C语言基础知识教学

第一个程序Hello World

C语言是一种通用、过程式的计算机编程语言，由Dennis Ritchie在1972年开发。第一个C程序通常是打印"Hello, World!"，这是一个简单但完整的程序，展示了C语言的基本结构。

                    #include <stdio.h>

                    int main() {

                        printf("Hello, World!\n");

                        return 0;

                    }

代码解析：

#include <stdio.h> - 包含标准输入输出头文件
int main() - 程序入口函数
printf() - 输出函数
return 0; - 程序正常结束

学习提示

每个C程序都必须有一个main函数作为程序入口点。printf函数用于向控制台输出文本，"\n"表示换行符。

练习题

选择题

在C语言中，程序的入口函数是？

A start()

B main()

C begin()

D init()

填空题

用于输出文本到控制台的函数是______。

判断题

C语言是面向对象的编程语言。

✓ 正确

✗ 错误

编程题

编写一个C程序，输出"欢迎学习C语言!"。

探究题

为什么学习编程语言通常从"Hello, World!"程序开始？

基本数据类型

C语言提供了几种基本数据类型，每种类型有特定内存占用和取值范围：

类型	大小(字节)	取值范围	示例
int	4	-2,147,483,648 到 2,147,483,647	int age = 25;
char	1	-128 到 127	char grade = 'A';
float	4	±3.4e-38 到 ±3.4e38	float pi = 3.14;
double	8	±1.7e-308 到 ±1.7e308	double distance = 9.46e15;

类型修饰符：

signed - 有符号数（默认）
unsigned - 无符号数，范围从0开始
short - 短整型（通常2字节）
long - 长整型（通常4或8字节）

                    // 数据类型使用示例

                    int age = 30; // 整型变量

                    float temperature = 36.5f; // 单精度浮点数

                    double pi = 3.1415926535; // 双精度浮点数

                    char initial = 'J'; // 字符型变量

                    unsigned long population = 7800000000; // 无符号长整型

练习题

选择题

以下哪个数据类型可以存储最大的整数值？

A int

B unsigned long

C float

D double

填空题

在32位系统中，int类型通常占用______字节。

计算题

计算 sizeof(short) + sizeof(float) 的值

判断题

char类型只能存储字符，不能存储整数。

✓ 正确

✗ 错误

探究题

为什么C语言需要区分float和double类型？

变量与常量

变量是程序中存储数据的基本单元，常量是不可更改的值。

变量类型：

自动变量：函数内部定义，生命周期随函数调用结束
静态变量：static修饰，生命周期持续到程序结束
全局变量：函数外部定义，整个程序可见
动态变量：malloc分配，需手动释放
局部变量：函数内部定义，仅函数内可见
函数参数：函数调用时传递的值
非局部静态变量：文件作用域的静态变量

                    // 变量声明示例

                    int globalVar = 10;         // 全局变量

                    const float PI = 3.14159f; // 常量

                    void example() {

                        int autoVar = 5;        // 自动变量

                        static int staticVar;   // 静态变量

                        int *dynamicVar = (int*)malloc(sizeof(int)); // 动态变量

                        *dynamicVar = 15;

                        free(dynamicVar);       // 释放内存

                    }

常量定义：

const int MAX = 100; - 不可修改的常量
#define PI 3.14159 - 预处理器定义的常量

重要区别

全局变量在整个程序执行期间存在，而局部变量在函数调用结束时销毁。静态变量在程序生命周期内保持其值，即使超出其作用域。

练习题

选择题

以下哪种变量的生命周期最长？

A 自动变量

B 局部变量

C 静态变量

D 函数参数

填空题

使用______关键字定义的变量在函数调用结束后仍然保留其值。

判断题

全局变量可以在程序的任何地方访问。

✓ 正确

✗ 错误

编程题

编写一个程序，演示静态变量和自动变量的区别。

探究题

为什么动态分配的内存需要手动释放？如果不释放会有什么后果？

整型数据

整型数据是C语言中最基本的数据类型之一，理解其特性至关重要。

关键概念：

溢出问题：当超出类型范围时发生，例如char类型127+1=-128
补码表示：负数用补码存储，简化算术运算补码转换演示
符号扩充：短整型转长整型时符号位扩展
整型常量：直接写在代码中的整数值，如123、0xFF
整型变量：存储整数值的变量

                    // 溢出示例

                    char a = 127;

                    a++;  // 结果变为-128（溢出）

                    // 补码示例

                    int x = -5;  // 内存中存储为1111 1011（补码形式）

                    // 符号扩充示例

                    signed char c = -42;

                    int i = c;  // i的值变为-42（符号扩充）

整型分类：

类型	字节数	格式说明符	范围
short	2	%hd	-32,768 到 32,767
int	4	%d	-2,147,483,648 到 2,147,483,647
long	4/8	%ld	-2,147,483,648 到 2,147,483,647 (4字节) 或更大(8字节)
long long	8	%lld	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807

为什么使用补码？

补码表示法解决了0的两种表示问题，并统一了加法和减法操作。在补码系统中，加法运算可以统一处理正数和负数，无需额外的减法电路。

练习题

选择题

在32位系统中，int类型的最大值是多少？

A 32767

B 65535

C 2147483647

D 4294967295

填空题

整型溢出是指当计算结果超出数据类型的______时发生的现象。

计算题

将十进制数-10转换为8位补码形式。

判断题

所有整型变量都可以存储负数值。

✓ 正确

✗ 错误

探究题

C语言基础知识

第一章：C语言基础知识

第一个程序Hello World

学习提示

练习题

在C语言中，程序的入口函数是？

用于输出文本到控制台的函数是______。

C语言是面向对象的编程语言。

编写一个C程序，输出"欢迎学习C语言!"。

为什么学习编程语言通常从"Hello, World!"程序开始？

基本数据类型

练习题

以下哪个数据类型可以存储最大的整数值？

在32位系统中，int类型通常占用______字节。

计算 sizeof(short) + sizeof(float) 的值

char类型只能存储字符，不能存储整数。

为什么C语言需要区分float和double类型？

变量与常量

重要区别

练习题

以下哪种变量的生命周期最长？

使用______关键字定义的变量在函数调用结束后仍然保留其值。

全局变量可以在程序的任何地方访问。

编写一个程序，演示静态变量和自动变量的区别。

为什么动态分配的内存需要手动释放？如果不释放会有什么后果？

整型数据

为什么使用补码？

练习题

在32位系统中，int类型的最大值是多少？

整型溢出是指当计算结果超出数据类型的______时发生的现象。

将十进制数-10转换为8位补码形式。

所有整型变量都可以存储负数值。

为什么在C语言中需要多种整型数据类型？在实际编程中应如何选择？

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