[转]《C陷阱与缺陷》读书笔记——前车之覆，后车之鉴
《C陷阱与缺陷》，作者：Andrew Koenig [美]， 译：高 巍 。
这本书是作者以自己发表过的一篇论文为基础，结合自己的工作经验扩展而成。我看过之后“吃了一斤”，它跟以往我看过的教程完全不一样，它涉及到C的各个方面，细微、精辟。用两个字形容，那就是实用。我不打算把整本书抄一遍，只对我认为“比较重要”（其实没有哪一点是不重要的）的部分做了笔记，并且是简要提取了其中的主要内容，以及相应的小例子，希望再次回顾的时候提高效率。如果你感到意犹未尽，可以下载来看。
1.1 = 不同于 ==
来看这样一个例子，
while (c=' ' || c== '\t' || c=='\n')
c = getc(f);
由于程序员在比较字符‘ ’和变量c时，误将 == 写成 = ，那么while后的表达式恒为 1，因为' '不等于零，它的ASCII码值为32。
为了避免这种情况，我们可以这样写 while(''==c || '\t'== c || '\n'==c) ，这样即使不小心将 == 写成 = ，编译器也会报错。
★ ★ 在C中，单引号括起来表示一个整数，双引号括起来表示指针。例如，字符和字符串。
1.3 词法分析中的“贪心法”
C编译器读入一个符号的规则：每一个符号应该包含尽可能多的字符，方向为自左向右。
例如，a---b <==> (a--) -b
而 y = x/*p; 中 /* 被编译器理解为一段注释的开始，如果本意是用x除以p所指向的值，应该重写如下
y = x/ *p; 或更加清楚一点，写作 y = x/(*p);
★ ★ 在用双引号括起来的字符串中，注释符 /* 属于字符串的一部分，而在注释中出现的双引号""属于注释的一部分。
二、语法陷阱
2.1 理解函数声明
来看一个表达式， (*(void(*)())0)(); 你能看出来这个表达式的含义吗？ 看不出来不要紧，慢慢来...
首先，回顾一下C变量的声明，它由两部分组成：类型以及一组类似表达式的声明符，最简单的声明符就是单个变量。
如，float f,g; 这个声明的含义：当对其求值，表达式f和g的类型为浮点型。
因为声明符与表达式类似，我们可以在声明符中任意使用括号：
float ((f));
含义：当对其求值，((f))的类型为浮点型，由此可知，f也是浮点型。
我们将这个逻辑推广到函数和指针的声明，如：
float ff();
float *pt;
这些形式组合使用，如
float *g(),(*h)();
由于()的结合优先级高于 * ，所以g是一个函数，它的返回类型为指向浮点数的指针；h是一个函数指针，h所指向函数的返回值为浮点类型。
★ ★ 由声明到类型转换符：只需要把声明中的变量名和声明末尾的分号去掉，再将剩余部分用一个括号整个“封装”。如，
☆声明 float (*h)(); 为一个指向返回值为float的函数的指针
☆而 (float (*)()) 表示一个“指向返回值为float的函数的指针”的类型转换符。
★ ★ 函数指针的调用： (*fp)();
如果fp的声明如下：
void (*fp)();
fp是一个指向返回值为void类型的函数的指针，那么(*fp)()的值为void。、
因此 (void (*)())0 表示将常数 0 转型为“指向返回值为 void 的函数的指针”类型。请认真理解这一点。
我们可以用 (void (*)())0 代替 fp ，从而得到如下调用
(*(void(*)())0)();
2.3 注意作为语句结束标志的分号
来看一个代码段
if (a>b);
a=0;
else
b=0;
注意if表达式后的分号，上面的代码相当于
if (a>b)
{}
a=0;
else
b=0;
由于没有if与 else 匹配，编译器将产生警告。
再来看一个例子，
struct logrec{
int date;
int time;
}
main()
{
...
}
注意到第一个}与main定义之间是没有分号的。因此这段代码的效果是声明函数main的返回值是结构 logrec 类型。
三、语义陷阱
3.1 指针与数组
C中的数组值得注意的两点：
一是C中只有一维数组，而且数组的大小必须在编译期就作为一个常数确定下来。然而，数组的元素可以使任何类型的对象，当然也可以是另外一个数组，这样便可以“仿真”多维数组。
二是对于一个数组，我们只能够做两件事：确定该数组大小，一级获得指向该数组下标为0的元素的指针（下标运算其实都是通过指针进行的）。
来看一个例子，若定义
int s[12][31];
int *p;
int i;
则 p = s[4];是无误的
而 p = s; 则是不行的。因为s会被转换为指向二维数组的指针，与p类型不匹配。然而，像下面这样做是可以的
int (*ap)[31];
int s[12][31];
那么 ap = s; 是可以通过的。
★ ★ 假如定义了 int a[22]; 则 *(a+i) 即数组a中下标为i的元素的引用，简记为 a[i]。实际上， a+i 与 i+a 的含义一样，因此 a[i] 与 i[a] 也具有同样的含义。
3.2 非数组的指针
假如我们有两个这样的字符串 s 和 t，并且希望将他们连成单个字符串 r。如
char *r;
strcpy(r,s);
strcat(r,t);
不幸的是，这样做事不行的。因为不能确定r 指向何处。不仅要让r 指向一个地址，而且r所指向的地址还应该有内存空间可供容纳字符串。于是我们可以这样做
char *r;
r = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1);
现在可以 strcpy(r,s); strcat(r,t); 了，不过别忘了最后 free(r);
这里注意到给 r 分配内存的时候 +1 了，这是因为 strlen() 返回的值不包括 '\0'，所以要多申请存放 '\0' 的空间！
