C 基础
1 sizeof
- sizeof实际上是获取了数据在内存中所占用的存储空间，以字节为单位来计数。
- C语言会自动在在双引号""括起来的内容的末尾补上"\0"代表结束，ASCII中的0号位也占用一个字符。
- 是静态运算符，他的结果在编译时刻就决定了。
- 不要在sizeof里做运算，这些运算时不会做的，比如sizeof(a++)，结束后a还是原来的值。
2 补码
- 补码的意义就是拿补码和原码可以加出一个溢出的0；11111111 + 00000001 = 100000000
- 对于-a,其补码就是(2的n次幂-a), n是位数。也就是按位取反，逐位加1
3 浮点数
- 浮点数在计算时是由专门的硬件部件完成的。
- 浮点数的表达包括：sign, exponent, fraction
- 浮点数里定义了0，正负无穷大。
- 数学上数字是连续的。但是浮点数表达时只能取离散的值，所以表达某个数时，取离它最近的那个离散的值。
- 浮点数不能用==判断是否相等。应该用a-b<10E-8的形式
4 运算符优先级
- 累加运算符++，
- a=0; a++，a的值加1，这个表示式的值=a原来的值=0；
- a=0；++a，a的值加1，这个表达式的值=a原来值+1=1；
2. 逗号
- 逗号运算符的优先级是所有运算符中最低的。
- 逗号运算符允许将多个表达式组合成为一个表达式。这个特点使得它适用于在 for 循环头部初始化或递增多个变量；
- 在初始化列表或函数参数列表中的逗号是列表元素的分隔符，它不是逗号运算符。
- 逗号运算符确保操作数被顺序地处理：先计算左边的操作数，再计算右边的操作数。右操作数的类型和值作为整个表达式的结果。x = 2.7, sqrt( 2*x )
5 函数
- 函数单一出口原则：return只有一个，虽然可以有多个，但是一个函数逻辑更好。
- C编译器是自上而下分析你的代码，所以函数可以放在主函数上面。
- 规范做法是在主函数上做函数原型声明。函数原型就是告诉编译器函数长什么样子，可以不写参数名称，但最好写。函数声明和定义是分开的。
- C语言调用函数时给的值与参数类型可以不匹配，是弱类型语言。
- printf中%d任何小于int的类型会被转换成int，%f,float会被转换成double。但是scanf不会。
6 数组
- sizeof(a)/sizeof(a[0])用来算数组长度。a[10]数组，a,&a[0],&a都可以表示数组首位置的地址。数组中单元的地址时线性递增的。
- 调试代码可以放在{}里，变量定义域不会乱。更小的{}块里，若定义的同名变量，优先用自己定义的（强龙打不过地头蛇）
- 二维数组的第二维要确定大小
- 数组变量是特殊的指针
2. 指针是const(const在*号后面)
3. 所指是const(const在*号之前)
- 当要传递的参数的类型比地址大时候，这是常用的手段：既能用比较少的字节数传递值给参数，又能避免函数对外面变量的修改。可用于结构体。
4. const数组
- const int a[] = {1,2}; 表示数组的每个单元都是const int, 所以必须通过初始化赋值。
- 为了保护数组不被函数破坏，可以设置参数为const。int sum(const int a[]), 在函数里a不能修改，在函数外a如果定义时未加const，则可以修改。
7 指针
1. 指针运算
- 可以给指针加减一个整数；两个指针可以相减；<,<=等比较运算可以对指针做，比较他们在内存中的地址。
- *p++; 故*p++相当于*(p++)，p先与++结合，然后p++整体再与*结合。
2. 指针的类型转换
- void* 表示不知道指向什么东西的指针，
- 转换类型: int* p = &i; void *q = (void*)p;并没有改变p指的变量的类型，而是通过q看i，把i当作void。
3. 指针用来做什么
- 需要传入较大的数据时用作参数（数组）
- 传入数组后对数组做操作
- 函数返回不止一个结果
- 需要用函数来修改不止一个变量
- 动态申请的内存
4. 0 地址
5. 作为函数参数的指针
- 指针传入函数，指针本身也是形参，函数内指针是main函数里指针的副本。
void local_data_test(int *plocal_data) { plocal_data = (int *)malloc(sizeof(int)); *plocal_data = 20; printf("Function plocal_data value: %d\n", *plocal_data); printf("地址%p\n", plocal_data); printf("地址%p\n", &plocal_data); } int main() { int *main_data = NULL; local_data_test(main_data); printf("地址%p\n", main_data); printf("地址%p\n", &main_data); printf("Return data: %d\n", *main_data); free(main_data); return 0; }
6. C语言函数返回指针方法
- 将函数内部定义的变量用static修饰：由于static修饰的变量，分配在静态内存区（类似于全局变量区），函数返回时，并不会释放内存，因此可以将要返回的变量加static修饰。
-
使用分配在堆上的内存：分配在堆上的内存主要指通过malloc、calloc、realloc等函数动态分配的内存，由于堆上的内存需要手动释放，因此可以在使用完以后再释放，这样指针就不会指向未知。
注意：堆上的内存必须要用完即释放，否则容易造成内存泄漏。
int *local_data_test() { int *plocal_data; plocal_data = (int *)malloc(sizeof(int)); *plocal_data = 20; printf("Function plocal_data value: %d\n", *plocal_data); return plocal_data; } int main() { int *main_data = NULL; main_data = local_data_test(); printf("Return data: %d\n", *main_data); free(main_data); main_data = NULL; return 0; }
