变量基础
在C语言中，变量是程序中最基本的数据存储单元，用于存储各种类型的数据。
变量的声明与初始化
变量需要先声明后使用，声明格式：数据类型 变量名;
// 变量声明示例
int age; // 声明整型变量
float salary; // 声明浮点型变量
char grade; // 声明字符型变量
// 变量初始化
int count = 0; // 声明并初始化
double pi = 3.14; // 声明并初始化变量的命名规则
- 只能包含字母、数字和下划线
- 必须以字母或下划线开头
- 不能使用C语言关键字
- 区分大小写
练习题
1. 下列哪个是合法的变量名？
答案：C. _var
解析：变量名不能以数字开头（A错误），不能包含连字符（B错误），不能使用关键字（D错误）。以下划线开头的变量名是合法的。
2. 关于变量声明，以下说法正确的是？
答案：C. 变量声明指定了变量的数据类型
解析：在C语言中，变量必须先声明后使用（A错误），声明时可以不需要初始值（B错误），变量名不能包含空格（D错误）。
3. 下列代码的输出结果是？
int a = 5;
int b = a++;
printf("%d", a);答案：B. 6
解析：a++是后置递增运算符，先使用a的值赋值给b，然后a自增1，所以a的值变为6。
4. 在C语言中，变量的作用域可以是？
答案：D. 以上都是
解析：C语言中变量可以具有局部作用域（在函数内部）、全局作用域（在所有函数外部）或文件作用域（使用static关键字）。
5. 下列哪个数据类型占用内存空间最小？
答案：C. char
解析：char类型通常占用1字节，int和float通常占用4字节，double通常占用8字节。
位运算
位运算是指对操作数以二进制位(bit)为单位进行的数据处理。每一个二进制位只能存放一位二进制数"0"或"1"。
位运算符
| 运算符 | 含义 | 优先级 | 格式 |
|---|---|---|---|
| ~ | 取反 | 2 | ~a |
| << | 左移n位 | 5 | a<<n |
| >> | 右移n位 | 5 | b>>n |
| & | 按位与 | 8 | a&b |
| ^ | 按位异或 | 9 | a^b |
| | | 按位或 | 10 | a|b |
取反运算是单目运算，其余为双目运算。运算的操作数只能是整数或字符型数据，不能为实型数据。
逻辑位运算符的求值规律
| a | b | ~a | a&b | a^b | a|b |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
从表中可以得出以下结论:
① ~运算，0变1，1变0。
② &运算，当两个对应位均为1时，结果为1，否则为0。
③ ^运算，当两个对应位不同时，结果为1，否则为0。
④ |运算，当两个对应位均为0时，结果为0，否则为1。
代码示例
unsigned char a = 2, b = 4, c = 5, d = 16, e = 7, y;
y = a & b; // y = (00000010) & (00000100) = 0
y = a | b; // y = (00000010) | (00000100) = (00000110) = 6
y = a ^ c; // y = (00000010) ^ (00000101) = (00000111) = 7
y = a << 2; // y = (00000010) << 2 = (00001000) = 8
y = d >> 2; // y = (00010000) >> 2 = (00000100) = 4
y = ~e; // y = ~(00000111) = (11111000) = 248
y = d & e << 2; // y = d & (e << 2) = (00010000) & (00011100) = (00010000) = 16练习题
1. 表达式 13 & 17 的值是？
答案：A. 1
解析：13的二进制是1101，17的二进制是10001，按位与操作后得到00001，即1。
2. 表达式 5 | 12 的值是？
答案：C. 13
解析：5的二进制是0101，12的二进制是1100，按位或操作后得到1101，即13。
3. 表达式 9 << 2 的值是？
答案：C. 36
解析：9的二进制是1001，左移2位后得到100100，即36。
4. 表达式 ~0 的值是？
答案：C. -1
解析：0的二进制表示全为0，按位取反后全为1，在补码表示中全1表示-1。
5. 表达式 15 ^ 9 的值是？
答案：A. 6
解析：15的二进制是1111，9的二进制是1001，按位异或操作后得到0110，即6。
强制类型转换
强制类型转换是将表达式的结果类型强制转换成指定类型的操作。
强制类型转换运算符
运算符为(类型)，优先级为2。
格式: (类型)表达式
功能: 将表达式的结果类型强制转换成指定类型。
代码示例
(int) 3.14 // 结果为整型3
(float) 1 // 结果为浮点型1.0
1 / 2 // 结果为0
(float) 1 / 2 // 结果为0.5注意：类型名应加圆括号。例如，float(2+5)是错误的，正确的写法是(float)(2+5)。
练习题
1. 表达式 (int)3.14 + 5.2 的值是？
答案：A. 8.2
解析：(int)3.14将3.14转换为整型3，然后3+5.2=8.2。
2. 表达式 (float)(5/2) 的值是？
答案：B. 2.0
解析：5/2是整数除法，结果为2，然后强制转换为float类型，结果为2.0。
3. 表达式 (int)(7.5 + 3.2) 的值是？
答案：A. 10
解析：7.5+3.2=10.7，然后强制转换为int类型，结果为10。
4. 下列哪个表达式的结果是2.5？
答案：B. (float)5/2
解析：(float)5/2将5转换为float类型，然后除以2，结果为2.5。其他选项：A结果为2.0，C结果为2，D结果为2.0。
5. 关于强制类型转换，以下说法正确的是？
答案：B. 只影响当前表达式的计算
解析：强制类型转换只是临时改变表达式的类型，不会改变原变量的类型。它可以用于各种类型，但必须使用圆括号。
知识点总结与易错点
知识点总结
- 变量：需要先声明后使用，具有特定的数据类型和作用域
- 位运算：对二进制位进行操作，包括取反(~)、左移(<<)、右移(>>)、按位与(&)、按位异或(^)、按位或(|)
- 强制类型转换：使用(类型)运算符，临时改变表达式的类型
易错点
- 混淆位运算(&,|,^)和逻辑运算(&&,||,!)
- 忘记位运算只能用于整数和字符类型，不能用于浮点数
- 混淆左移/右移运算符的方向
- 忘记强制类型转换的优先级，导致意外的计算结果
- 混淆整数除法和浮点数除法的结果
- 忘记强制类型转换不会改变原变量的类型
综合练习题
1. 表达式 3 & 5 | 2 的值是？
答案：C. 3
解析：先计算3&5=1，然后1|2=3。
2. 表达式 (float)(10/3) 的值是？
答案：B. 3.0
解析：10/3是整数除法，结果为3，然后强制转换为float类型，结果为3.0。
3. 表达式 8 >> 1 + 1 的值是？
答案：A. 2
解析：加法优先级高于移位运算符，所以先计算1+1=2，然后8>>2=2。
4. 下列代码的输出结果是？
int a = 5, b = 2;
float c = (float)a / b;
printf("%.1f", c);答案：C. 2.5
解析：将a强制转换为float类型，然后除以2，结果为2.5。
5. 表达式 ~1 & 3 的值是？
答案：C. 2
解析：~1的二进制是11111110（假设8位），3的二进制是00000011，按位与操作后得到00000010，即2。