【C语言】基本语法结构（上篇）

1. 变量声明

变量是C语言中存储数据的基本单元。

变量就像是你家收拾的物品的抽屉，每个抽屉（变量）都有名字和类型，用来存不同的东西（数据）📄。

1.1 变量的定义与命名规则

变量的定义需要明确指定其类型和名称。

[类型] [变量名]

类型就是你存储数据📊的属性。

所有变量都必须先声明后使用。

请注意，在编写C语言一个完整的语句的时候，不要忘记在末尾添加分号（英文输入法中）。

就像是你在人群中找人，你要先知道一个人的名字，才能找到那个人🗣️

C语言的变量命名需遵循以下规则：

• 由字母、数字和下划线组成，且必须以字母或下划线开头；
• 要区分大小写，如Alice和alice是两个不同的变量；
• 不能使用C语言的“关键字”作为变量名。

关键字类型	一共32个关键字（目前为止）
数据类型关键字	char、short、int、long、float、double、unsigned、signed、void、struct、union、enum
控制语句关键字	if、else、for、while、do、switch、case、default、break、continue、goto、return
存储类型关键字	auto、register、static、extern、const
其他关键字	sizeof、typedef、volatile

例如，定义一个存储年龄的整型变量：

int age;

上面这行定义了一个名叫age的变量，也就是我们现在有了一个叫age的空抽屉🗃️

1.2 变量的初始化

初始化变量就是为变量赋一个初始值。

初始化变量可以直接在声明中完成，只需在变量名后面加上* 赋值运算符（=）*和待赋给变量的值即可。

• 基础赋值运算符=：将右侧表达式的结果存储到左侧变量中，也就是将左边的数值给右侧的变量。

变量初始化的常用方法如下⬇️

int age = 18;

也就是在名为age的抽屉中，放了一张写着“18”的字条，既然它是个抽屉了，自然我们这里的数据可以不止是18，还可以是19、20。

但我们放的第一个纸条是数字18，所以变量初始化就是给“抽屉塞的第一个东西”。

上述是简单的单个变量初始化，既然有一个存储物品的空间🏠，那我们可以有很多的空间去存储不同的东西⬇️

int money = 100,save = 200;

1.3 变量作用域的基本概念

变量的作用域，听上去是个很抽象的概念，实际上变量的作用域可以理解为可见范围👀

就是意味着你能够在哪看到你的“盒子”🗃️

1.3.1 局部变量

上述我们在名为age的抽屉里放了“18”字条，抽屉的位置是在卧室。那么我们的作用域就是在卧室🛏️。

这种就称为局部变量，只有在特定区域可以使用的变量。

局部变量是在程序某个范围内可以使用，但超过这个范围便不可以使用，因为整个变量只作用在该范围内。

这是Alice的储物箱，Anna不能使用

在班级中，每个人都有自己的储物箱，那这个储物箱（变量）的所属权（作用域）是该学生而不是其他同学。

1.3.2 全局变量

与局部变量相对的就是全局变量。

这是班级公共的书架，所以Amy和Anna可以借阅

还是在班级中，班级的公共图书架📖是班级内所有都可以拿来借阅的，也就是在整个班级（程序）当中，任何人都可以对公共图书（全局变量）进行访问。

全局变量就是整个程序范围内都可以访问的变量。

在以后的程序练习中，我们会详细的介绍这两者的区别和使用，这里作为基础概念进行讲解。

2. 数据类型

C语言会把数据分成不同的“类型”，就像喜欢收纳物品的人喜欢将物品进行分类放到不同的地方。

数据类型用于存储不同类型的数据，下面是三种基本的数据类型。

2.1 整型

整型用于存储整数。

整型	介绍
int	基本整型，通常占4个字节
short（或short int）	短整型，占2个字节
long(或long int）	长整型，占4个或8个字节
long long（或long long int）	长长整型，占用8个字节

字节是计算机存储和处理数据的基础单位，在本篇3.1中我会进行这方面的介绍。

int a = 10;

定义了一个名叫a的基本整型变量，a的值为10。

2.2 浮点型

浮点型又称实型，用于存储带小数的数值。

浮点型（实型）	介绍
float	单精度浮点型，占用4个字节，精度约6-7位有效数字
double	双精度浮点型，占用8个字节，精度约15-17位有效数字

在大多数情况下，使用double可以获得更高的精度，能够让我们所计算的数据更加准确。

double pi = 3.1415926;