8 动态分配内存
- #include<stdlib,h> void *malloc(size_t size)，向malloc申请的空间的大小是以字节为单位的；
- 返回的结果是void*，需要类型转换为自己需要的类型（int*)malloc(n*sizeof(int)
- free申请来的还回去，只能还申请来的空间的首地址
9 字符串
1. 字符串
- printf里""两个相邻的“”会合成一个字符串
2. 指针定义的字符串放在代码段，数组定义的放在本地变量的地方
- 数组：作为本地变量空间自动被回收；
- 指针：这个字符串不知道在哪里，用来处理参数（参数传入函数），或者动态分配空间。
- 如果要构造字符串用数组；如果要处理字符串用指针（处理指作为参数传入函数）
3. 常见错误：string要分配空间
string没有初始化，本来string里的内容，可能使string指向一个不能被更改的地址。
4. 空字符串
5. <string.h>里函数
- 防止空间不够等问题，指定长度：
char s[] = "hello";
char *p = strchr(s, 'l');//指针指到第一个l位置
p = strchr(p+1, 'l');//从第一个l的下一个位置找下一个l的位置；
char *t = (char *)malloc(strlen(p)+1);//分配空间记得加1
strcpy(t, p);//找到位置之后的数据赋值给t
*p='\0';
strcpy(t,s);//找到位置之前的数据赋值给t;
free(t);
10 枚举
- 枚举量可以作为值来用
- 枚举类型可以跟上enum作为类型，但实际上是以整数来做内部计算和外部输入输出的。
- 声明枚举量可以指定值
- 枚举只是int
enum COLOR {RED, YELLOW,GREEN,NumCOLORS}; int main() { int color = -1; char *colorName[NumCOLORS]={"red","yellow","green"}; char *name=NULL; printf("输入颜色代码\n"); scanf("%d",&color); if(color>=0 && color<=NumCOLORS) { name=colorName[color]; } else { name="unknow"; } printf("颜色%s\n",name); return 0; }
11 结构体
- 函数内部声明的结构类型只能在函数内部使用；通常在外部声明，就可以被多个函数使用了。
- 声明结构体，声明结构体的变量：
struct date{ int month; int year; int day; }; int main() { struct date today = {9,2010,3};//初始化 struct date tom = {.month = 9,.year = 2010};//初始化 struct date temp;//声明变量 temp = (struct date){3,2010,8};//赋值 temp = tom; struct date *pDate = &today;//结构变量的名字并不是结构变量的地址，必须使用&运算符 return 0; }
- 结构体作为函数参数时，在函数内新建一个结构变量，赋值调用者的结构的值；这种方式值采取的“值传递”的方式，将结构体变量所占的内存单元的内存全部顺序传递给形参。在函数调用期间形参也要占用内存单元。这种传递方式在空间和实践上开销较大，如果结构体的规模很大时，开销是很客观的。并且，由于采用值传递的方式，如果在函数被执行期间改变了形参的值，该值不能反映到主调函数中的对应的实参，这往往不能满足使用要求。因此一般较少使用这种方法。
#include<stdio.h> #include<stdbool.h> struct date{ int month; int year; int day; }; int numberOfDays(struct date d); bool isLeap(struct date d); int numberOfDays(struct date d) { int days; const int daysPerMonth[12]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}; if(d.month == 2 && isLeap(d)) { days = 29; } else { days = daysPerMonth[d.month-1]; } return days; } bool isLeap(struct date d) { bool leap = false; if((d.year%4==0 && d.year%100!=0)||d.year%400==0) { leap=true; } return leap; } int main() { struct date today; struct date tom; printf("today: day, month, year\n"); scanf("%i %i %i",&today.day, &today.month, &today.year); if(today.day != numberOfDays(today)) { tom.day = today.day+1; tom.month = today.month; tom.year = today.year; } else if(today.month==12) { tom.day = 1; tom.month = 1; tom.year = today.year + 1; } else { tom.day = 1; tom.month = today.month + 1; tom.year = today.year; } printf("tommorrow date is %i-%i-%i", tom.year,tom.month,tom.day); return 0; }
- 指向结构的指针
