【C语言】知识点汇总–基础知识点梳理（超全超详细）

一、从源代码到exe

二、基本数据类型

三、字符在屏幕上的显示原理

四、溢出现象

五、类型转换规律

六、短路问题

七、指针变量类型的作用

八、指针类型的扩展——多级指针

九、指针类型的扩展——指针数组

十、指针类型的扩展——数组指针

十一、一维数组-名-特性

十二、二维数组-名-特性

十三、大端存储-小端存储

十四、函数在源代码中的三种状态

十五、堆区与栈区的区别

十六、函数的执行原理

十七、枚举类型

十八、typedef

二十、const

二十一、全局/局部变量生命周期与作用域

二十二、static静态变量

二十三、extern

二十四、宏define

二十五、字符串原理

二十六、struct与union结构体联合体

二十七、链式存储与顺序存储

二十八、文件处理模型

二十九、文件复制原理

三十、组件化技术分类

一、从源代码到exe

知识点：

从源代码到exe要经过五个时期，分别为预处理期、编译期、汇编期、连接期和执行期。
在预处理期，就是程序员在编写代码的过程。编译期中编译器将源代码变为汇编语言，汇编语言是计算机语言的助记符号。汇编期中汇编器将汇编语言变为机器语言.obj，也就是计算机能够识别的01指令，机器最终执行的就是机器语言.obj，也称为目标文件。连接期就是将库函数（头文件）与所有的机器语言进行打包。最终在执行期将打包好的文件变为exe可执行文件。
如果出现语法错误，那就是在编译期出现了编译错误。
如果产生LNK连接错误就是在连接期出现了问题，可能是找不到头文件造成的，也可能是写错了main函数，或者在一个项目中没有或者出现多个main函数。

二、基本数据类型

知识点：

基本数据类型可以分为整型、字符型和浮点型三大类，其中整型包括short,int,long,long long 4小类；字符型包括char一个小类；浮点型包括float,double,long double 3小类。
不同类型的字节数：char 1 short 2 int 4 long 4 long long 8 float 4 double 8 long double 8 单位都为字节。
整型与字符型的存储原理是定点存储，它是通过符号位和二进制数的补码来存储的；浮点型的存储原理为浮点存储，它是通过符号位、指数区和尾数区来存储的。
字面值常量的前缀，如果是八进制就在常量前加0，如果是十六进制就加0x，如果是二进制就加0b，十进制则不需要前缀。
字面值的后缀，因为无符号的后缀为u，所以无符号的int类型后缀为u，正常int类型没有后缀，short类型没有后缀，long类型为l，无符号long类型为ul，long long类型为ll，无符号long long类型为ull，char无后缀。浮点型不区分有无符号，float类型为f，double没有后缀，long double为l，但一般用不到这个类型。

三、字符在屏幕上的显示原理

知识点：

字符型的本质是整型，他的字节数为1个字节，它属于定点存储，是8位的二进制数。
字符型常量如果是以影像或者八进制、十六进制的方式表达，那么需要在常量边上加上单引号”，如果是以十进制表达，那么就直接写上对应的十进制ASCII码值即可。
转义字符的作用：例如\n可以进行换行，\t可以自动制表，如果想输出\，那么需要在它的前面再加上一个\，还有许多类似的转义字符。
字符编码表的规律可以进行字母大小写的转换，因为相同字母的大小写ASCII码值相差32，多以对大写字母+32可以得到对应的小写字母；当然，对小写字母-32可以得到大写字母。如果想要将整型的数字变为字符型，那么在数字后+’0’即可，例如7+’0’=’7’，反之对字符型的数字-‘0’可以得到整型数字。

四、溢出现象

溢出现象中有这么几个问题：

-1的二进制为什么全1？

答：char类型的-1的原码为1000 0001，因为计算机在存储时存的是补码，所以要对除符号位之外的二进制进行取反变为反码1111 1110，在对其进行+1变为补码1111 1111。

什么是整型的溢出现象？

答：以图中这个短整型为例，-1的二进制存储为16个1，在加1的过程中会不断进位变为17位的二进制1 0000 0000 ……，但短整型只能存储16个二进制位，那么最前面的1就会出现溢出舍弃，称这个现象位溢出现象。

