一、变量的定义与分类
包括变量的命名规则、作用域、生命周期、使用注意
1、变量的概念
变量是用来存储数据的被命名的内存位置。变量需要用一个有名字的、具有特定属性的存储单元来存放数据。变量必须先定义后使用或先声明后使用，定义时指定名字和类型，也可以指定初值
2、变量的定义与初始化
<存储类型> <数据类型> 变量名 = 初始值；
2.1、存储类型说明符
——用于控制变量的存储位置、生命周期和作用域
auto：局部变量默认关键字（只能用于函数内或块内）static：声明为静态变量（生命周期为整个程序，但作用域受限）extern：声明为外部变量，全局变量的默认存储类型register：建议编译器将变量存储在寄存器中，以提高访问速度typedef：用于定义类型别名；
2.2、数据类型说明符
——用于定义变量或函数的基本数据类型
int：整数类型（4个字节）signed：有符号整型unsighed：无符号整型short：短整型（2个字节）char：字符类型（1个字节）long：长整型（4个字节）float：浮点型（4个字节）double：双精度浮点型（8个字节）bool：布尔类型void：空类型，声明函数无返回值或无参数，或未定义指针类型
3、变量的命名规则
（1）只能由字母(包括大写和小写)、数字和下划线(_)组成（2）不能以数字开头（3）长度不超过63个字符（4）变量名区分大小写（5）变量名不能使用关键字
4、变量的作用域
作用域定义了变量在代码中的可见范围，C 语言的作用域包括：局部作用域 (Local Scope)仅在函数、代码块或文件内可见。全局作用域 (Global Scope)在整个程序中可见
5、变量的生命周期
变量的生命周期是指变量从创建到销毁的整个过程；
变量类型 | 存储位置 | 生命周期 | 作用域 |
自动变量(auto) | 栈（stack） | 随着函数或代码块的进入创建，离开销毁 | 定义它的函数或代码块内部 |
静态局部变量(static) | 静态数据区 | 从程序开始到程序结束，只初始化一次 | 定义它的函数内部(或代码块内部) |
静态全局变量(static) | 静态数据区 | 从程序开始到程序结束 | 定义它的文件内部 |
外部变量(extern) | 静态数据区 | 从程序开始到程序结束 | 可以在其他文件中通 过extern声明访问 |
5、局部变量与全局变量
局部变量：作用域仅限函数或代码块内部；生命周期随函数调用而开始，随函数的结束而销毁；通常存储在栈中，未初始化时值是未定义的（随机垃圾值）。全局变量：作用域可以扩展到整个程序，生命周期从程序开始到结束，存储在静态存储区，未初始化时默认值为0。
5.1、使用变量时注意
1、变量必须先声明，后使用。2、变量一旦声明，就不能再更改其类型。3、同一个作用域内不能命名重名的变量。4、变量遮蔽：当在一个嵌套的作用域中定义了与外部作用域中同名的变量时，内部变量会遮蔽外部变量。需要注意变量的实际作用域，以避免意外的结果；① 特殊情况：同名变量如果局部变量和全局变量名字一样，在局部作用域内，局部变量优先（就 近原则）#include <stdio.h> int a = 100; // 全局变量 int main() { int a = 10; // 局部变量 printf("a=%d\n", a); // 10 输出 return 0; }5、注意变量的占用空间和取值范围6、注意变量的初始化
二、整型变量：int
——包括原码、反码、补码、大小端系统
1、原码
原码：符号位加上真值的绝对值，即用第1位表示符号，其余位表示值；[1111 1111 , 0111 1111]=[-127 , 127]
0111 1111
- 最高位（第 1 位）是符号位：
0表示正数- 剩下 7 位是数值：
111 1111，十进制是127- 所以它表示
+127
1111 1111
- 最高位是符号位：
1表示负数- 剩下 7 位是数值：
111 1111，十进制是127- 所以它表示
-127
2、反码
正数的反码是其本身；负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各个位取反。[+1] = [0000 0001]原= [0000 0001]反[-1] = [1000 0001]原= [1111 1110]反计算时溢出的进位需要加到最低位
3、补码
正数的补码就是其本身；负数的补码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反，最后+1。(也即在反码的基础上+1)；[+1] = [0000 0001]原= [0000 0001]反= [0000 0001]补[-1] = [1000 0001]原= [1111 1110]反= [1111 1111]补
4、大端和小端系统
大端模式：高字节存储在低地址，低字节存储在高地址。小端模式：低字节存储在低地址，高字节存储在高地址。
5、unsigned和signed的异同
相同点：都是在一段存储空间存储的数字计算方法一样；不同点：混合判断时格式转换不同，溢出后的取值不算严格上的不同点，只是表示方法不同，计算方式是一样的；
//混合判断时 #include <stdio.h> int main(void) { unsigned int a = 5;//无符号数 signed int b = -5;//有符号数 if(b < a) { printf("b is less than a\n"); } else { printf("a is less than b\n"); } return 0; }//结果是 a is less than b//保持类型一致 #include <stdio.h> int main(void) { signed int a = 5;//无符号数 signed int b = -5;//有符号数 if(b < a) { printf("b is less than a\n"); } else { printf("a is less than b\n"); } return 0; }//结果是 b is less than a;6、转换规则
