008-進制-C語言筆記

學習目標

1.【掌握】include預處理指令web

2.【掌握】多文件開發數組

3.【瞭解】認識進制編輯器

4.【掌握】進制之間的互相轉換ide

5.【掌握】原碼，反碼，補碼函數

6.【掌握】位運算學習

7.【掌握】int類型的修飾符spa

1、include預處理指令

其實咱們早就有接觸文件包含這個指令了，就是#include，它能夠將一個文件的所有內容拷貝另外一個文件中。操作系統

使用語法：3d

第一種：#include <文件名>code

直接到C語言庫函數頭文件所在的目錄中尋找文件

第二種：#include "文件名"

系統會先在源程序當前目錄下尋找，若找不到，再到操做系統的path路徑中查找，最後纔到C語言庫函數頭文件所在目錄中查找

使用注意：

#include指令容許嵌套包含，好比a.h包含b.h，b.h包含c.h，可是不容許遞歸包含，好比 a.h 包含 b.h，b.h 包含 a.h。下面是錯誤的用法：

使用#include指令可能致使屢次包含同一個頭文件，下降編譯效率，好比下面的狀況：

在one.h中聲明瞭一個one函數；在two.h中包含了one.h，順便聲明瞭一個two函數。(這裏就不寫函數的實現了，也就是函數的定義)

假如我想在main.c中使用one和two兩個函數，並且有時候咱們並不必定知道two.h中包含了one.h，因此可能會這樣作：

編譯預處理以後main.c的代碼是這樣的：

第1行是由#include "one.h"致使的，第二、3行是由#include "two.h"致使的(由於two.h裏面包含了one.h)。能夠看出來，one函數被聲明瞭2遍，根本就沒有必要，這樣會下降編譯效率。

爲了解決這種重複包含同一個頭文件的問題，通常咱們會這樣寫頭文件內容：

大體解釋一下意思，就拿one.h爲例：當咱們第一次#include "one.h"時，由於沒有定義_ONE_H_，因此第9行的條件成立，接着在第10行定義了_ONE_H_這個宏，而後在13行聲明one函數，最後在15行結束條件編譯。當第二次#include "one.h"，由於以前已經定義過_ONE_H_這個宏，因此第9行的條件不成立，直接跳到第15行的#endif，結束條件編譯。就是這麼簡單的3句代碼，防止了one.h的內容被重複包含。

這樣子的話，main.c中的：

       
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          #include "one.h" 
         
          #include "two.h"

就變成了：

       
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          // #include "one.h" 
         
          #ifndef _ONE_H_ 
         
          #define _ONE_H_ 
         
          void 
          one 
          ( 
          ) 
          ; 
         
          #endif 
         
          // #include "two.h" 
         
          #ifndef _TWO_H_ 
         
          #define _TWO_H_ 
         
          // #include "one.h" 
         
          #ifndef _ONE_H_ 
         
          #define _ONE_H_ 
         
          void 
          one 
          ( 
          ) 
          ; 
         
          #endif 
         
          void 
          two 
          ( 
          ) 
          ; 
         
          #endif

第2~第7行是#include "one.h"致使的，第10~第23行是#include "two.h"致使的。編譯預處理以後就變爲了：

這纔是咱們想要的結果

2、多文件開發

你們都知道咱們的C程序是由1個1個的函數組成的，當咱們的程序很大的時候，將這些函數代碼寫在寫在同1個文件之中是絕對不科學。函數太多，不方便管理，而且不利於團隊開發。

咱們的程序實際上都是分爲1個1個的模塊的，不管多大的程序都是由1個1個的小功能組成的。模塊就是功能相同或者類似的一些函數。在實際開發中，不一樣的人負責開發不一樣的功能模塊，要使用模塊中的功能的話，直接調用就能夠了。

如何寫模塊？

寫模塊的人，通常狀況下要寫兩個文件。.c文件 .h文件. header 頭文件。

.h文件之中，寫上函數的聲明。

.c文件之中，寫上函數的實現。

想要調用模塊之中的函數，只須要包含這個模塊的頭文件就能夠了。好比咱們使用printf函數須要包含stdio.h頭文件同樣，只要包含了函數的聲明，咱們就能直接使用函數了。

例如：

咱們還能給函數分組，例如：

右鍵，選擇New Group能夠建立組，進行源文件分組管理。放在組裏的源文件其實他的路徑是不會改變的：

3、認識進制

什麼是進制？

進制是記數的一種方式，側重點在於記數的時候，是逢多少進一。好比咱們平常生活中用的十進制，逢10進1。C語言中也有進制，C語言能識別的進制有二進制，十進制，八進制，十六進制。多少多少進制就是逢多少進1。