为什么有符号整型最大值+1反而是最小值？

答：我们知道，有符号的短整型最大值的二进制除符号位为0其他位都为1，对其进行+1就变为符号位为1其他位都为0，因为符号位为1是负数，并且此时为补码，要还原为原码就要对其取反再+1，先取反变为16个1，不看符号位，他的10进制为32767，再+1就是32768，最后补上符号就是最小值-32768。

五、类型转换规律

知识点：

基本数据类型转换包括两种方式一个是自动类型转换，一个是强制类型转换。
在自动类型转换中，如果计算时的存储方式相同，那么字节少的会向字节多的存储；如果是定点存储与浮点存储混合，那么会议浮点存储为主；如果是有符号与无符号混合，有符号的会存储到无符号的。
强制类型转换就是人为的将数据转换为其他数据类型，例如(double)7,就是将int类型的7转换为double类型。

六、短路问题

知识点：

逻辑与（&&）的运算特点为：有假则假、全真则真。
逻辑或（||）的运算特点为：有真则真、全假则假。
短路问题：在逻辑与运算中，利用了它有假则假的特点，计算机会对前面的式子进行判定，如果他是假的，那么计算机会判定整个逻辑为假，就不会继续对后面的表达式进行运算和判定了。逻辑或也是一样，如果前面的式子为真，那么不会再进行后续的运算，就像短路一样，所以称这种问题为短路问题。

七、指针变量类型的作用

知识点：

指针变量的内存空间大小与操作系统的位数有关。如果是X86 32位操作系统，指针的空间大小为4个字节，如果是X64 64位操作系统，那么指针的空间大小为8个字节。
指针变量保留的是所指向空间的地址。
内存地址编号的特征：首先内存地址具有唯一性、连续性，且内存地址的编号从小到大。因为字节是最小的存储单位，所以每个字节都有自己的地址编号，在取地址时，取的是变量所占字节的最小地址编号，也就是首地址。
指针变量类型的两大作用：一是它决定了指针在得到空间使用权时空间的大小。二是在指针移动时，会根据指针变量的类型不同，移动的步伐也不同，如果是int类型指针，在移动一个单位时会移动四个字节；如果是short类型指针就会移动两个字节；如果是char类型指针就会移动一个字节。

八、指针类型的扩展——多级指针

知识点：

二级指针也称为指向指针的指针。也就是将指针找到的地址再次进行存储
多级指针如何得到真正的数据：就拿图中的二级指针为例，因为二级指针存放的是数据地址的地址，所以说对其进行*操作可以得到数据的地址，在对他进行*操作即可得到真正的数据了。其他的多级指针也是一样，是几级指针就对他进行几次*操作就可以得到真正的数据。
多级指针所占内存空间的大小：因为多级指针也是指针变量，所以它的内存空间只与操作系统的位数有关。所以说如果是X86 32位操作系统，则指针变量的内存空间为4个字节，如果是X64 64位操作系统，则指针变量的内存空间大小为8个字节。

九、指针类型的扩展——指针数组

知识点：

指针数组就是存放指针的数组。
指针数组的每个成员都是指针变量，存储的就是对应空间的地址。
如何使用指针数组访问数据：我们知道，指针就像是钥匙，那么指针数组就是存放多个钥匙的数组。要想访问期成员对应的数据其实很简单，就对那个成员进行*操作即可。例如图中所示，想要访问这个指针数组第三个成员指向的数据，对它进行*操作就可以得到对应的空间了。

十、指针类型的扩展——数组指针

知识点：

数组指针就是指向数组的指针，它属于是指针类型。
数组指针与基本类型指针的区别：在这个图片中，第一行就为基本类型的指针，不难看出，数组指针所指向的空间更大，再看后两行，前边为指针数组，后边为数组指针，因为如果*p不加括号，int就会先与*结合变为int型指针，再通过后边的方括号进行扩展，最终命名为怕，而数组指针是int与方括号结合成为数组，再通过*p指向它。
数组指针如何访问数组成员空间？

答：我们知道，p指向的是数组的地址，也就是取地址符加上数组名，那么*p就是对取地址后的数组名再*操作，因为&与*为互逆操作，所以此时*p就等同于数组名，所以通过数组指针访问数组成员空间时，只要将数组名替换为*p即可。例如访问第三行第四列的成员空间正常来写就是数组名[3][4];换成数组指针的写法就是(*p)[3][4]; 。