在涉及多个不同数据类型的算术运算时，编译器会按照特定规则将数据转换为相同的类型。“较低”级别的类型 →“较高”级别的类型——以避免数据丢失。char（8位）< short int（16位）< int（32位）< long long（64位）signed < unsignedint < float < double (注意数据丢失）
7、printf()的表示
对于整型变量，printf 支持以下常用的格式化符号：
%d 或 %i：用于输出有符号的十进制整数%u：用于输出无符号的十进制整数%o：用于输出八进制整数%x 或 %X：用于输出十六进制整数（%x 使用小写字母，%X 使用大写字母）在 printf 中，还可以使用修饰符指定不同大小的整型变量：%h：用于表示短整型（short）%l：用于表示长整型（long）%ll：用于表示长长整型（long long）可以通过修饰符来控制输出的宽度、对齐方式、填充字符等：宽度：指定输出字段的最小宽度。-（左对齐）：默认情况下，输出是右对齐的，使用 - 可以使其左对齐。0（零填充）：用零来填充空白位置，而不是默认的空格；
三、浮点型变量：float
1、浮点型案例
浮点数：既包含小数又包含整数的数据类型，也称为实数型浮点型常量默认为double型，可用F或f后缀标记为float型，用L或l标记为long double型。
#include <stdio.h> int main(void) { float a; a = 7 / 2.0; a = 7.0 / 2; printf("%f %f\n",a,a); return 0; }//结果是3.500000;#include <stdio.h> int main(void) { long double a = 3.1415926; __mingw_printf("%Lf\n",a);//简单说：__mingw_printf = MinGW 版的 printf return 0; }//结果是3.141593; //普通 double用%lf打印； //long double 必须用 %Lf（大写 L），用错会打印出错误的数值;2、赋值和运算细节
赋值时，如果给浮点型赋值整数，系统会自动为整数补上小数点。如果给整数型变量赋值了小数，系统会直接将小数舍去变为整数，注意这里是舍去而不是四舍五入。在有乘除的运算中，只要有一个数是浮点数，系统会自动把其他整数转换成浮点数。给浮点数赋值的时候，如果赋值号右边是计算式，要把右边的运算数变成小数才行。
3、printf()中对小数的输出
float 和 double%f：以小数点格式输出。例如：3.141592%e：以科学计数法格式输出。例如：3.141592e+00%g：根据数值的大小，自动选择 %f 或 %e，以简洁的方式输出。long double%Lf：以小数点格式输出 long double 类型的值。%Le：以科学计数法格式输出 long double 类型的值。%Lg：根据数值的大小，自动选择 %Lf 或 %Le，以简洁的方式输出。可以在 %f、%e 或 %g 中通过指定精度来控制小数点后保留的位数。语法为：%[宽度].[精度]f：指定输出的最小宽度和小数点后的精度。使用 - 符号可以左对齐输出。如果在 C 语言中写一个小数默认情况下它会被解释为 double 类型。如果你想明确地告诉编译器这个小数是 float 类型或 long double 类型，就需要在小数的末尾加上 f 或 L
四、字符型变量：char
1、ASCII码
ASCII (American Standard Code for Information Interchange)：美国信息交换标准代码是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。ASCII第一次以规范标准的类型发表是在1967年，最后一次更新则是在1986年，到目前为止共定义了128个字符；常见ASCII码的大小规则：数字< 大写字母 < 小写字母。1.数字比字母要小。如 “7”<“F”；2.数字0比数字9要小，并按0到9顺序递增。如 “3”<“8” ；3.字母A比字母Z要小，并按A到Z顺序递增。如“A”<“Z” ；4.同个字母的大写字母比小写字母要小32。如“A”<“a” 。几个常见字母的ASCII码大小：“A”为65；“a”为97；“0”为 48
2、转义字符
转义字符 | 含义 | ASCII值 (十进制) | ASCII值 (十六进制) |
\n | 换行符 (newline) | 10 | 0x0A |
\r | 回车符 (carriage return) | 13 | 0x0D |
\t | 制表符 (tab) | 9 | 0x09 |
\b | 退格符 (backspace) | 8 | 0x08 |
\f | 换页符 (form feed) | 12 | 0x0C |
\a | 响铃符 (alert/bell) | 7 | 0x07 |
\v | 垂直制表符 (vertical tab) | 11 | 0x0B |
\\ | 反斜杠 (backslash) | 92 | 0x5C |
\' | 单引号 (single quote) | 39 | 0x27 |
\" | 双引号 (double quote) | 34 | 0x22 |
\? | 问号 (question mark) | 63 | 0x3F |
\0 | 空字符 (null character) | 0 | 0x00 |
五、布尔型变量：bool
1、布尔类型的引入
1.1、概念
布尔类型是一种只能表示true（真）或false（假）两种状态的数据类型。C99标准引入。作用：布尔类型主要用于条件判断和逻辑操作。1. 提高代码的逻辑性和意图表达2. 防止潜在的编程错误3. 与现代编程语言接轨4. 代码优化和类型检查5. 统一和标准化
1.2、语法格式
C99标准之前，C语言没有原生的布尔类型，通常使用整数代替布尔值（如0表示false，非零值表示true），C99标准中引入了布尔类型，需要通过包含<stdbool.h>库来使用。定义与使用：引入头文件：#include <stdbool.h>定义布尔变量：bool flag = true;布尔值：true和false
1.3、布尔变量的操作
条件判断：使用bool变量进行条件判断：if (flag) { /* code */ }逻辑操作符：逻辑与：&&逻辑或：||逻辑非：!
