银川网站建设ctocio网站不备案打不开

1 初识变量

1.1 变量的意义

        在程序设计中，变量是程序中不可或缺的组成单位，最基本的存储单元。它如同现实生活中的容器，用于临时或长期保存各种类型的数据，为程序提供灵活的数据操作能力。

        以选购手机为例，手机的各项配置（如颜色、内存、版本等）均可通过变量进行抽象表示。

• 颜色：可用字符串变量存储（例如 "瑞红"、"玄黑"）。
• 内存：可用数值或字符串变量表示（例如 "16GB+512GB"、"16GB+1TB"）。

        通过变量，程序能够动态地处理和管理这些配置信息，实现更高效的逻辑运算和数据处理。

1.2 变量的本质

        变量是内存中的一个命名存储单元，用于存储程序运行期间可以改变的数据。

        每个变量都具有以下三个核心要素：

1. 数据类型：定义变量可以存储的数据的种类（如整数、浮点数、字符等）以及该数据在内存中占用的空间大小。
2. 变量名：用于标识和引用该存储单元，通过它可访问或修改存储的值。
3. 存储的值：变量当前所保存的数据内容，可以在符合其数据类型的范围内进行变更。

        变量名在 C 语言中充当了内存中特定存储单元的标识符。每个变量在内存中都有一个唯一的地址，而变量名就是对这个地址的抽象表示，使得程序员可以通过变量名来访问和操作该地址上的数据。通过变量名，程序可以方便地访问或修改存储在相应内存单元中的值。这是程序进行数据处理和计算的基础。例如，通过变量名可以对变量进行赋值、读取、运算等操作。

1.3 变量的声明与赋值

1.3.1 声明与赋值规则

1. 先声明后使用：变量必须先声明后才能在程序中使用。
2. 声明与赋值方式：变量可以在声明后单独赋值；也可以在声明时直接初始化赋值。
3. 多变量声明：支持同时声明多个同类型变量，并可选择性地对其进行初始化赋值。
4. 值可变性：变量的值可以在其数据类型允许的范围内动态改变。
5. 唯一性约束：在同一作用域内，变量名必须唯一，禁止重复声明同名变量。

1.3.2 声明、定义、初始化与赋值的关系

        在编程学习中，我们经常会遇到 “声明变量”、“定义变量”、“初始化变量” 和 “赋值变量” 这几个专业术语。为什么要理清楚这几个的关系呢？因为在有些教材和课本中，这些术语虽然频繁出现，但它们的具体含义和区别却可能并不十分清晰。为了准确理解和运用这些概念，我们需要弄清楚这些专业术语到底表示什么意思。

• 声明变量：声明变量是指告诉编译器变量的类型和名称，但不为其分配具体的值。例如，int a; 只是声明了一个整型变量 a，此时 a 还没有被赋予任何具体的值。

• 定义变量：在 C 语言中，声明变量通常也意味着定义变量，即为变量分配内存空间。因此，int a; 既可以看作是声明，也可以看作是定义。但在某些上下文中（如函数原型中），声明变量可能只是声明而不定义，即只告诉编译器变量的类型和名称，而不为其分配内存空间。

• 初始化变量：初始化变量是指在声明变量的同时为其分配一个初始值。例如，int a = 5; 既声明了变量 a，又为其初始化了值 5。这样，在变量 a 被声明的同时，它就已经有了一个具体的值。

• 赋值变量：赋值变量是指在变量已经声明并定义后，为其分配一个新的值。例如，a = 10; 是在变量 a 已经存在的情况下，为其赋予新的值 10。此时，变量 a 的值从原来的 5 变成了 10。

        理解这些概念的区别和联系，有助于我们更好地掌握变量的使用和管理，避免在编程过程中出现混淆和错误。

1.3.3 案例演示

        首先，我们创建一个名为 “Chapter2_variable” 的文件夹，并用 VS Code 打开。接着，在该文件夹中新建一个名为 “var01.c” 的源文件，具体操作如下：

        然后编写如下代码：

#include <stdio.h>int main()
{// 1. 先声明后使用：变量必须先声明后才能在程序中使用。int a; // 声明变量 a，但未初始化// 2. 声明与赋值方式：// 2.1 变量可以在声明后单独赋值。a = 10; // 在声明后单独给变量 a 赋值// 2.2 变量也可以在声明时直接初始化赋值。int b = 20; // 在声明时直接给变量 b 初始化赋值// 3. 多变量声明：支持同时声明多个同类型变量，并可选择性地对其进行初始化赋值。int c = 30, d, e = 40; // 同时声明多个整型变量，其中 c 和 e 被初始化，d 未初始化d = 50;                // 单独给变量 d 赋值// 4. 值可变性：变量的值可以在其数据类型允许的范围内动态改变。a = a + 5;  // 改变变量 a 的值b = b - 10; // 改变变量 b 的值// 5. 唯一性约束：在同一作用域内，变量名必须唯一，禁止重复声明同名变量。// 下面的代码会导致编译错误，因为变量 b 已经在前面声明过// int b = 999; // 错误：重复声明变量 b// 变量未定义就使用：会导致编译错误// f = 60;return 0;
}

