C 语言课程总结

专题 1：字符串部分

scanf 不能输入空格、回车或制表符号（Tab）等空字符，不能被 scanf 读入，输入遇到这些字符时，系统认为字符串输入结束；gets 可以输入此类空字符。

字符输入输出：

字符串输入输出：

方法一：使用 getchar/putchar 挨个输入/出

方法二：使用 gets/puts 函数：

方法三：使用 fgets/fputs 函数：

fgets 与 gets 相比，具有的优点：能够限制输入字符串的长度。

字符串处理函数：

• strlen(char* str); 计算字符串的长度(不包括\0的实际字符的个数)，用途：可以用长度控制字符串的输出。
• strcpy(char* dst, char* src); 字符串拷贝，方向：源字符串–>目的字符串。
• strcat(char* dst, char* src); 字符串合并，把源字符串连接在目的字符串后面，目的字符串的长度必须足够长。
• strcmp(char* str1, char* str2); 字符串比较，当出现第一对不相等的字符时，就由这两个字符决定所在的字符串的大小，返回其ASCII码比较的结果。
• strcmp(str1, str2); 若 < 0 为真 <=> st1 < str2。

n 族字符串处理函数：

• strncpy(str1, str2, n); 将 str2 的至多前n个字符拷贝到字符数组 str1 中
• strncat(str1, str2, n); 将 str2 的至多前n个字符连接到字符串 str1 末端，str1 的结束符被 str2 的第一个字符替代。
• strncmp(str1, str2, n); 最多比较 str1 与 str2 的前 n 个字符。

专题 2：指针(Pointer)部分

指针为函数提供修改变量值的手段。

其中，%p 表示输出变量 a 的地址值。

变量地址存入指针变量，指针变量指向的数据类型为基类型，用指针变量指向的数据类型作为指针变量的基类型。

一个指针变量只能指向与其类型相同的变量，指针变量只存放地址！

指针变量使用之前必须初始化（赋值），如果指针指向一个非你控制和的内存空间并对该空间进行访问，将可能造成危险！

使用指针变量，通过间接寻址输出变量的值：

输出信息：a is 0, &a is 0023FF74, pa is 0023FF74, *pa is 1

*pa = 9; 修改指针变量 pa 所指向的变量的值。引用指针所指向的变量的值称为指针的解应用(Pointer Dereference)，可以像普通变量一样使用 *pa 。

当一个字符串常量出现于一个表达式中时，表达式所使用的值就是这些字符所储存的地址，而不是这些字符本身。因此，你可以把字符串常量赋值给一个“指向字符的指针”，后者指向字符所储存的地址，如：

但是，你不能把字符串常量赋值给一个字符数组，因为字符串常量的直接值是一个指针，而不是这些字符本身。简单的说，字符串常量的值是这些字符在内存中的地址。

指针的数值运算：指针的加减运算是以其基类型的字节长度为单位的，指针运算不能乱算，通常由下面两种情况：指针和整数的加减运算；同类型指针之间的减法运算。其它运算，比如乘除、浮点运算、指针之间的加法等，并无意义，所以也不支持。

指针的关系运算：指向同一种数据类型的两个指针才能进行关系运算，值为1或0，不能与非指针类型变量进行比较

普通变量作函数参数-按值调用：形参(parameter) <– 实参变量(variable)

指针作函数参数-按地址调用：指针形参(pointer parameter) <– &(variable)

普通变量作函数参数，形参值的改变不会影响对应的实参；指针变量作函数参数，可以修改实参的值！

专题 3：结构体

结构体类型的声明：

以上为一个类型声明的模板，用于生成结构体变量，但并未声明结构体变量，因而编译器不为其分配内存。

结构体变量的定义：

1) 先定义结构体类型再定义变量名

2) 在定义类型的同时定义变量

3）直接定义结构体变量（不指定结构体标签）

用typedef定义数据类型名：

结构体变量的初始化：

结构体的嵌套：

访问结构体变量的成员必须使用成员选择运算符(也称原点运算符)，当出现结构体嵌套时，必须以连级方式访问结构体成员：

结构体变量的赋值操作和引用方法：

格式符 %02d 中 2d 前面的前导符 0 表示输出数据时，若左边有多余位，则补 0。

输入结构体变量 stu1 的内容：

结构体数组的定义和初始化：

结构体数组的指针：

访问结构体数组指针指向的结构体成员:

一般情况下我们只用只指向结构体的指针，而不用指向结构体成员的指针

结构体变量作函数参数，形参的改变不影响对应的实参；结构体指针作函数参数，形参的改变会改变相应的实参。指针作函数形参，实参必须为地址值！

结构体变量作函数返回值：

向函数传递结构体：

• 1) 向函数传递结构体的完整地址：复制整个结构体成员的内容，多个值；函数内对结构内容的修改不影响原结构；内容传递更直观，但开销大
• 2) 向函数传递结构体的首地址：用结构体数组/结构体指针作函数参数；仅复制该结构体的首地址，一个值；修改结构体指针所指向的结构体的内容；指针传递效率高