1.4、bool类型与整数的相互转换
布尔类型 (bool) 和整数类型之间存在隐式转换规则：任意非零整数在转换为布尔类型时，都会被视为 true。整数值 0 转换为布尔类型时，会被视为 false。当布尔类型的值用于整数表达式时：true 会自动转换为整数值 1；false 会自动转换为整数值 0；
1.5、自定义bool类型
在 C89 标准及其之前版本（如 C90），C 语言并没有原生支持 bool 类型。在这些版本的 C 语言中，布尔值通常使用整数来表示：0 表示 false。非零值（通常为 1）表示 true。
#include <stdio.h> #define bool int #define true 1 #define false 0 int main(void) { bool flag = true; if(flag) { printf("True\n"); } else { printf("False\n"); } return 0; }//结果：ture六、静态变量static
定义：使用 static 关键字声明的变量，既可以是局部变量也可以是全局变量；
静态局部变量仅在当前函数内可见，但其生命周期贯穿整个程序的运行；静态全局变量则只能在声明它的文件中访问。生命周期：从程序开始运行时创建，直到程序结束时销毁，即使函数已经退出，静态变量的值也不会丢失。使用场景:• 维护状态信息：在函数内部使用静态变量可以保留函数的状态信息，从而在多次调用之间维持该状态。• 限制作用域：通过将变量声明为 static，可以限制其作用域到当前文件或函数，避免名称冲突，增强封装性。•性能优化：静态变量的值在多次调用之间保持不变，有助于避免不必要的初始化
七、变量的指针
1、什么是指针？
指针是一个存储内存地址的变量，指向另一个变量的存储位置；通过指针可以间接访问或操作变量的值。
2、指针操作
指针的基本操作：取地址操作符 &，获取变量的地址。示例：int y = 20;int *p = &y; // p 存储的是 y 的内存地址解引用操作符 *访问指针指向的变量值。示例：int z = 30;int *q = &z;int value = *q; // value 将被赋值为 z 的值 30；
野指针：指针变量在被创建后，如果不被赋值，他的缺省值是随机的，它的指向是不明确的，这样的指针形象地称为“野指针”。赋空值：p=0p='\0’p=NULL
#include <stdio.h> int main(void) { int x = 10; int y = 20; int *p = &x; int *q = &y; printf("%d %d\n",p,*p); printf("%d %d\n",q,*q); return 0; }3、指针的加法
当你对指针执行加法操作时，实际上是将指针向前移动多个元素的大小。例如：如果 p 是指向 int 的指针，p + 1 会将指针 p 移动到下一个 int 类型的内存地址（通常是增加 sizeof(int) 字节）；
4、指针的减法
类似于加法，减法操作将指针向后移动。例如：p - 1 会将指针 p 移动到前一个 int 类型的内存地址；
5、指针自增和自减
指针也可以使用自增（++）和自减（--）操作符。p++ 会将指针移动到下一个元素，p-- 会将指针移动到前一个元素。※p++ = p + 1 ; p-- = p - 1 ;
八、进制转换与存储单位
1、十进制与二进制
2、十进制与八进制
3、十进制与十六进制
4、二进制与八进制
5、二进制与十六进制
6、计算机的存储单位
位（bit)：二进制数中的一个数位，可以是0或者1，是计算机中数据的最小单位。字节(Byte,B)：计算机中数据的基本单位，每8位组成一个字节。各种信息在计算机中存储、处理至少需要一个字节。KB：早期用的软盘有360KB和720KB的，不过软盘已经很少使用。MB：早期微型机的内存有128MB、256MB、512MB，目前内存都是1GB、2GB甚至更大。GB：早期微型机的硬盘有60GB、80GB，目前都是500GB、1TB甚至更大。TB：目前个人用的微型机存储容量也都能达到这个级别了，而作为服务器或者专门的计算机，不可缺少这么大的存储容量。1Byt = 8bits1KB=1024B=2的10次方B
