C语言中级与初级教程：数组、内存、结构体精讲

根据提供的文件信息，本篇知识点将围绕C语言中的数组、内存使用、结构体等中级和初级知识点展开，旨在帮助初学者掌握C语言核心概念。 ### C语言数组 数组是C语言中存储数据类型相同的一组数据的结构。它可以是一维数组也可以是多维数组。 #### 一维数组 一维数组是线性数据结构，用来存储一系列的相同类型数据。声明一维数组的基本语法如下： ```c 类型 数组名[大小]; ``` 数组的索引从0开始，直到`大小 - 1`。例如： ```c int numbers[5]; // 创建一个可以存储5个整数的数组 ``` 数组一旦声明后，数组大小便不可更改，且整个数组分配在一块连续的内存空间。 #### 多维数组 多维数组可以看作是数组的数组，比如二维数组可以看作是“行数组的数组”。 ```c 类型 数组名[行数][列数]; ``` 例如： ```c int matrix[3][4]; // 创建一个3行4列的二维数组 ``` 多维数组通常用于处理表格数据。 ### 内存使用 在C语言中，内存使用和管理是编程的核心部分。C语言没有自动垃圾回收机制，程序员需要手动管理内存。 #### 堆内存和栈内存 C语言的内存分为堆（heap）和栈（stack）。栈内存用于局部变量和函数调用，由编译器自动管理。堆内存则用于动态分配，程序员通过函数如`malloc`和`free`进行管理。 ```c int *p = (int*)malloc(sizeof(int) * 10); // 分配10个整数的空间 free(p); // 释放内存 ``` 动态内存管理不当会导致内存泄漏或野指针错误，因此需要格外注意。 ### 结构体 结构体（struct）是C语言中复合数据类型，允许将不同类型的数据项组合成单一的复合类型。 #### 定义和使用结构体 结构体的定义如下： ```c struct 结构体名 { 成员类型 成员名1; 成员类型 成员名2; ... }; ``` 使用结构体创建变量的方式： ```c struct Person { char *name; int age; }; struct Person person1; ``` 结构体可以嵌套使用，也可以使用指针指向结构体变量。 #### 结构体指针 结构体指针是存储结构体变量地址的指针，使用结构体指针可以方便地操作结构体数据。 ```c struct Person *ptr = &person1; printf("%s", (*ptr).name); // 使用结构体指针访问成员 ``` #### 结构体数组和动态分配 结构体也可以创建数组，以及使用动态分配的内存。 ```c struct Person people[10]; // 结构体数组 struct Person *people = (struct Person*)malloc(sizeof(struct Person) * 10); // 动态分配结构体数组 ``` ### 各种数据类型 C语言提供了多种数据类型，包括基本数据类型（如`int`, `float`, `double`），以及派生数据类型（如数组、指针、结构体）。 #### 整型和浮点型 整型用于存储整数，如`int`, `short`, `long`。浮点型用于存储实数，如`float`, `double`, `long double`。 #### 字符型 `char`类型用于存储单个字符，并且在C语言中，字符和小整数可以互换使用。 #### 类型转换 类型转换用于在不同类型变量间进行数据类型转换，分为隐式转换和显式转换。 ```c int a = 10; float b = a; // 隐式类型转换，整型转为浮点型 ``` 显式类型转换通过在变量前加目标类型实现。 ```c double c = (double)a; // 显式类型转换，整型转为双精度浮点型 ``` ### 库函数 库函数是C标准库提供的、可以被程序员调用的预定义函数。库函数可以分为输入输出库函数、字符串处理函数、数学函数等。 #### 输入输出库 输入输出库（`stdio.h`）提供了标准输入输出函数，如`printf`, `scanf`。 ```c printf("Hello, World!\n"); int num; scanf("%d", &num); ``` #### 字符串处理函数 字符串处理函数（`string.h`）用于操作字符串，如`strcpy`, `strcat`, `strlen`。 ```c char src[] = "source"; char dest[20]; strcpy(dest, src); // 复制字符串 ``` #### 数学函数 数学函数（`math.h`）提供了常见的数学计算功能，如`sin`, `cos`, `pow`。 ```c double result = pow(2, 3); // 计算2的3次方 ``` ### 指针使用 指针是存储变量地址的变量，是C语言中非常强大的功能。指针可以指向不同的数据类型。 #### 指针的声明和赋值 指针声明需要在变量前加`*`符号。 ```c int *ptr; // 声明一个指向整型的指针 ``` 对指针赋值，即给指针存储变量的地址。 ```c int var = 10; ptr = &var; // 将var的地址赋给ptr ``` #### 指针的运算和访问 指针可以进行算术运算，访问指针所指向的数据。 ```c printf("%d", *ptr); // 访问ptr指向的整数 ptr++; // 指针移动到下一个整数位置 ``` 指针使用时需特别注意避免野指针和空指针错误。 以上是针对标题中提到的C语言学习资料的详细介绍和知识点总结。此内容对于初学者理解C语言中数组、内存、结构体等核心概念非常关键，也为进一步学习C语言提供了扎实的基础。