struct point{ int x; int y; }; struct point* getStruct(struct point* y) { scanf("%i",&y->x); scanf("%i",&y->y); printf("%d %d\n", y->x, y->y); return y; } void output(struct point p) { printf("%d %d\n", p.x, p.y); } void print(const struct point* p) { printf("%d %d\n", p->x, p->y); } int main() { struct point y = {0, 0}; getStruct(&y); output(y); output(*getStruct(&y)); print(getStruct(&y)); *getStruct(&y)=(struct point){2,3}; } return 0; }
12 自定义类型
新的名字是某种类型的别名，改善程序可读性；typedef 旧类型 新名字
13 联合或者联合体Union
- 结构体和共用体的区别在于：结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。
- 共用体占用的内存等于最长的成员占用的内存
- 文件操作，把整数等以二进制形式写入文件等可用
union var{ char c[4]; int i; }; int main(){ union var data; data.c[0] = 0x04;//因为是char类型，数字不要太大，算算ascii的范围~ data.c[1] = 0x03;//写成16进制为了方便直接打印内存中的值对比 data.c[2] = 0x02; data.c[3] = 0x11; //数组中下标低的，地址也低，按地址从低到高，内存内容依次为：04,03,02,11。总共四字节！ //而把四个字节作为一个整体（不分类型，直接打印十六进制），应该从内存高地址到低地址看，0x11020304，低位04放在低地址上。即为小端序 printf("%x\n",data.i); }
typedef union{ int i; char ch[sizeof(int)]; }CHI; int main() { CHI chi; int i; chi.i =0x1234; for(i = 0;i<sizeof(int); i++) { printf("%02hhX",chi.ch[i]); } return 0; }
14 变量
静态本地变量
- 本地变量定义时加上static修饰符就成为静态本地变量
- 函数离开时，静态本地变量会继续存在并保持其值
- 静态本地变量的初始化只会在第一次进入这个函数时做，以后进入函数时会保持上次离开的值
- 是特殊的全局变量，与全局变量位于相同的内存区域
- 静态本地变量具有全局的生存期，函数内的局部作用域
全局变量
- 定义在函数外面的变量是全局变量
- 全局变量具有全局的生存期与作用域，他们与任何函数都无关，在任何函数内都可以使用他们
- 没有初始化的会得到默认0值，只能用编译时刻已知的值来初始化全局变量，初始化发生在main函数之前
- 如果函数内部存在与全局变量同名的变量，则全局变量会被隐藏
- 尽量不要用全局变量来在函数间传递数据
static
一、 static全局变量与普通的全局变量有什么区别 ?
全局变量(外部变量)的说明之前再冠以static 就构成了静态的全局变量。 全局变量本身就是静态存储方式， 静态全局变量当然也是静态存储方式。 这两者在存储方式上并无不同。 这两者的区别在于非静态全局变量的作用域是整个源程序， 当一个源程序由多个源文件组成时，非静态的全局变量在各个源文件中都是有效的。
而静态全局变量则限制了其作用域， 即只在定义该变量的源文件内有效， 在同一源程序的其它源文件中不能使用它。
由于静态全局变量的作用域局限于一个源文件内，只能为该源文件内的函数公用，因此可以避免在其它源文件中引起错误。 static全局变量只初使化一次，防止在其他文件单元中被引用; 二、static局部变量和普通局部变量有什么区别 ？ 把局部变量改变为静态变量后是改变了它的存储方式即改变了它的生存期。把全局变量改变为静态变量后是改变了它的作用域，限制了它的使用范围。 static局部变量只被初始化一次，下一次依据上一次结果值； 三、static函数与普通函数有什么区别？ static函数与普通函数作用域不同,仅在本文件。只在当前源文件中使用的函数应该说明为内部函数(static修饰的函数)，内部函数应该在当前源文件中说明和定义。
对于可在当前源文件以外使用的函数，应该在一个头文件中说明，要使用这些函数的源文件要包含这个头文件. static函数在内存中只有一份，普通函数在每个被调用中维持一份拷贝。 四、static的三条重要作用，首先static的最主要功能是隐藏，其次因为static变量存放在静态存储区，所以它具备持久性和默认值0。
15 宏定义
1. 宏定义
- #开头的是编译预处理指令，他们不是C语言的成分但C离不开它们
- #define用来定义一个宏，#define 名字 值， 值可以是任何东西，也可以是语句或者表达式。没有结尾分号因为不是C语句
- C的编译器开始编译之前，编译预处理程序会把程序里的名字替换成值，是完全的文本替换。
- 如果一个宏的值超过一行，最后一行之前的行末要加\
- 没有值的宏可以用来做条件编译。
- 预定义的宏_LINE_表示行数，_FILE_文件名，_DATE_,_TIME_指时间。
2. 带参数的宏
- 一切都要括号，整个值要括号，参数出现的每个地方都要括号：#define RADTODEG(x) ((x)*57.29578)
- 可以带多个参数，#define MIN(a,b) ((a)>(b)?(b):(a))
- 也可以组合或嵌套使用其他宏
16 头文件
- 把函数原型放在一个头文件（.h)里，在需要这个函数的源代码文件中#include这个头文件，就能让编译器在编译的时候知道函数的原型。
- #include是一个编译预处理指令，会把文件的全部文本原封不动的插入到他所在的那个地方，所以也不一定要在c文件的最前面#include