二進制：

逢二進一，每1位用0和1表示。

在C語言的代碼中，若是要寫1個二進制的數，那麼就必需要在這個二進制的數的前面加1個0b的前綴。

C語言沒有提供1個個是控制符來將1個整形變量中的數據以二進制的形式輸出。

八進制：

逢八進一，每1位 0、一、二、三、四、五、六、7中的任意1位來表示。

在C語言之中，若是要寫1個八進制的數，那麼就必需要在這個八進制的數的前面加1個前綴0。

%o 會將整形變量中的數據以八進制的形式輸出。

十進制：

逢十進一，每1位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 中的任意一位，逢十進一。

在C語言之中直接寫1個整數，默認就是十進制。

%d 是將整形變量中的數據以十進制的形式輸出。

十六進制：

逢十六進以，每1位 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 中的任意1位來表示。

若是咱們要在C語言中寫1個十六進制的數那麼就必需要在這個數的前面加1個前綴0x。

使用%x 將整形變量中的數據以十六進制的形式輸出。

例如：

       
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           10 
         
          #include <stdio.h> 
         
          int 
          main 
          ( 
          int 
          argc 
          , 
          const 
          char 
          * 
          argv 
          [ 
          ] 
          ) 
          { 
         
          int 
          num 
          = 
          0x13adf0 
          ; 
          //加0x表示十六進制 
         
          printf 
          ( 
          "num = %x\n" 
          , 
          num 
          ) 
          ; 
          //%x以十六進制形式打印 
         
          return 
          0 
          ; 
         
          }

4、進制直接的互相轉換

咱們先來引入一個概念，固然，C語言中沒有規定這些，是便於學習者進行按位運算而本身定義的概念。

數碼：一個數的每一位數字，就叫作數碼。

數位：數碼在這個數中的位置，從右到左，從0開始增加。

基數：每一位數碼最多能夠由多少個數字來表示，多少進制就是多少基數。

位權 = 數碼 * (基數的數位次方)

進制之間的轉換：

十進制轉二進制：除2取餘，直到商爲0，再餘數倒序

十進制轉八進制：除8取餘，直到商爲0，再餘數倒序

十進制轉十六進制：除16取餘,直到商爲0，再餘數倒序

二進制轉十進制：每一位的位權相加

八進制轉十進制：每一位的位權相加

十六進制轉十進制：每一位的位權相加

二進制轉換八進制：3合1，低位到高位,每3位分紅一組，高位不夠補0，求出每一組的10進制，再相連

八進制轉二進制：3拆1，將八進制的每1個數碼，拆成1個三位的二進制，再將這些二進制連起來

二進制轉十六進制：4合1，低位到高位，每四位分紅1組，高位不夠補0，求出每1組的10進制，再相連

十六進制轉二進制：1拆4，將十六進制的每1個數碼，拆成1個四位的二進制1再將這些二進制連起來

八進制轉十六進制：八進制 -> 二進制 ->十六進制

打印二進制的函數：

       
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          #include <stdio.h> 
         
          //傳入一個整數,打印他的二進制 
         
          void 
          printBinary 
          ( 
          int 
          num 
          ) 
          { 
         
          //定義一個臨時變量temp,儲存位移後的數據 
         
          int 
          temp 
          = 
          0 
          ; 
         
          //定義一個臨時變量temp1,儲存按位與後的二進制最低位數值 
         
          int 
          temp1 
          = 
          0 
          ; 
         
          for 
          ( 
          int 
          i 
          = 
          0 
          ; 
          i 
          < 
          32 
          ; 
          i 
          ++ 
          ) 
          { 
         
          //先位移,截取數據 
         
          temp 
          = 
          num 
          >> 
          ( 
          31 
          - 
          i 
          ) 
          ; 
         
          //再與1按位與,由於任何數與1與都能獲得那個任何數的二進制的最低位 
         
          temp1 
          = 
          temp 
          & 
          1 
          ; 
         
          //取出一位打印一位 
         
          printf 
          ( 
          "%d" 
          , 
          temp1 
          ) 
          ; 
         
          } 
         
          printf 
          ( 
          "\n" 
          ) 
          ; 
         
          } 
         
          int 
          main 
          ( 
          int 
          argc 
          , 
          const 
          char 
          * 
          argv 
          [ 
          ] 
          ) 
          { 
         
          //調用函數打印出整數的二進制 
         
          printBinary 
          ( 
          100 
          ) 
          ; 
         
          return 
          0 
          ; 
         
          }

本身隨意寫的，網上還有不少功能更多的進制轉換函數，須要的本身去谷歌吧。

5、原碼，反碼，補碼

聲明1個變量，其實就是在內存之中申請指定字節數的空間，用來存儲數據。不管任何數據在內存之中都是以其二進制的形式存儲的，而且是以這個數據的二進制的補碼的形式存儲的。那什麼是補碼呢？原碼、反碼、補碼都是二進制，只不過是二進制的不一樣的表現形式。

