值改为5.6

重要：变量必须在使用前声明。

4. 变量的运算

C 语言支持基本的数学运算。

常用运算符：
- 加法：+
- 减法：-
- 乘法：*
- 除法：/ (整数相除只取整数部分，浮点数相除得到精确值)
- 取余：% (只用于整数，得到除法后的余数)

示例：

#include <stdio.h>
int main() {
    int x = 5, y = 2;
    printf("x + y = %d\n", x + y); // 输出 x + y 的结果
    printf("x %% y = %d\n", x % y); // 输出 x % y 的结果 (注意 %% 是为了输出 % 符号本身)
    return 0;
}

5. 显示变量的值（占位符）

printf 函数中使用占位符来显示变量的值。占位符以 % 开头，后面跟一个字母表示变量类型。

常用占位符：

占位符	数据类型	说明
%d	int	输出整数
%i	int	输出整数（同 %d）
%f	float	输出浮点数，小数默认6位
%.nf	float	输出浮点数，保留 n 位小数，例如 %.2f
%e	float	输出浮点数，科学计数法表示
%E	float	输出浮点数，科学计数法表示，E 大写
%g	float	根据数值大小自动选择 %f 或 %e 输出
%G	float	根据数值大小自动选择 %f 或 %E 输出
%c	char	输出单个字符
%s	char*	输出字符串
%u	unsigned int	输出无符号整数
%o	unsigned int	输出八进制数
%x	unsigned int	输出十六进制数（小写字母）
%X	unsigned int	输出十六进制数（大写字母）
%%	-	输出百分号符号 %

示例：计算长方体体积并输出。

#include <stdio.h>
int main() {
    int length = 3;  // 长
    int width = 4;   // 宽
    int height = 5;  // 高
    int volume;      // 存储体积的变量

    volume = length * width * height; // 计算体积
    printf("体积 = %d\n", volume); // 使用 %d 输出 volume 的值
    return 0;
}

6. 读入用户输入（scanf）

scanf 函数用于从键盘获取用户输入的数据，并将其存储到变量中。

用法：scanf("格式串", &变量名);
- & 是“取地址符”，表示将输入的值存入变量所在的内存地址。

示例：交互式计算长方体体积。

#include <stdio.h>
int main() {
    int length, width, height, volume;

    printf("请输入物体的长：");
    scanf("%d", &length);  // 读取长

    printf("请输入物体的宽：");
    scanf("%d", &width);   // 读取宽

    printf("请输入物体的高：");
    scanf("%d", &height);  // 读取高

    volume = length * width * height; // 计算体积
    printf("物体的体积是：%d\n", volume); // 输出体积
    return 0;
}

输入说明：运行程序后，会提示您依次输入长、宽、高，每次输入后按回车。

7. 注释

注释是对代码的解释说明，不会被程序执行，但能大大提高代码的可读性。

单行注释：以 // 开头，只注释当前行。

// 这是一个单行注释
int a = 1; // 声明并初始化变量a

多行注释：以 /* 开头，以 */ 结尾，可以注释多行。

/*
 * 这是一个多行注释
 * 可以用来解释一段代码或整个程序的功能
 */

原则：对关键逻辑、变量含义、功能说明添加注释，避免对显而易见的代码进行注释。

三、C程序结构与进阶

1. 整体代码结构

一个完整的 C 程序通常包含以下部分：

预处理指令：如 #include <stdio.h>，用于引入库文件。
变量声明：在使用变量前，声明其类型和名称。

main 函数：程序的入口，所有代码从这里开始执行。

int main() {
    // 你的代码逻辑
    return 0; // 返回0表示程序正常结束
}

输入/输出函数：printf 用于输出，scanf 用于输入。
运算语句：进行数据计算。

2. 预处理指令详解

预处理指令在程序编译前执行，用于配置编译环境或定义常量。

#include：引入头文件（库的声明文件）。
- 系统头文件：#include <头文件名.h> (例如 stdio.h)
- 自定义头文件：#include "头文件名.h" (用于项目内的自定义文件)

#define：定义常量或代码片段（宏）。宏名通常用大写。

#include <stdio.h>
#define PI 3.14f // 定义宏PI，f表示单精度浮点型

int main() {
    float r = 2.0f, area;
    area = PI * r * r; // 编译时PI会被替换为3.14f
    printf("圆的面积：%f\n", area);
    return 0;
}

特点：宏是简单的文本替换，没有类型检查，定义时不需要加分号。

3. 变量声明深入

基本数据类型：
- int：整数类型，通常占 4 字节，范围约 -21亿到 21亿。
- float：单精度浮点型，通常占 4 字节，精度约 6-7 位有效数字。
变量命名规则：
- 可以包含：英文字母、数字、下划线 _。
- 不能以数字开头。
- 不能与 C 语言的关键字（如 main, int, return）重复。
- 区分大小写：May, mAy, may 是不同的变量。

批量声明：可以一次声明多个同类型变量，用逗号 , 分隔。

int a, b, c;             // 声明3个整数变量
int x = 1, y = 2, z;     // 声明并初始化部分变量
float m = 3.14f, n;      // 声明浮点型变量

4. 格式化输入/输出深入

printf 函数

格式：printf("格式串", 参数1, 参数2, ...);
- “格式串”包含普通文本和占位符。
- “参数”按顺序对应占位符。
占位符进阶：%n.mf (用于小数)
- n：最小栏宽。如果输出的数字宽度小于 n，则在左侧补空格。
- m：小数点后保留的位数。
```
float b = 3.14159f;
printf("%8.2f\n", b); // 输出 "    3.14" (总宽8，小数点后2位)
```
常见错误：
- 参数数量与占位符不匹配。
- 数据类型与占位符不匹配（例如用 %d 输出 float 变量）。

scanf 函数

格式：scanf("格式串", &参数1, &参数2, ...);
- & 取地址符是必须的，否则 scanf 无法修改变量的值。
格式串灵活用法：
- 连续读取多个变量：scanf("%d%d%d", &a, &b, &c); (输入时用空格、回车或制表符分隔)
- 带固定文本的格式串：scanf("a=%d b=%f", &a, &b); (输入时必须严格匹配格式，例如输入 a=3 b=5.6)
核心原则：
- 仅读取变量值（不修改）：直接使用变量名（如 printf 的参数）。
- 需要修改变量值（如 scanf 的输入）：必须使用取地址符 & + 变量名。