- 在定义和使用这个函数的地方都应该#include这个头文件，一般做法就是任何c都有对应同名的h，把所有对外公开的函数原型和全局变量的声明都放进去；
- #include误区：
- 函数面前加上static，函数就被定义成为静态函数，函数的定义和声明默认情况下是extern的，但静态函数只是在声明他的文件当中可见，不能被其他文件所用。
- 全局变量前加static，就使其成为只能在所在的编译单元中被使用的全局静态变量，全局静态变量在声明他的文件之外是不可见的。
17 声明
- int i;是变量的定义；extern int i;是声明
- 变量定义：用于为变量分配存储空间，还可为变量指定初始值。程序中，变量有且仅有一个定义。定义是产生代码的东西
- 变量声明：用于向程序表明变量的类型和名字。声明是不产生代码的东西。
- 声明：函数 ，变量声明结构声明，宏声明，枚举声明，类型声明，inline函数
- 只有声明可以放在头文件中
- 标准头文件结构中，运用条件编译和宏，保证这个头文件在一个编译单元中只会被#include一次。
#ifndef _UNION_CH_ #define _UNION_CH_ #include"un.h" typedef union{ int i; char ch[sizeof(int)]; }CHI; #endif
18 标准输入输出
- printf %[flags][width][.prec][hiL]type
- scanf : %[flag]type
- printf返回输出的字符数，scanf返回读入的项目数，可以调用返回值看程序是否存在问题
19 输入输出
- 输入重定向即用文本文件代替键盘当作程序的输入。 ‘ < ‘ 符号是Unix、Linux和DOS的重定向运算符。该运算把文件和stdin流关联起来，将该文件的内容引导至程序。
- 输出重定向就是用文本文件代替屏幕当作程序的输出。’ > ’运算符是另一个重定向运算符。假设我们要将键盘输入的数据发送至一个名为test1.txt的文件。通过下面这条语句就可以完成：Reput.exe > test1.txt。
- FILE ，fopen等函数
20 文件读写
- 文本形式
- 二进制
- 比较
- 可移植性
二进制读写是将内存里面的数据直接读写入文本中，而文本呢，则是将数据先转换成了字符串，再写入到文本中。
21 按位计算
- 与&
- 或|
- 按位取反
- 按位异或
22 位运算
- 左移
- 右移
- 位段
23 可变数组
shuzu.h
#ifndef _SHUZU_
#define _SHUZU_
typedef struct{
int *array;
int size;
}Array;
Array array_create(int init_size);
void array_free(Array *a);
int array_size(const Array *a);
int* array_at(Array *a, int index);
void array_inflate(Array *a, int more_size);
void array_set(Array *a, int index, int value);
int array_get(const Array *a, int index);
#endif
shuzu.c
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include "shuzu.h"
const int BLOCK_SIZE=20;
Array array_create(int init_size)
{
Array a;
a.size = init_size;
a.array = (int*)malloc(sizeof(int)*a.size);
return a;
}
void array_free(Array *a)
{
free(a->array);
a->array = NULL;
a->size = 0;
}
int array_size(const Array *a)
{
return a->size;
}
int* array_at(Array *a, int index)
{
if(index>=a->size)
{
array_inflate(a, (index/BLOCK_SIZE+1)*BLOCK_SIZE - a->size);
}
return &(a->array[index]);
}
int array_get(const Array *a, int index)
{
return a->array[index];
}
void array_set(Array *a, int index, int value)
{
a->array[index] = value;
}
void array_inflate(Array *a, int more_size)
{
int *p = (int*)malloc(sizeof(int)*(a->size + more_size));
// for(int i = 0; i < a->size; i++)
// {
// p[i] = a->array[i];
// }
memcpy(p, a->array, sizeof(int)*(a->size));
free(a->array);
a->array = p;
a->size += more_size;
}
int main()
{
Array a = array_create(5);
printf("%d\n",array_size(&a));
*array_at(&a, 0) = 10;
int cnt=0;
while(cnt<10)
{
scanf("%d", array_at(&a, cnt++));
}
for(int i = 0; i<cnt; i++)
{
printf("%d\n",array_get(&a, i));
}
array_free(&a);
return 0;
}
24 链表
