C 基础语法

C 语言诞生于 1972 年，是一门非常经典的编程语言，大部分人在大学阶段都学过。

不过说实话，现在实际开发中直接用 C 的场景已经不太多了，大家更多会选择更高级的语言。原因很简单：C 的标准库太简陋了，像内存分配和释放这种事情，更高级的语言会由编译器或运行时自动处理，而 C 需要你手动管理。手动管理虽然给了你最大的自由度，但也非常繁琐，容易出错。

如果只是刷题和学习算法，其实更建议用 C++，因为 C++ 有完善的标准库（动态数组、哈希表、排序等开箱即用），写起来方便很多。不过有些场景（比如考研机试）可能要求只能用 C，所以这里还是完整介绍一下 C 语言的基础。

本站所有的算法代码都配有 C 语言版本，你学完基础之后可以在刷题过程中熟悉和应用这门语言。

下面我们就开始学习 C 语言的基础语法。

¶Hello World 与程序结构

先看一个最简单的 C 程序：

拆解一下这个结构：

#include <stdio.h>       // 引入标准输入输出库

int main() {             // 程序入口函数
    // 你的代码写在这里
    return 0;            // 返回 0 表示程序正常结束
}

#include <stdio.h> 是预处理指令，告诉编译器把标准输入输出库（standard input/output）引入进来，这样你才能用 printf、scanf 这些函数。

int main() 是程序的入口函数，C 程序运行时会自动找到并执行这个函数。int 表示这个函数返回一个整数，return 0 表示程序正常结束。

每条语句末尾要加分号 ;，这是 C 语言的规矩。漏了分号编译器会报错，这是新手最常犯的错误之一。

¶标准输出

printf 用于在控制台打印内容，通过格式化字符串来控制输出格式：

常用的格式化占位符：

\n 是换行符。注意 printf 不会自动换行，需要手动加 \n。

¶读取输入

scanf 用来从控制台读取用户输入：

scanf 的关键点：变量前面要加 & 符号。具体原因涉及到指针，后面会讲，现在先记住这个规则。字符数组（如 name）比较特殊，不用加 &。

scanf 的常用格式：

上面的示例中，左下角的 stdin 区域就是模拟的用户输入，你可以修改输入内容再运行试试。

如果需要读取一整行（包括空格），可以用 fgets：

¶循环读取到输入结束

有些题目的输入数据量不确定，需要一直读取到输入结束（EOF）。把 scanf 放到 while 的条件中就行：

当输入结束时，scanf 会返回 EOF（或者返回值不等于期望读取的数量），循环自动退出。

¶变量与数据类型

¶基本类型

C 语言最常用的数据类型：

几个注意点：

long long 类型的字面量要加 LL 后缀（如 9999999999LL），否则编译器可能把它当成 int，超出范围就会出错。

char 用单引号 'A'，字符串用双引号 "Hello"，这两个不能搞混。

C 语言原本没有布尔类型，C99 标准引入了 <stdbool.h>，提供了 bool、true、false。不引入这个头文件的话，也可以直接用 int，0 表示假，非 0 表示真。

¶变量声明

C 语言是静态类型语言，变量必须先声明类型才能使用：

// 先声明，后赋值
int x;
x = 10;

// 声明的同时赋值
int y = 20;

// 一行声明多个同类型变量
int a = 1, b = 2, c = 3;

¶常量

用 const 声明常量，声明后就不能修改了：

const int MAX_SIZE = 100;
const double PI = 3.14159;

¶数组

数组用来存储一组相同类型的数据，通过下标（索引）访问，下标从 0 开始：

数组大小在创建后就固定了，不能动态增删元素。算法题中一般根据题目的数据范围开一个足够大的数组就行。

¶类型转换

小类型可以自动转换为大类型（不丢精度），反过来需要强制转换：

特别注意整数除法：1 / 2 的结果是 0 而不是 0.5，因为两个 int 相除结果还是 int，小数部分直接丢掉。这在算法题中是个常见的坑。

¶运算符

¶算术运算符

取余运算符 % 在算法题中非常常用，比如判断奇偶（n % 2 == 0）、循环数组索引（i % n）等。

¶比较与逻辑运算符

比较运算符返回 1（真）或 0（假）：==（等于）、!=（不等于）、<、>、<=、>=。

逻辑运算符用于组合条件：&&（与）、||（或）、!（非）。

¶三元运算符

条件 ? 值1 : 值2 是 if-else 的简写形式，条件为真返回值1，否则返回值2：

int a = 10, b = 20;
int max = (a > b) ? a : b;  // max = 20

¶位运算

位运算在处理二进制相关问题时非常高效，在算法题中可能会遇到。详细的位运算原理可以参考 常用的位操作，这里了解一下基本用法就行：

¶控制流

¶条件判断 if / else

¶for 循环

for 循环是最常用的循环，由三部分组成：for (初始化; 条件; 更新)。

¶while 循环

while 循环适合循环次数不确定的场景：

do-while 和 while 的区别是：do-while 先执行一次再判断条件，所以循环体至少会执行一次。实际中 do-while 用得很少，了解一下就行。

¶break 和 continue

break 跳出整个循环，continue 跳过当前这轮、进入下一轮：

¶switch 语句

switch 适合对一个变量做多个值的判断，比一长串 if-else 更清晰：

注意每个 case 后面要加 break，否则会"穿透"到下一个 case 继续执行。

¶小结

这篇介绍了 C 语言的基础语法：程序结构、输入输出、数据类型、运算符和控制流。这些是所有 C 代码的基石。

下一篇我们来详细讲讲 C 语言的 头文件与标准库，看看 #include 到底在做什么，以及标准库都给我们提供了哪些好用的工具。