用户自定义的数据类型：

结构体（struct）：把关系紧密且逻辑相关的多种不同类型的变量，组织到统一的名字下，占用相邻的一段内存单元

共用体/联合体（union）：把情形互斥但逻辑相关的多种不同类型的变量，组织到统一的名字之下，占用同一段内存单元，每一时刻只有一个数据起作用

sizeof(union number) 取决于占空间最多的那个成员变量；同一内存单元在每一瞬间只能存放其中一种类型的成员；起作用的成员是最后一次存放的成员，不能作为函数参数；不能进行比较操作，只能对第一个成员初始化。

枚举（Enumeration）数据类型：

描述的是一组整型值的集合；用于当某些量仅由有限个数据值组成时

动态数据结构——单向链表：

链表（Linked Table）：线性表的链式存储结构。

特点：用一组任意的存储单元存储线性表的数据，存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。为表示每个元素与后续元素的逻辑关系，除存储元素本身信息外，还要存储其直接后继信息。

数据域和指针域两部分信息组成一个节点。结构体声明时不能包含本结构体类型成员，系统将无法为这样的结构体分配内存；但是可包含指向本结构体类型的指针变量：

head–>data|next–>data|next–>data|next–>……->data|NULL。n个节点链接成一个链表（因为只包含一个指针域，故又称线性链表或单向链表）。

动态内存分配函数：

• void* malloc(unsigned int size); 向系统申请大小为 size 的内存快，把首地址返回，若申请不成功则返回 NULL
• void* calloc(unsigned int num, unsigned int size); 向系统申请 num 个 size 大小的内存块，把首地址返回，若申请不成功则返回 NULL。
• void* free(void* p); 释放由 malloc() 和 calloc() 申请的内存块，p 是指向此内存的指针，free 时系统标记此内存为未占用，可被重新分配。

为链表中的节点动态分配内存空间：

一.链表的建立：若原链表为非空，则将新建节点p添加到表尾。

(1) pr->next = p
(2) pr = p
(3) pr->next = NULL

二.链表的删除：若原链表为空表，则退出程序；若待删除节点p是头节点，则将 head 指向当前节点的下一个节点即可删除当前节点。

(1) head = p->next
(2) free(p)

若待删除的不是头节点，则将前一节点的指针指向当前节点的下一节点，即可删除当前节点：

(1) pr->next = p->next
(2) free(p)

若已搜索到表尾（p->next == NULL）仍未找到待删除节点，则显示”未找到”。

三.链表的插入操作：若原链表为空表，则将新节点 p 作为头节点，让 head 指向新节点p：

(1) head = p
p = (struct Link *)malloc(sizeof(struct Link));
p->next = NULL;
p->data = nodeData;

若原链表为非空，则按照节点值（假设已按升序排列）的大小确定插入新节点的位置；若在头节点前插入新节点，则将新节点的指针域指向原链表的头节点，且让 head 指向新节点：

(1) p->next = head
(2) head = p

若在链表中间插入新节点，则将新节点的指针指向下一节点且让前一节点的指针域指向新节点：

(1) p->next = pr->head
(1) p->next = p

若在表尾插入新节点，则末节点指针域指向新节点

(1) pr->net = p

四.链表的输出：

遍历链表的所有节点：

专题：文件操作

I/O设备：

输入设备：键盘、鼠标；软盘、硬盘、光驱（以文件的形式）；扫描仪、视频采集卡、电视卡、游戏杆、话筒等。

输出设备：显示器、打印机；软盘、硬盘、CD/DVD-RW（以文件形式）；音箱……
PS：单纯的输入设备或者输入设备越来越少。

标准输入/输出：

字符界面的操作系统（DOS、Linux、UNIX……）一般都提供标准输入与输出设备；一般情况，标准输入就是键盘，标准输出，就是终端显示器；操作系统有能力重定向标准输入与输出，比如让文件作为标准输入（标准输出）；这种重定向程序本身是感觉不到的。

计算机中流（Stream）的概念：一般称为数据流，也叫字节流，比特流。文件流（File stream）等数据流可以倒流，网络上的数据流等数据流不会倒流。流的载体有磁盘文件、终端显示器或打字机、存储器等。

外存：内容容易健忘，所以数据必须保存在“不健忘”的外存上：磁盘（Magnetic disks）、光盘（CD、DVD）、U盘（Flash Memory）……容量大、断电后数据不丢失，可重复使用、永久保存。一般都以文件的形式给用户及应用程序使用。

文件（File）：一般指存储在外部介质上有名字的一组相关数据的集合；用文件可长期保存数据，实现数据共享；在 C 语言中，文件可泛指磁盘文件、终端显示器或打印机等。