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include "shuzu.h" typedef struct _node{ int value; struct _node *next; }Node; typedef struct _list{ Node* head; }List; void add(List* pList, int number); void print(List *pList); int main() { int number; List list; list.head=NULL; printf("输入链表值，-1退出\n"); do{ scanf("%d", &number); if(number !=-1){ add(&list, number); } }while(number!=-1); print(&list); printf("查找某个链表值\n"); scanf("%d",&number); Node* p; int isFound = 0; for(p = list.head;p;p=p->next){ if(p->value == number) { printf("找到了\n"); isFound=1; break; } } if(!isFound) printf("没找到\n"); printf("删除某个链表值\n"); Node* q; for(q=NULL, p = list.head;p;q=p, p=p->next){ if(p->value == number) { //在->的左边的任何指针必须被检查 if(q) { q->next=p->next; } else { list.head = p->next; } free(p); break; } } print(&list); printf("释放链表值\n"); for(p=list.head;p;p=q) { q = p->next; free(p); } return 0; } void add(List* pList, int number) { //add to linded-list Node *p=(Node*)malloc(sizeof(Node)); p->value = number; p->next=NULL; //find the last Node* last = pList->head; if(last){ while(last->next){ last = last->next; } last->next = p; } else{ pList->head = p; } } void print(List *pList) { Node* p; printf("打印链表值\n"); for(p = pList->head;p;p=p->next){ printf("%d\t",p->value); } printf("\n"); }
25 函数指针与回调函数
https://www.runoob.com/cprogramming/c-fun-pointer-callback.html
#include <stdio.h> typedef int (*fun_ptr)(int,int); int max(int x, int y) { return x > y ? x : y; } int main(void) { /* 函数指针 */ fun_ptr fun1; fun1 = &max; // &可以省略 int a, b, c, d; printf("请输入三个数字:"); scanf("%d %d %d", & a, & b, & c); /* 与直接调用函数等价，d = max(max(a, b), c) */ d = fun1(fun1(a, b), c); printf("最大的数字是: %d\n", d); return 0; }
-
回调函数：函数指针作为某个函数的参数
- A "callback" is any function that is called by another function which takes the first function as a parameter。
- 函数 F1 调用函数 F2 的时候，函数 F1 通过参数给 函数 F2 传递了另外一个函数 F3 的指针，在函数 F2 执行的过程中，函数F2 调用了函数 F3，这个动作就叫做回调（Callback），而先被当做指针传入、后面又被回调的函数 F3 就是回调函数。
- 好处和作用，那就是解耦
#include<stdio.h> #include<softwareLib.h> // 包含Library Function所在读得Software library库的头文件 int Callback() // Callback Function { // TODO return 0; } int main() // Main program { // TODO Library(Callback); // TODO return 0; }
在回调中，主程序把回调函数像参数一样传入库函数。这样一来，只要我们改变传进库函数的参数，就可以实现不同的功能，这样有没有觉得很灵活？并且丝毫不需要修改库函数的实现，这就是解耦。
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> void populate_array(int *array, size_t arraySize, int (*getNextValue)(void)) { for (size_t i=0; i<arraySize; i++) array[i] = getNextValue(); } // 获取随机值,回调函数 int getNextRandomValue(void) { return rand(); } int main(void) { int myarray[10]; /* getNextRandomValue 不能加括号，否则无法编译，因为加上括号之后相当于传入此参数时传入了 int , 而不是函数指针*/ populate_array(myarray, 10, getNextRandomValue); for(int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", myarray[i]); } printf("\n"); return 0; }
