一、C语言基础语法体系

1.1 数据类型与变量声明

C语言提供基本数据类型（int/float/double/char）及派生类型（数组/指针/结构体）。变量声明需指定类型与存储类别，如static int count;实现生命周期延长，const float PI=3.14;定义常量。类型转换分为隐式转换（如int a=5; float b=a;）和显式转换（(int)3.14），需注意精度损失问题。

1.2 运算符优先级与表达式

运算符按优先级分为15级，算术运算符（+ - * / %）优先级高于关系运算符（> < == !=）。自增自减运算符（++a与a++）在表达式中的行为差异显著，例如：

int a=5, b;
b = a++ + 2;  // b=7, a=6
b = ++a + 2;  // a=6, b=8

复合赋值运算符（+= -= *= /=）可简化表达式，如x *= y + 1等价于x = x * (y + 1)。

二、程序控制结构

2.1 条件分支语句

if-else结构支持嵌套，但深度超过3层会降低可读性。switch-case适用于多分支场景，需注意break语句的缺失会导致case穿透：

switch(grade) {
    case 'A': printf("Excellent"); break;
    case 'B': printf("Good");     // 无break会继续执行case 'C'
    case 'C': printf("Pass");    break;
    default:  printf("Fail");
}

2.2 循环控制机制

for循环适合已知次数场景，while与do-while用于不确定次数。循环控制语句break（立即退出）和continue（跳过本次）需谨慎使用，避免造成逻辑混乱。嵌套循环中，内层循环的break仅退出当前层。

三、函数与模块化编程

3.1 函数定义与调用

函数声明需指定返回类型、函数名及参数列表，如int max(int a, int b)。参数传递分为值传递（创建副本）和指针传递（直接操作原变量）。递归函数需设定终止条件，例如阶乘计算：

int factorial(int n) {
    if(n==0) return 1;
    return n * factorial(n-1);
}

3.2 变量作用域与生命周期

局部变量存储于栈区，函数调用结束后释放；全局变量存储于静态存储区，整个程序运行期间存在。静态局部变量（static int count=0;）仅初始化一次，保持函数调用间的值。

四、指针与内存管理

4.1 指针基础操作

指针存储内存地址，*为解引用运算符。指针算术运算以指向类型大小为步长，如int *p; p++实际增加4字节（32位系统）。空指针（NULL）和野指针需特别处理，访问空指针会导致段错误。

4.2 动态内存分配

malloc/calloc/realloc用于堆内存分配，需配套free释放。示例：

int *arr = (int*)malloc(10*sizeof(int));
if(arr==NULL) { /* 错误处理 */ }
free(arr);  // 释放后应置空
arr = NULL;

内存泄漏常见于未释放或重复释放，建议使用工具如Valgrind检测。

五、高级数据结构

5.1 数组与字符串处理

一维数组通过下标访问，二维数组按行优先存储。字符串以\0结尾，标准库函数（strlen/strcpy/strcat）不检查目标缓冲区大小，建议使用安全版本（strncpy）。

5.2 结构体与联合体

结构体组合不同类型数据，联合体共享内存空间。位域（bit-field）可精确控制成员位数：

struct Date {
    unsigned int day : 5;   // 5位足够存储1-31
    unsigned int month : 4;
    unsigned int year : 11;
};

六、文件操作与预处理

6.1 文件I/O操作

标准库提供fopen/fread/fwrite/fclose等函数，模式字符串（"r"/"w"/"a"）决定打开方式。二进制模式（"rb"）与文本模式（"r"）在换行符处理上有差异。

6.2 预处理指令

宏定义（#define PI 3.14）需注意括号保护，如#define SQUARE(x) ((x)*(x))。条件编译（#ifdef DEBUG）可实现代码选择性编译，头文件保护（#ifndef HEADER_H）防止重复包含。

七、实战开发建议

调试技巧：使用GDB分步调试，结合printf输出中间变量
代码规范：遵循K&R缩进风格，变量名采用小写加下划线
性能优化：减少函数调用开销，优先使用局部变量
安全实践：对用户输入进行边界检查，避免缓冲区溢出

本总结覆盖C语言核心知识点，建议结合《C程序设计语言（第二版）》等经典教材深入学习，通过LeetCode等平台实践算法题，逐步构建完整的编程知识体系。

C语言程序设计全书知识体系精要解析