        如果将上面示例代码中的 25 行和 28 行代码注释取消掉，编译器会提示错误，如下所示：

        由此可见，在使用变量时，遵循声明与赋值规则是个不错的习惯，能让我们的编程之路更加平坦。 

---

2 printf 输出变量

2.1 使用方法

        printf 的标准含义是格式化输出文本，其名称来源于 "print formatted"（格式化打印）的缩写。printf 的标准语法规则如下：

• 格式化字符串：用双引号括起来的一个字符串，里面包括格式占位符和普通字符。普通字符会直接输出，而格式占位符则用于指定输出数据的格式。

• 格式占位符（也叫格式声明符）：由 “%” 和格式字符组成，作用是将输出的数据转换为指定的格式后输出。例如，%d 表示整数。更多的格式占位符在后续的学习中会进行讲解。

• 输出列表：是程序需要输出的一些数据，可以是常量、变量或表达式，与格式占位符一一对应。

2.2 案例演示

        新建文件 “printf01.c”，然后编写如下代码：

#include <stdio.h>int main()
{// 1. 先声明后使用：变量必须先声明后才能在程序中使用。int a; // 声明变量 a，但未初始化// 2. 声明与赋值方式：// 2.1 变量可以在声明后单独赋值。a = 10; // 在声明后单独给变量 a 赋值printf("变量 a 在单独赋值后的值: %d\n", a);// 2.2 变量也可以在声明时直接初始化赋值。int b = 20; // 在声明时直接给变量 b 初始化赋值printf("变量 b 在初始化后的值: %d\n", b);// 3. 多变量声明：支持同时声明多个同类型变量，并可选择性地对其进行初始化赋值。int c = 30, d, e = 40; // 同时声明多个整型变量，其中 c 和 e 被初始化，d 未初始化d = 50;                // 单独给变量 d 赋值printf("变量 c: %d, 变量 d: %d, 变量 e: %d\n", c, d, e);// 4. 值可变性：变量的值可以在其数据类型允许的范围内动态改变。a = a + 5;  // 改变变量 a 的值b = b - 10; // 改变变量 b 的值printf("变量 a 在修改后(+5)的值: %d\n", a);printf("变量 b 在修改后(-10)的值: %d\n", b);// 5. 唯一性约束：在同一作用域内，变量名必须唯一，禁止重复声明同名变量。// 下面的代码会导致编译错误，因为变量 b 已经在前面声明过// int b = 999; // 错误：重复声明变量 b// 解决方案：我们可以使用不同的变量名int f = 999; // 声明新的变量 fprintf("变量 f: %d\n", f);return 0;
}

        程序在 VS code 中的运行结果如下所示：

---

3 scanf 输入变量

3.1 使用方法

        scanf 主要用于从标准输入（stdin，通常是键盘）读取数据并将其存储到指定的变量中。这些变量需要提前声明。scanf 函数位于头文件 <stdio.h> 中。

        与 printf 相同，scanf 也可以通过不同的格式占位符为不同类型的变量获取值。例如，%d 用于读取整数，%f 用于读取浮点数等。更多的格式占位符在后续的学习中会进行讲解。

        需要注意的是，在 scanf 中，变量名前面需要添加 & 符号，该符号称为取地址符。这是因为 scanf 需要知道变量的内存地址，以便将输入的数据存储到该地址中。后续会在指针部分详细讲解取地址符的用法。

3.2 案例演示

        新建文件 “scanf01.c”，然后编写如下代码：

#include <stdio.h>int main()
{// 声明一个整数变量 numint num;// 提示用户输入一个数字printf("请输入一个数字：");// 从标准输入读取一个整数，并将其存储到变量 num 中scanf("%d", &num);// 输出用户输入的数字printf("您输入的数字是：%d\n", num);// 声明三个整数变量 num1, num2, num3int num1, num2, num3;// 提示用户输入三个数字printf("请输入三个数字(使用空格分隔)：");// 从标准输入读取三个整数，使用空格分隔，并将它们分别存储到变量 num1, num2, num3 中scanf("%d %d %d", &num1, &num2, &num3);// 输出用户输入的三个数字printf("数字是：%d, %d, %d\n", num1, num2, num3);// 返回 0，表示程序正常结束return 0;
}