定义了一个名叫pi的双精度浮点型变量，pi的值为3.1415926。

2.3 字符型

字符型char用于存储单个字符，占用1个字节。

它既可以存储单个字符，也可以存储小整数。

char ch = 'A';
char num = 65;	//就是num = 'A';

注意，如果要将A赋值给ch，那么需要加上单引号（英文状态下）。

这里的小整数并非是真正的整数，而是ASCII码值，所以这里的65和’A’代表的含义是一样的，都表示大写字母A。

2.3.1 ASCII码

我们来简单的理解一下计算机⬇️

一个灯的状态有两种，开和关。

所以电子元件的状态有两种，开和关，用数字来表示就是0和1，计算机是由许许多多个电子元件组成的。

所以计算机能够直接计算有关0和1 相关的计算，也就是机器能够直接执行。

但是在现在的社会，我们生活中不止有数字，还有字符，还有其他数据，因此美国的标准化组织就出台了ASCII编码，规定了常用符号用哪些二进制数来表示。

由于数制之间是可以互相转换的，二进制可以转换成十进制（我们数学计算中，用的就是十进制），十进制可以同样转换为二进制。

十进制	二进制	ASCII 码（字符 / 含义)	分类说明
0	00000000	NUL（空字符)	控制字符，用于标识空白
8	00001000	BS（退格键)	控制字符，光标左移 1 位
9	00001001	TAB（制表符）	控制字符，光标跳格
10	00001010	LF（换行键）	控制字符，光标换行
13	00001101	CR（回车键）	控制字符，光标回车
32	00100000	（空格字符）	可显示字符，空白间隔
48	00110000	0（数字 0）	可显示字符，数字 0-9 起始
49	00110001	1（数字 1）	可显示字符，数字系列
…	… …	（数字 2-9）	十进制 48-57 对应数字 0-9
65	01000001	A（大写字母 A）	可显示字符，大写字母起始
66	01000010	B（大写字母 B）	可显示字符，大写字母系列
…	… …	（大写字母 C-Z）	十进制 65-90 对应大写 A-Z
97	01100001	a（小写字母 a）	可显示字符，小写字母起始
98	01100010	b（小写字母 b）	可显示字符，小写字母系列
…	… …	（小写字母 c-z）	十进制 97-122 对应小写 a-z
33	00100001	!（感叹号）	可显示字符，标点符号
64	01000000	@（@符号）	可显示字符，特殊符号
127	01111111	DEL（删除字符）	控制字符，用于删除操作

⬆️这就是常见的ASCII码值，下篇我会讲到有关二进制十进制的互相转换和计算，这里作为学习的参考。

3. 其他

这里我们只作传统计算机和大众计算机进行说明，不探讨其他。

3.1 计算机的存储单位

在上述有关ASCII码的学习当中，我们了解到计算机能够直接理解的就是二进制，也就是电子元件的通路/断路两种状态。

3.1.1 最小单位：位（Bit）

计算机中最小的数据单位是“位”，只能表示两种状态：0或1。

在计算过程中，位通常用bit来表示。

在计算机中的所有的数据最终都会被拆解成“0”和“1”的位组合。

3.1.2 基础单位：字节（Byte）

字节是计算机中最常用的基础存储单位，1字节一般简写为1B。

字节与位的换算关系是这样的⬇️

1字节=8位。

由于字节本身也较小，实际使用中会使用更大的单位，他们的换算关系是1024，也就是2¹⁰ 。

• 1KB（千字节） = 1024B
• 1MB（兆字节）= 1024KB
• 1GB（吉字节） = 1024MB
• 1TB（太字节）= 1024GB

3.1.3 运算单位：字（Word）

字是计算机一次能处理的数据长度，大小并不固定，取决于计算机的“字长”（如32位机、64位机），1字=字节对应的字节数。

字体现计算机的运算能力，字长越长，计算机一次能处理的数据越多，运算速度通常越快。

举例🌰

• 32位计算机：字长=32位，1字=4字节（32➗8=4），一次能处理4字节的数据📊
• 64位计算机：字长=64位，1字=8字节（64➗8=8），一次能处理8字节的数据📊

3.2 本篇参考/来源

• Kernighan, B., & Ritchie, D. The C Programming Language (第2版)[M].
• Stephen Prata. C Primer Plus（第 6 版）中文版 [M]. 姜佑 译. 北京：人民邮电出版社，2019.
• 图片由本人手绘制作✍️