十一、一维数组-名-特性

图片解析：

先来看这张图，我们定义了一个一维数组，在这个数组中，他的数组名本质上就是个地址，是这个数组的首地址，我们也可以理解为这个数组第0个元素的地址，那么在这个地址上加上2意思就是向后移动两列，找到的就是这个数组第2各成员的地址。在这里有个公式 *(参考地址+偏移)==参考地址[偏移] 讲的其实就是[]的计算过程，意思就是通过数组名找到第0列的地址，再向后偏移四位就找到了第4列的地址，然后通过*操作就可以得到他的空间。快捷方式就是参考地址[偏移]。最后要说的是arr与&arr的区别，虽然他们两个的值相同，但是代表的意义不同，arr代表的是数组第0列的地址，向后偏移1位找到的是第1列的地址，而&arr找到的是这个数组的地址，向后偏移1位找到的就是数组后边的地址。

知识点：

数组的特征：长度固定、同类型、有编号。
数组名是数组整个存储空间的首地址，也是第0个元素的地址，他是一个地址常量，所以是不可以修改的。
[]是空间寻找的快捷方式，他的计算过程是：*(参考地址+偏移) 。

十二、二维数组-名-特性

图片解析：

在图中，我们定义了一个int类型的二维数组。在这个数组中，数组名找到的就是第0行的地址，所以我们在数组名上加1可以找到第1行的地址，再*操作就可以得到第一行的空间。在得到行空间的基础上想要得到这行中某一成员的空间，就要在这个行空间上加上偏移量，找到某一成员的地址，再*操作就可以得到成员的空间了。这其实就是二维数组寻找成员空间的计算过程，化简之后就变成了数组名[][]，前面是行后边是列。那么二维数组名取地址找到的就还是二维数组的地址，它加上1找到的就是二维数组后面的地址，并且*操作后得到的空间大小与二维数组的空间大小相等。

知识点：

二维数组是存储一维数组的一维数组。在书写两个[]时要遵循先行后列的原则。并且可以不写行数，计算机会根据列数与成员数量自动划分行数，但是列数一定要写。
二维数组名代表数组第0行的地址。
多维数组的空间访问原理？

答：我认为他就是一个嵌套寻找空间的过程，就是不断利用*(参考地址+偏移)这个公式来逐层寻找空间。如果是访问三维数组中某一成员的空间，那么就是三层嵌套，第一层先利用数组名加偏移找到某一个平面的地址，对他*操作后得到这个平面的空间，再利用这个空间加偏移找到这个平面中某一行的地址，*操作后得到这行的空间，最后利用得到的这个行空间加偏移找到某一个成员的地址，对整体*操作后就可以得到这个三维数组中某个成员的空间了。

十三、大端存储-小端存储

图片知识点解析：

这里我们定义一个int类型的变量，他在内存中所占的空间为4个字节，因为内存中一般以16进制存储。我们知道，两个16进制就相当于8个2进制位，也就是1个字节，所以4个字节就i相当于8个16进制。所以这个9的16进制就是00 00 00 09.那么无论是大端存储还是小端存储，他的左边都是低地址，右边都是高地址。如果是大端存储，那么就是低地址存储高位，高地址存储低位，这与我们平时的思维很像，它通常用于数据传输，而小端存储则与其相反，它是低地址存储低位，高地址存储高位，通常用于内存存储。那么我们如何验证内存存储是否是小端存储呢？我们可以通过定义一个整型1，并且将它的地址强转成字符型指针，然后赋值给char类型的指针p，如果此时p指向的空间为1，则可以证明存储方式是小端存储。

十四、函数在源代码中的三种状态

图片知识点解析：

函数的三种状态包括声明状态，定义状态和调用状态、要定义一个函数，他首先需要有返回值类型，然后加上函数名和括号，括号中写上要定义的形参，再加上{}，最后在{}中写入流程结构。在声明函数时，就是将{}和其中的内容去掉，再加上；，如果函数没有进行前置声明，那么就会出现重定义的语法错误。再调用函数时，我们只需在（）中写入实参，就可以将实参传入形参，即可进行函数的调用。在我们自定义函数时，最佳的顺序就是先对我们设计好的函数进行声明，然后将调用函数写入到程序中，看逻辑是否正确，最后按照我们的需求对函数进行定义，书写函数的流程结构。