3.6 边界计算与不对称边界
先来看一个例子，我们常常对类似的代码这样处理
int i,a[10];
for (i=0;i<10;i++)
a[i] = 0;
而不是像下面这样：
int i,a[10];
for (i=1;i<=10;i++)
a[i-1] = 0;
或者
int i,a[10];
for (i=0;i<=9;i++)
a[i] = 0;
原因是前一种方式更适合像C这样的数组下标从0开始的语言。这里包含在取值范围中的 0 为“入界点”，而不包含在取值范围之中的 10 为“出界点”。由于是形如 >=0 且 <10 这样不对称的形式，不妨把这种方式称为“不对称边界”。
在处理数组指针的时候，我们将“上界”指向缓冲区第一个未占用字符（假设指针为k），而不是最后一个已占用的字符，则数组的元素个数为该指针减去数组的首地址（假设为p）： k - p。
这里细心的读者可能会担心越界的问题。请看：
★ ★ C标准中：数组中 实际不存在的“溢界”元素 的地址位于数组所占内存之后，对该元素的引用是非法的，然而这个地址可以用于进行赋值和比较。也就是数组最后一个元素所在内存的下一个内存地址可以用于比较，但该内存中的内容却是不可读写的。
这样，结合特例外推法可以准确、直观的处理边界问题。这部分内容值得反复体会，请参阅原书P45。
3.7 求值顺序
C语言中只有四个运算符（&& 、||、？：和 ，）存在规定的求值顺序。其中：
&&和 || 是先对左侧操作数求值，只在需要时对右操作数求值。
A?B:C 是先对A求值，根据A的值再求B或C的值。
而逗号运算符是先对做操作数求值，然后该值被“丢弃”，再求右值。
★ ★ 在函数参数中的逗号并非逗号运算符，其求值顺序未定义。但在g((x,y))中却是先 x后y求值，该函数只有一个参数，即求值结果。
来看个小技巧，if(y!=0 && x/y > 5) complain(); 这里利用 && 的求职顺序先检测y是否为 0 ，避免 0 作为除数。
3.10 为函数 main提供返回值
来看这个函数
main()
{
}
若无显式声明返回类型，则默认返回类型为 int 。一个返回值为整型的函数如果返回失败，实际上是隐含地返回了某个“垃圾”整数。但是由这个返回值是无法判断该函数是否执行成功的！
六 预处理器
需求：
①需要将特定数量（例如，某个数据表的大小）在程序里出现的所有实例统统加以修改。我们希望只改动一处数值，然后重新编译即可实现。
②大多数C语言实现在函数调用时都会带来重大的开销。我们希望有这样一种程序块，它看上去像函数，但却没有函数调用的开销。
6.1 宏中的空格
对于
#define f (x) ((x)-1)
它展开后为 (x) ((x)-1)
而 #define f(x) ((x)-1)
展开后为 ((x)-1) ，并且对这个宏定义，f(3) 和 f (3)这两种调用方式求值后都为2。
6.2 宏并不是函数
从表面上看，宏玉函数的行为非常相似，但它们并不完全等同。假如：
#define abs(x) x>0?x:-x
则对 abs(a-b)展开后得到 a-b>0?a-b:-a-b ，其中-a-b即(-a)-b 与我们期望的 -(a-b) 不一致；
又，对abs(a)+1 展开后得到 a>0?a:-a+1 (与上类似，与期望不符)。
为此，应该将宏定义中每一个参数用括号括起来，并且将整个表达式也括起来，以预防引起优先级有关的问题。正确的定义应该是这样的
#define abs(x) (((x)>0)?(x):(-x))
再来看一个例子，假如有宏定义
#define max(a,b) ((a)>(b)?(a):(b))
程序中有这样的代码：
biggest = x[0];
i=1;
while(i<n)
biggest = max(biggest,x[i++]);
如果max为一个真正的函数，则上述代码无误，而如果max为一个宏，那就不能正常工作。原因是对宏扩展后
biggest = ((biggest)>(x[i++])?(biggest):(x[i++]));
其中这部分 x[i++] 有可能被执行两次，与我们的期望不符。解决办法是确保宏max中的参数没有副作用，像这样：
biggest = x[0];
for(i = 1;i<n;i++)
biggest = max(biggest,x[i]);
由此，我们看到宏和函数的一些区别。
6.3 宏并不是语句
考虑这样一个例子
#define assert(e) if(!(e)) assert_error(__FILE_,_LINE_)
则对以下代码
if(x>0 && y>0)
assert(x>y);
else
assert(y>x);
展开后得到，
if(x>0 && y>0)
if(!(x>y)) assert_error("foo.c",37);
else
if(!(y>x)) assert_error("foo.c",39);
注意到，else并不是与第一个if 匹配，这与我们的期望不符。解决办法是，将宏assert定义为一个表达式而不是一个语句：
#define assert(e) ((void)((e)||_assert_error(_FIL_,_LINE_)))
上述定义利用了对 || 两侧操作数依次顺序求值的性质。
6.4 宏不是类型定义
考虑下面的代码
#define T1 struct foo *
typedef struct foo *T2;
从两个定义来看，T1和T2从概念上完全符同，都是指向结构foo的指针。但是
T1 a,b;
T2 a,b;
对于第一个声明展开后，struct foo *a,b; ，a为指针，b不是指针，与期望不符。
7.6 内存位置0
null 指针并不指向任何对象。除了用于赋值或比较运算，出于其他任何目的的使用null指针都是非法的。例如，
p和q都是null指针，那么strcmp(p,q)的值就是未定义的。
暂时就做到这里，若发现有必要再做修改...
