极简编程

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C 速记表 ​

基础语法

Hello World & 注释

// Hello World
#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}
// 单行注释 (C99+)
/* 多行注释
   可以换行 */

输入输出

#include <stdio.h>
int main() {
    // 输出
    printf("Hello, World!\n");
    printf("Number: %d, Float: %.2f\n", 42, 3.14);
    // 输入
    char name[50];
    int age;
    printf("Enter your name: ");
    scanf("%s", name);
    printf("Enter your age: ");
    scanf("%d", &age);
    printf("Hello, %s!\n", name);
    return 0;
}

变量与常量

声明方式

int x = 10;
float pi = 3.14f;
char c = 'A';
const int MAX = 100;
// 多变量声明
int a, b, c;
int x = 1, y = 2;

作用域

int global_var = 0;  // 全局作用域
void function() {
    int local_var = 0;  // 函数作用域
    if (1) {
        int block_var = 0;  // 块作用域 (C99+)
    }
}
static int file_var = 0;  // 文件作用域

存储类

auto int x = 10;     // 自动变量（默认）
static int y = 20;   // 静态变量
extern int z;        // 外部变量
register int i;      // 寄存器变量（建议）

数据类型

基本类型

// 整数
char            // 1 byte
short           // 2 bytes
int             // 4 bytes
long            // 4/8 bytes
long long       // 8 bytes
unsigned char
unsigned int
unsigned long
// 浮点数
float           // 4 bytes
double          // 8 bytes
long double     // 10/16 bytes
// 其他
_Bool           // C99+
void

类型修饰符

signed int
unsigned int
short int
long int
long long int

类型转换

// 隐式转换
int i = 10;
double d = i;
// 显式转换
double d = 3.14;
int i = (int)d;
float f = (float)10 / 3;

typedef

typedef unsigned int uint;
typedef struct {
    int x;
    int y;
} Point;
uint count = 10;
Point p = {1, 2};

运算符

算术运算符

+  -  *  /  %
++  --

比较运算符

==  !=
>  <  >=  <=

逻辑运算符

&&  ||  !

位运算符

&   |   ^   ~
<<  >>

赋值运算符

=  +=  -=  *=  /=  %=
&=  |=  ^=  <<=  >>=

其他运算符

sizeof(type)     // 类型大小
&variable        // 取地址
*pointer         // 解引用
condition ? a : b  // 三元运算符
(type)value      // 类型转换

指针

指针基础

int x = 10;
int *p = &x;     // 指向 x 的指针
*p = 20;         // 修改 x 的值
printf("%p\n", p);   // 打印地址
printf("%d\n", *p);  // 打印值

指针运算

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;
p++;           // 指向下一个元素
p--;           // 指向上一个元素
*(p + 2)       // 访问偏移元素
p[2]           // 等价于 *(p + 2)

指针与数组

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr;
arr[0] == *p
arr[1] == *(p + 1)
arr[i] == *(p + i)

函数指针

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int (*func_ptr)(int, int) = add;
int result = func_ptr(2, 3);

数组

一维数组

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int nums[5];
int values[] = {1, 2, 3};
// 访问元素
arr[0] = 10;
int val = arr[2];
// 数组长度
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

多维数组

int matrix[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};
matrix[1][2] = 100;

遍历数组

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d\n", arr[i]);
}
// 使用指针遍历
int *p = arr;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d\n", *(p + i));
}

字符串

字符串基础

char str1[] = "Hello";
char str2[20] = "World";
char *str3 = "Constant";  // 字符串字面量
// 字符串以 '\0' 结尾
char str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

字符串函数

#include <string.h>

strlen(str)              // 长度
strcpy(dest, src)        // 复制
strncpy(dest, src, n)    // 复制 n 个字符
strcat(dest, src)        // 拼接
strncat(dest, src, n)    // 拼接 n 个字符
strcmp(str1, str2)       // 比较
strncmp(str1, str2, n)   // 比较 n 个字符
strchr(str, ch)          // 查找字符
strstr(str, sub)         // 查找子串

字符串输入输出

char str[100];
// 读取
scanf("%s", str);        // 遇空格停止
fgets(str, 100, stdin);  // 读取一行
// 输出
printf("%s\n", str);
puts(str);

字符串格式化

char buffer[100];
sprintf(buffer, "Name: %s, Age: %d", name, age);
// 安全版本 (C11+)
snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Value: %d", value);

控制流

if / else

if (condition) {
    // 执行
} else if (other_condition) {
    // 执行
} else {
    // 执行
}

switch

switch (value) {
    case 1:
        printf("one\n");
        break;
    case 2:
    case 3:
        printf("two or three\n");
        break;
    default:
        printf("other\n");
}

for 循环

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("%d\n", i);
}
// 多变量
for (int i = 0, j = 10; i < j; i++, j--) {
    printf("%d %d\n", i, j);
}

while 循环

while (condition) {
    // 执行
}
do {
    // 至少执行一次
} while (condition);

跳转语句

break;       // 退出循环
continue;    // 跳过本次
return value; // 返回值
goto label;  // 跳转到标签
label:
    // 代码

函数

函数定义

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
void greet(char *name) {
    printf("Hello, %s\n", name);
}
// 函数声明（原型）
int add(int a, int b);