十五、堆区与栈区的区别

知识点：

内存区域通常分为5大区域，分别是存储函数的代码区，存储不变常量的常数区，存储全局变量和静态static变量的全局/静态区，还有堆区和栈区。通常来讲，代码区是低地址的，栈区是高地址的。
一般临时性的局部变量会存放在栈区，在调用函数时会在栈中创建出临时变量，在执行完毕后会自动回收掉。一般更长久的变量会存放在堆区，并且需要手动回收。
从空间大小来看，堆区的空间较大，栈区的空间较小。生长方向他们是相向生长的。分配方式和管理方式：栈区是自动分配和自动回收的。而堆区是手动分配和手动回收的。从分配效率来看，栈区是在调用函数的时候直接自动分配出来的；而堆区是要执行malloc或calloc时分配的，也就相当于手动分配，所以栈区的效率更高。堆区可能会产生碎片，所以需要手动进行回收，而栈区则不会。
堆区如果不释放会产生碎片，在堆积到一定程度时可能会导致程序崩溃，所以我们通常会在栈区创建一个指针，来指向堆区中内容的地址。在使用后通过free指针来进行空间释放，并且要使指针指向空（NULL），避免后续的操作问题。

十六、函数的执行原理

图片知识点讲解：

从宏观来看，函数的执行就像阿拉丁神灯一样，在我们调用执行的时候他就会出现，执行完毕就会消失。

从微观来看，在我们执行一个程序时，main函数会首先入栈，之后调用哪个函数哪个函数就入栈，执行完毕后就会pop弹出。这里遵循一个先进后出，后进先出的原则。那么在调用函数时，我们会将局部变量（也就是形式参数和声明变量）存放在栈区，在函数结束调用后会自动回收。

函数名实际就是个地址，也就是说他代表函数在代码区上的地址，既然是个地址，那么我们就可以创建一个指针来指向它、调用它。所以我们在栈区创建一个要指向函数类型的指针，并指向它，在这里我们要注意的是，我们在指向它时有两种方式，一种是显示方式：就是用p（指针）指向&函数名，那么在调用时就要用(*p)(实参)来调用，另一种方式是隐式方式：也就是直接用指针指向函数名，那么在调用时则可以直接用指针加(实参)来调用。因为第二种方式比较简洁明了，所以在调用执行函数时我们通常选择隐式方式。

十七、枚举类型

图片知识点解析：

枚举类型的全称是enumeration，我们在使用的时候就用enum，它是一种扩展类型，在这之前我们学习过数组，并且在以后还会学到struct结构体以及union联合体。enum可以对数据类型进行扩展，创建自定义的类型，但这个类型的值一定是固定有限的。比如生肖、血型或是方向。他的格式是enum 枚举名称 {内容1，内容2……};他在创建时，会默认给内容赋上编码，从0开始。我们也可以通过内容=整数来手动编码，但编码本身无意义，只是为了增强可读性。在使用我们创建的类型时，格式为：enum 枚举名称变量名 = 值；enum最主要的功能就是增强代码的可读性。

十八、typedef

图片知识点解析：

type是类型的意思，define是定义，那么typedef就是对类型的重新命名，定义一个新的类型。他的基本格式是typedef+现有类型名+自定义名称。比如图中左侧，将COVID-19重命名为新“新冠”，但是无论是COVID-19还是新冠，指的都是同一种东西。那么我们要想对函数指针或数组指针重命名，我们只需在表达式前面加上typedef，并且将原来的变量名换成自定义名称即可。那么什么是嵌套定义呢，比如说我们先将int类型重定义为Integer，再将Integer重命名为Integer INT，然后还可以将Integer INT在重命名为INT MYint，但是无论多少次重命名，这些自定义类型的本质都是int类型。

模板: typedef 现有类型名自定义名称

二十、const

图片知识点解析：

const就像是一把锁，如果在定义时表达式前面加上了const，那么所定义的变量就会变为只读状态。在做项目时，我们如果不想让用户改变某个变量的值，那么我们就会在定义变量时加上const。const在指针上的用法有三种，如果在*和p前面都加上const，就相当于将指针锁住并且将它指向的地址也锁住，也就是指向不可改，内容也不可改。如果只在*前面加const，就是将指向的地址锁住，就是指向可改，内容不可改。要是只在p前面加上const，那么就是将指针锁住，但仍可以通过*p改变他指向的空间，也就是指向不可改，内容可改。