        程序在 VS code 中的运行结果如下所示：

---

4 关键字

        关键字是 C 语言中具有特殊含义的保留单词，不能用作标识符（如变量名、函数名等）。随着 C 语言标准的不断发展，关键字的数量也在逐渐增加。

        ANSI C 有 32 个关键字，C99 标准增加了 5 个关键字，C11 标准增加了 7 个关键字。如下所示：

类别	ANSI C 关键字	C99 新增关键字	C11 新增关键字
控制语句关键字	break, case, continue, default, do, else, for, goto, if, return, switch, while	-	-
数据类型关键字	char, enum, double, long, float, int, short, signed, struct, unsigned, union, void	-	-
存储类型关键字	auto, extern, register, static	-	-
其他关键字	const, sizeof, typedef, volatile	inline, restrict, _Bool, _Complex, _Imaginary	_Alignas, _Alignof, _Atomic, _Static_assert, _Noreturn, _Thread_local, _Generic

• 控制语句关键字：用于控制程序的流程，如条件判断、循环、跳转等。
• 数据类型关键字：用于定义变量的数据类型，如整型、浮点型、字符型等。
• 存储类型关键字：用于定义变量的存储类型，如自动存储、静态存储、外部链接等。
• 其他关键字：包括常量定义、类型别名、变量大小获取、易变变量声明等，以及 C99 和 C11 标准新增的关键字，用于支持新的语言特性和功能。

---

5 标识符

        在 C 语言中，变量、函数、数组名、结构体等要素命名时使用的字符序列，称为标识符。标识符是程序中用于唯一标识这些实体的名称。

5.1 强制命名规范

        为了确保代码的可读性和可维护性，标识符的命名需要遵循以下强制规范：

1. 组成字符：标识符只能由小写或大写英文字母（a-z, A-Z）、数字（0-9）或下划线（_）组成。
2. 开头字符：标识符不能以数字开头。
3. 关键字限制：标识符不能是 C 语言的关键字。
4. 大小写敏感：标识符严格区分大小写字母。例如，Hello 和 hello 是两个不同的标识符。
5. 长度限制：标识符具有长度限制，不同编译器和平台可能会有所不同，一般限制在 63 个字符内。

合法标识符举例：

• a
• BOOK_sun
• MAX_SIZE
• Mouse
• student23
• Football
• FOOTBALL
• max
• _add
• num_1
• sum_of_numbers

非法标识符举例：

• $zj：包含非法字符 $。
• 3sum：以数字开头。
• ab#cd：包含非法字符 #。
• 23student：以数字开头。
• Foot-baii：包含非法字符 -。
• s.com：包含非法字符 .。
• b＆c：包含非法字符 ＆。
• j**p：包含非法字符 *。
• book-1：包含非法字符 -。
• tax rate：包含空格。
• don't：包含单引号 '。

5.2 建议命名规范

        除了强制规范外，为了提高代码的可读性和可维护性，以下是一些建议的标识符命名规范：

1. 使用有意义的单词：为了提高阅读性，建议使用有意义的单词作为标识符，使代码见名知意。例如，sum、name、max、year 等。
2. 使用下划线连接多个单词：对于由多个单词组成的标识符，建议使用下划线 _ 连接各个单词，以提高可读性。例如，max_classes_per_student。
3. 使用小驼峰命名法：除了使用下划线连接外，也可以使用小驼峰命名法（Camel Case）。在这种命名法中，除第一个单词外，后续单词的首字母大写。例如，myVariableName、maxClassesPerStudent。
4. 避免仅靠大小写区分：为了避免混淆，建议不要使用仅靠大小写区分的不同标识符。例如，name 和 Name 容易让人混淆，应尽量避免。
5. 避免使用下划线开头的标识符：系统内部使用了一些下划线开头的标识符，如 C99 标准添加的类型 _Bool。为了防止命名冲突，建议开发者尽量避免使用下划线开头的标识符。

---

6 编程练习

6.1 计算输入整数的和

        目标：定义两个整数变量，通过键盘输入为它们赋值，然后计算这两个整数的和并输出结果。

#include <stdio.h>// 定义主函数
int main()
{// 声明三个整型变量 a, b 和 sumint a, b, sum;// 提示用户输入两个整数，并使用空格隔开printf("请输入两个整数（使用空格隔开）：");// 从标准输入读取两个整数，并分别存储到变量 a 和 b 中scanf("%d %d", &a, &b);// 计算变量 a 和 b 的和，并将结果存储到变量 sum 中sum = a + b;// 输出计算结果printf("两数之和为：%d\n", sum);// 返回 0，表示程序正常结束return 0;
}

        程序在 VS code 中的运行结果如下所示：

6.2 交换两个整数的值

        目标：编写一个程序，输入两个整数，交换它们的值并输出。

        提示：可以使用一个临时变量来辅助交换。

#include <stdio.h>int main()
{int a, b, temp;printf("请输入两个整数（使用空格隔开）：");scanf("%d %d", &a, &b);printf("交换前的值为：a = %d, b = %d\n", a, b);// 交换 a 和 b 的值temp = a;a = b;b = temp;printf("交换后的值为：a = %d, b = %d\n", a, b);return 0;
}

        程序在 VS code 中的运行结果如下所示：