強調：全部的數據都是以其二進制的補碼的形式存儲在內存之中的。

原碼：

最高位用來表示符號位，0表明正，1表明負。其餘叫數值位，數值位是這個數的絕對值的二進制位。

反碼：

正數的反碼就是其原碼。負數的反碼，是在其原碼的基礎之上，符號位不變，數值位取反。

補碼：

正數的補碼就是，其原碼。負數的補碼，是在其反碼的基礎之上加1。

爲何要用補碼來儲存數據，由於計算機之中只有加法，沒有減法。爲了更低成本的計算出結果，因此使用補碼來存儲數據。以下例子：3 + (-2) = 1

6、位運算

什麼叫作位運算？

1個二進制數的每1位來參與運算，參與位運算的前提，是這個數必須是二進制數。而且參與運算的二進制數據必須是補碼的形式，而且算出來的結果也是補碼。

按位與 &

指的是兩個數的二進制的補碼按位進行與運算. 若是都爲1 結果就爲1 不然就爲0.

注意：任何數按位與1，結果是這個數的最低位

偶數的最低位必定是0，奇數的最低位必定是1。用1個數去按位與1，若是結果爲0那麼這個數必定是1個偶數，若是結果爲1，那麼這個數必定是1個奇數。

       
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           13 
         
          #include <stdio.h> 
         
          int 
          main 
          ( 
          ) 
          { 
         
          int 
          num 
          = 
          100 
          ; 
         
          //任意數按位與1，都能獲得他的二進制位的最低位，若是最低位是1，則是奇數，是0則是偶數。 
         
          if 
          ( 
          num 
          & 
          1 
          == 
          0 
          ) 
          { 
         
          printf 
          ( 
          "偶數\n" 
          ) 
          ; 
         
          } 
          else 
          { 
         
          printf 
          ( 
          "奇數\n" 
          ) 
          ; 
         
          } 
         
          return 
          0 
          ; 
         
          }

按位或 |

參與按位或的二進制補碼，只要有1位爲1，那麼結果就爲1，只有都爲0的時候才爲0。

按位取反 ~

這是1個單目運算符，只須要1個數據參與，將1變0，0變1

按位異或 ^

參與按位異或的二進制補碼，每一位，相同爲0，不一樣爲1。

實現交換兩個變量的值：

       
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           8 
         
           9 
         
           10 
         
           11 
         
          #include <stdio.h> 
         
          int 
          main 
          ( 
          ) 
          { 
         
          int 
          num1 
          = 
          10 
          , 
          num2 
          = 
          20 
          ; 
         
          num1 
          = 
          num1 
          ^ 
          num2 
          ; 
         
          num2 
          = 
          num1 
          ^ 
          num2 
          ; 
         
          num1 
          = 
          num1 
          ^ 
          num2 
          ; 
         
          printf 
          ( 
          "num1 = %d,num2 = %d\n" 
          , 
          num1 
          , 
          num2 
          ) 
          ; 
         
          return 
          0 
          ; 
         
          }

按位左移 <<

1個二進制補碼按位左移，就是將這個二進制位，向左移動指定的位數，溢出部分丟棄低位補零。

注意：

1個數按位左移，有可能改變其正負性。

1個數按位左移n位，至關於這個數乘以2的n次方。

16 << 3; 至關於16 * 2的3次方。就是16*8=128

按位右移 >>

參與按位右移的二進制的補碼，向右移動指定的位數，溢出部分補齊，高位補符號位。

注意：

1一個數按位右移，不會改變1個數的正負性。

1個數按位右移n位，至關於這個數除以2的n次方。

6、int類型的修飾符

咱們聲明1個int類型的變量，會在內存之中申請4個字節的空間，能夠存儲的數據-2147483647到+2147483648之間的整數。但是有的時候，數據要不了那麼大，4個字節就顯得很浪費。而有的時候，數據太大，4個字節又不夠。這個時候，咱們就可使用int類型的修飾符來解決這個問題了。

int類型的修飾符有short，long，long long。他們能夠限定int類型的變量在內存之中佔據多少個字節。

short

被short修飾的int變量，在內存之中佔據2個字節。在不考慮正負的狀況能夠表示65536個數。最高位表示符號位能夠儲存-32767到+32768之間的整數。咱們可使用%hd來輸出short int 變量的值，若是要聲明short int變量的話. 能夠省略int。好比：short num = 12;

long

被long修飾的int變量,在內存之中佔據8個字節（64位編輯器），使用%ld，輸出long int變量的值。而且若是要聲明1個long int變量，能夠省略int。好比： long num = 100;

long long

被long long 修飾的int變量不管是多少位的系統都佔據8個字節，使用%lld來輸出long long int 變量的值。而且也能夠省略int 。好比： long long num = 100;

unsigned

咱們聲明1個int類型的變量，佔據4個字節，最高位用來表示符號位。可是咱們可使用1個關鍵字，讓這個變量的最高位不表示符號位，所有位數都用來表示數據。這樣最小值就只能存儲0，可是最大值能夠翻番。

signed

要求變量的最高位用來表示符號位，默認就是這樣的。因此這個關鍵詞通常沒啥用。