作用：修饰一个变量使之成为常量。
要求：必须初始化。

二十一、全局/局部变量生命周期与作用域

图片知识点解析：

全局变量是在函数外定义的变量，它会被分配到全局/静态区，它的作用域是整个项目内，在项目内任何位置都可以通过extern来对它进行引用，但切记不可以二次赋值，它的生命周期是整个项目开始到结束。局部变量就是定义在函数内的变量，它会存放在栈区，它的生命周期是从函数入栈到弹出，作用域是所在函数内。当全局变量与局部变量重名时，不会出现重定义的语法错误，而是会将全局变量屏蔽，这里遵循一个临近原则。

二十二、static静态变量

图片知识点解析：

static所定义的是静态唯一变量，他所定义的变量会被存放在全局/静态区。static变量的值只能初始化一次，如果未进行初始值，系统会自动为其赋值0。当我们在调用函数时，函数内的变量会随着执行结束弹出而被栈区自动回收掉，但如果定义的变量为static变量，他将不会被回收。所以他的生命周期是程序开始运行到结束。它的作用域是定义所在的位置，如果是在项目中定义，它的作用域就是整个项目；如果实在目标文件那么作用域就是所在目标文件；如果实在某个函数内定义，那作用域就是这个函数。比如说我们在定义一个全局变量时，在前面加上了static，使其成为了静态全局变量，那么他就是当前源代码的全局变量，不可以在其他源代码中通过extern来引用。

static 理解为局部内的唯一变量相当于全局，但全局不可访问

二十三、extern

图片知识点解析：

extern就是外部变量链接，它用于声明来自外部的变量，它可以将全局/静态区中的全局变量在外部进行声明，然后所声明的位置就可以使用被声明的变量了，在声明时要注意的是只能声明，不能赋值定义，否则就会出现重定义的语法错误。所以他的格式是extern 数据类型变量名; 切记extern声明的变量不能赋值，有extern没赋值，有赋值没extern。

二十四、宏define

图片知识点解析：

define就是宏替换，宏是整体的意思，那么宏替换就是整体替换，它发生在预处理期，它有两种替换方式。一种是#define 宏名替换内容，这是内容没有可变部位的方式，而如果内容中有可变的部位，他就是#define 宏名(可变部位) 内容模板，其中包括可变部位和不变内容，可变的一般为数组名或数据类型。它也可以进行宏的嵌套定义，将D替换为C，将C替换为B，再将B换成A。宏替换最大的意义也是增强代码的可读性。它是一个纯复制粘贴的过程，而typedef是真正的重新命名，定义了一个新的类型。

二十五、字符串原理

图片知识点解析：

首先来看字符，字符用char来表示，他代表1个字节的字符，只能表示ASCII码值，不能表示汉字字符，他的赋值方式可以是影像赋值，也可以是十进制、八进制或是十六进制的形式。它存储的是字符的编码，并以影像的方式呈现出来。

那么字符数组和字符串有什么区别呢？首先他们都是表示若干个字符的组合，但是字符串要有字符的结束标记’\0’，有了’\0’的字符数组才能叫作字符串，但是我们手动来赋’\0’太过于麻烦，所以我们在定义字符串时通常用” “来初始化，因为他会在字符串的结尾自动赋上’\0’（注意’\0’也会占一个字符空间），那么在初始化后我们将这个字符数组称之为字符串，将” “中的内容称之为字符串常量。只要是常量，就会放在常数区。在代码中，字符串常量可以理解为一个地址，就是字符串所在常量区的首地址。

由于str1[]是局部变量，所以会在栈区被创建，在初始化时，后面的字符串会被在常数区先创建出来，而后在栈区对其进行复制。p1和p2也在栈区被创建，由于Hello\0之前已经在常数区被创建出来了，所以p1、p2可以直接来指向Hello\0。