程序中的文件：在程序运行时由程序在磁盘上建立的一个文件，通过写操作将数据存入该文件；由程序打开磁盘上的某个已有文件，并通过该操作将文件中的数据读入内存供程序使用。

文件与流：程序通过文件打开操作把流与设备联系起来，文件打开后，可在程序和文件之间交换数据；程序通过文件关闭操作断开与文件的联系；所有流的性质都一样（因为流与设备无关，所以能写入磁盘的同一函数也能写入另一设备，如控制台终端等）；文件的能力则不同（如磁盘文件支持随机存储，而键盘则不能）。

文件的类型：

二进制文件：一种字节序列，没有字符交换；按照数据在内存中的存储形式（二进制）存储到文件。如整数 123，在内存占 2 个字节，在文件中也占 2 个字节：00000000|01111011

文本文件/ ASCII 码文件：一种字符序列，文件中存储每个字符的 ASCII 码。如整数 123 在文件中占 3 个字节，分别存放这 3 个字符的 ASCII 码：
字符： ‘1’ ‘2’ ‘3’
十进制的ASCII值： 49 50 51
二进制的ASCII值: 0011001 00110010 00110011

文件的格式：数据必须按照存入的类型读出，才能恢复其本来面貌；公开的标准格式：如 bmp、tif、gif、jpg 和 mp3 等类型的文件，有大量的软件能生成和使用这些类型的文件；不公开或加密的文件格式：如 MiscroSoft Word 的 doc 格式等。

缓冲型和非缓冲型文件系统：

缓冲型文件系统：指系统自动在内存中为每一个正在使用的文件开辟一个缓冲区，在读写文件时，数据先送到缓冲区，再传给C程序或外存上；缓冲文件利用文件指针标示文件；缓冲型文件系统中文件操作，也称高级文件操作；高级文件操作函数是 ANSI C 定义的文件操作函数，具有跨平台和可移植的能力

非缓冲型文件系统：不会自动设置文件缓冲区，缓冲区需由程序员自己设定；非缓冲文件系统没有文件指针，它使用称为文件号的整数来标识文件。

高级文件操作函数：
以下介绍的函数均定义在<stdio.h>中：

文件的打开：
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
FILE *fp = fopen(“C:\CONFIG.SYS”, “rw”);
filename 是文件名，包含路径。如果不包含路径，表示打开当前目录下的文件
mode 是打开方式，常用为“r”、“w”、“rw”、“a”，分别表示只读、只写、读写和添加(追加)，“rb”表示只读二进制文件。详细用法如下：

• “r”：只读，必须是已存在的文件
• “w”：只写，不论该文件是否存在，都新建一个文件
• “a”：追加，向该文件尾追加数据，该文件必须存在
• “r+”：读写，打开一个已经存在的文件，用于读写
• “w+”：读写，建立一个新文件，可读可写
• “a+”：读写，向文件尾追加数据，也可读

对应的二进制文件打开方式分别为：”rb”、”wb”、”ab”、”rb+”、”wb+”、”ab+”；返回值为指向此文件的指针，留待以后使用；如果打开失败，返回值为NULL。

文件指针（File Pointer）：
FILE *p; FILE 型的指针变量，标识一个特定的磁盘文件，与文件相关联的每一个流都有一个 FILE 类型的控制结构，定义有关文件操作的信息，用户绝对不应修改。

文件的关闭：

int fclose(FILE *fp); 把遗留在缓冲区中的数据写入文件，实际操作系统级的关闭操作；同时，释放与流联系的文件控制块，以后可以重复使用这部分空间；多数情况下，系统限制同时处于打开状态的文件总数，因此，打开文件前先关闭无用文件是必要的

fclose 函数的返回值：当顺利地执行了关闭操作，返回值为 0；如果返回值为非零值，表示关闭时有错误；一般只有驱动器中无盘或盘空间不够时才失败，关闭失败会引起数据丢失、文件的破坏和程序中的随机错误。

字符读写：

int gfetc(FILE *fp); 从 fp 读出一个字符，将位置指针指向下一个字符；若读取成功，则返回该字符，若读到文件尾，则返回 EOF（EOF 是一个符号常量，在 stdio.h 中定义为 -1）。

int fputc(int c, FILE *fp); 向 fp 输出字符 c；若写入错误，则返回 EOF，否则返回 c。实例：

函数 feof() 检查是否到达文件尾，当文件位置指向文件尾时，返回非 0 值，否则返回 0 值；

字符串读写：

char *fgets(char *s, int n, FILE *fp); 从 fp 指向的文件中读取字符串并在字符串末尾添加 ‘\0’，然后存入 s，最多读 n-1 个字符；当读到回车换行符、文件末尾或读满 n-1 个字符时，函数返回该字符串的首地址。

特例：fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
int fputs(const char *s, FILE *fp); 将字符写入文件中；若出现写入错误，则返回EOF，否则返回一个非负数。