函数参数

// 值传递
void func(int x) {
    x = 10;  // 不影响原变量
}
// 指针传递
void func(int *x) {
    *x = 10;  // 影响原变量
}
// 数组参数
void func(int arr[], int size) {}
void func(int *arr, int size) {}  // 等价

递归

int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}
int fibonacci(int n) {
    if (n <= 1) return n;
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

结构体

定义结构体

struct Person {
    char name[50];
    int age;
    float height;
};
// 创建实例
struct Person p1 = {"Alice", 25, 1.65};
struct Person p2;
p2.age = 30;

typedef

typedef struct {
    char name[50];
    int age;
} Person;
// 使用
Person p = {"Bob", 30};

结构体指针

Person *p = malloc(sizeof(Person));
// 访问成员
p->age = 25;
(*p).age = 25;  // 等价
free(p);

嵌套结构体

typedef struct {
    char city[50];
    char country[50];
} Address;
typedef struct {
    char name[50];
    int age;
    Address address;
} Person;
Person p;
strcpy(p.address.city, "Beijing");

内存管理

动态分配

#include <stdlib.h>

// malloc - 分配内存
int *ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);
if (ptr == NULL) {
    // 分配失败
}
// 使用
ptr[0] = 100;
// 释放
free(ptr);
ptr = NULL;

calloc 与 realloc

// calloc - 分配并初始化为 0
int *arr = (int*)calloc(10, sizeof(int));
// realloc - 重新分配
arr = (int*)realloc(arr, sizeof(int) * 20);
free(arr);

内存操作

#include <string.h>

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);
void *memset(void *s, int c, size_t n);
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);

文件操作

打开与关闭

FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    perror("Error opening file");
    return 1;
}
fclose(fp);
// 文件模式
"r"  - 读
"w"  - 写（覆盖）
"a"  - 追加
"r+" - 读写
"w+" - 读写（覆盖）
"rb" - 二进制读

读取文件

char buffer[100];
// 逐行读取
while (fgets(buffer, 100, fp) != NULL) {
    printf("%s", buffer);
}
// 逐字符读取
int ch;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
    putchar(ch);
}
// 格式化读取
fscanf(fp, "%s %d", name, &age);
// 读取二进制
fread(data, sizeof(int), count, fp);

写入文件

FILE *fp = fopen("output.txt", "w");
fprintf(fp, "Name: %s\n", name);
fputs("Hello\n", fp);
fputc('A', fp);
// 写入二进制
fwrite(data, sizeof(int), count, fp);
fclose(fp);

预处理器

宏定义

#define PI 3.14159
#define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define SQUARE(x) ((x) * (x))
#undef PI  // 取消定义
// 预定义宏
__FILE__    // 文件名
__LINE__    // 行号
__DATE__    // 编译日期
__TIME__    // 编译时间

条件编译

#ifdef DEBUG
    printf("Debug mode\n");
#endif
#ifndef CONFIG_H
#define CONFIG_H
    // 头文件内容
#endif
#if defined(WIN32) || defined(_WIN32)
    // Windows 代码
#elif defined(__linux__)
    // Linux 代码
#endif

#include

#include <stdio.h>     // 系统头文件
#include "myheader.h"  // 用户头文件

标准库

stdio.h

printf()  scanf()  puts()  gets()
fopen()  fclose()  fread()  fwrite()
fgets()  fputs()  fgetc()  fputc()
fprintf()  fscanf()

stdlib.h

malloc()  calloc()  realloc()  free()
atoi()  atof()  atol()
rand()  srand()
system()  exit()  abort()
qsort()  bsearch()

string.h

strlen()  strcpy()  strcat()  strcmp()
strncpy()  strncat()  strncmp()
strchr()  strstr()  strtok()
memcpy()  memmove()  memset()  memcmp()

math.h

sqrt()  pow()  abs()  fabs()
ceil()  floor()  round()
sin()  cos()  tan()
log()  log10()  exp()
// 编译时需要链接 -lm
gcc main.c -lm

ctype.h

isdigit()  isalpha()  isalnum()
isupper()  islower()  isspace()
toupper()  tolower()

最佳实践

代码风格

// 使用有意义的名称
int user_count;  // 好
int uc;          // 不好
// 检查指针
if (ptr == NULL) {
    return;
}
// 初始化变量
int x = 0;
int *p = NULL;

内存管理

// 总是检查 malloc 返回值
int *ptr = malloc(sizeof(int) * 10);
if (ptr == NULL) {
    // 处理错误
}
// 释放后置空
free(ptr);
ptr = NULL;
// 避免内存泄漏
// 避免野指针

常见陷阱

// 数组越界
int arr[5];
arr[5] = 10;  // 错误
// 字符串未终止
char str[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};  // 缺少 '\0'
// 悬空指针
int *p = malloc(sizeof(int));
free(p);
*p = 10;  // 错误

工具链

编译器

# GCC
gcc -Wall -Wextra -O2 main.c -o main
# Clang
clang -Wall -O2 main.c -o main
# 调试
gcc -g main.c -o main
gdb ./main

编译选项

-Wall          # 所有警告
-Werror        # 警告视为错误
-O0 -O1 -O2 -O3  # 优化级别
-g             # 调试信息
-std=c99       # 指定标准
-I/path        # 包含路径
-L/path        # 库路径
-lm            # 链接数学库

Make

# Makefile
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O2
main: main.o utils.o
	$(CC) $(CFLAGS) -o main main.o utils.o
main.o: main.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c main.c
clean:
	rm -f *.o main