在这里面，我们尤其要搞懂哪些值是常量，先来看左下角这几个bug出在哪里。由于p1和p2是指向常数区的地址，所以用指针当作数组名不可以对他的成员进行更改，只可以改变指针的指向，这里就像const *p一样，指针的指向可改而指向的内容不可以改。下面这个错误是因为str1是数组名，而我们知道数组名是地址常量，并且右面的内容是字符串常量，将一个常量赋给另一个常量，会出现左值不可更改的错误。但是由于str1创建的字符串是在栈区内，所以它的成员的值是可以被修改的。

二十六、struct与union结构体联合体

图片知识点：

扩展类型包括我们学过的数组和enum枚举类型还有即将要学的struct结构体和union联合体。
struct与union的区别？

答：struct是存储多个类型对象的内存块，并且这些对象不重叠。而union是一块内存，他的大小等于数据对象最大的空间大小，他的对象会重叠，因此在任何时候只能存储一个数据对象。struct占用的内存大小等于所有成员占用的内存总和，而union占用的内存大小等于他成员占用最大的内存大小。

结构体对齐补齐指什么及意义？

答：在结构体创建时会有一个对齐不齐的准则，他会选出所使用的数据类型中字节数最大的类型作为标准，并以它的字节数为一个单位，在创建空间时，如果某类型小于单位剩余字节数，那可以直接将这个类型在该单位的空间中创建，如果大于剩余字节数，那么就会再创建一个单位空间对其进行存储。要注意的是，数组的字节数是以它其中一个成员的字节数为标准的。对齐补齐的意义就是可以节省空间，提高空间使用效率。比如图中这个，这些数据类型最大字节数为4，所以一个单位空间就是四个字节，那么我们可以看到第二排剩余一个字节的空间，而最后一排只使用一个字节，如果将最后一排的char类型放在第二排进行创建，那么就会节省四个字节的空间。

union联合体使用时要注意每个时间只有一个成员在使用空间。

二十七、链式存储与顺序存储

图片知识点：

线性表是具有n个相同特性的数据元素的有限序列，他的数据结构包括链式存储和顺序存储。
顺序存储就是把线性表中的所有元素按照某种逻辑顺序，依次存储到从指定位置开始的一块连续的存储空间，比如我们学过的数组就是顺序存储。他的优点是可以快速的查找出表中任意位置的元素，缺点是插入和删除操作中需要移动大量的元素，那么效率就会很低。
链式存储又称为链表，他用一组任意存储单元存储线性表中的数据元素，包括数据域和指针域，数据域存数据，指针域指示其后继的信息。他的优点是插入和删除很方便，只需要修改数据邻节点的指向即可，缺点是查询代价较高，在查询任一元素时都需要从头节点开始遍历。

二十八、文件处理模型

图片知识点：

内存存储属于临时存储，如果不保存就会丢失，存储速度较快但存储容量较小，而外存存储属于长期存储，存储速度较慢但是容量较大。
文件存储类别包括二进制文件和文本文件，二进制文件是按照数据在内存中存储的原样存放的，而文本文件时通过字符编码进行存储。因此二进制文件的存储效率更高。
fopen函数在内存中开辟一个文件处理缓存区，我们可以定义一个文件类型的指针(FILE*)来指向缓存区，通用对缓存区的操作实现对内存中文件的读写和修改。我们通过fopen函数打开文件流，再通过fclose函数关闭文件流。

二十九、文件复制原理

图片知识点解析：

文件复制我们先用fopen函数打开被复制文件和目标文件的缓冲区，在创建from和to两个文件类型的指针指向他们，我们还需创建一个buffer数组来当作中间的缓冲区。而后我们通过fread函数将在被复制文件中的数据先读到buffer数组中，然后再通过fwrite函数将buffer数组中的数据写入到目标文件，直至被复制文件内的光标到达尾部。

三十、组件化技术分类

图片知识点解析：

静态库需要放到项目中，他会跟随项目一同打包为exe文件，所以如果exe用到的组件较多，那么他的文件体积会很大，并且每个程序的代码区都会有一份静态库，会造成空间浪费。他还不易更新，在更新时要将所有程序都更新一遍，他的优点就是移植方便。动态链接库是独立在exe外边的，它属于资源共享，谁想用谁就调用它即可，并且升级也很简单，只要更新自己就行，因为不需要打包在exe文件内，所以文件体积也会较小。