C语言要点笔记

一．基础

1. 位运算补码（取反加一）是为了计算负数。

2. 编译原理：

源文件——.i文件——.s文件（汇编文件）——.o文件（二进制文件）——可执行文件（预处理——汇编——编译——执行）

3. Gcc（C语言编译器）+vim（linux自带的字符编辑器）

【eg.  vim 文件名，gcc 文件名，./a.out（输出）】

4. C语言基础语法：

1）if嵌套最多15层，If语句一般三到四层，else if最多写7个，switch（里面的表达式只能是char和Int类型）。

2）循环语句的老祖宗Goto语句【语法：（声明变量，定义标签（：），if判断，goto 标签）】

 

二． 函数

1. 函数调用过程原理：

应用程序启动后(剩余)内存分配如下：

1）环境变量区：path，language...

2）栈区：执行代码段；弹栈压栈（先进后出）；无论32位还是64位系统，栈的大小是固定的（2M），则如果声明一个结构体大小超过2M，则会造成内存溢出；  

3）Static（静态区）：

4）常量区：

5）代码段区：函数体...

2. ★（static）静态变量 全局变量

1）Static修饰的变量为静态变量，采用静态存储形式，但反过来，静态存储形式的不一定就是局部静态变量，例如全局变量也是静态存储形式。

2）静态变量分为全局静态变量和局部静态变量

全局静态变量与全局变量有区别：

虽然同为静态存储方式，但是全局静态变量失去了全局的“普遍含义”它所指的“全局”仅限制在本文件里，而全局变量却是各个文件可见的。

?局部静态变量与局部变量有区别：

A.存储方式不同，前者为静态存储方式，后者为动态存储方式；

B.作用域是一致的，只局限于“模块”或者“代码段”；

?局部静态变量最大的特点就是作用类似于全局变量，而作用域类似于局部变量，（生命周期）与应用程序同生共死，在走出了某个函数或者代码段后生命周期延续，当再次回到这个函数或者代码段时，上次走出时的值仍然保存到现在，所以一般用它来做计数器。

3.自动变量（auto）和寄存器变量（register），外部变量（extern）

★变量类型用来说明变量所占空间的大小，变量存储类型用来说明变量的作用范围。

C语言变量存储类型有：

自动类型：不加则默认（局部变量）

?寄存器类型：放在一个CPU寄存器中（数据在寄存器中操作比在内存中快），提高了程序代码执行速度。注意：取地址符&不能用于寄存器变量，它只能用于整型和字符型。

?静态类型和外部类型

4.const修饰符【修饰只读变量（声明了const的变量是不能修改的）】

C语言中的Const放在不同位置有不同的作用，在不同情况下有不同用法。在此之前，开发者一直使用宏定义：#define VAR 100 来定义一下有特殊用途的类常量，不过因其存在一些劣势，const应运而生，后来便使用const int VAR=100 来定义类常量了。两种写法存储区域不同，前者放在常量区，后者放在栈区。

★★总结：

const声明的变量必须要进行初始化赋值，如果错过这个机会，以后就不能再给const的变量赋值了。

?int const和const int，“颠倒写”都是可以的，但当const和指针掺和到一起时，“颠倒写”的规律可未必成立。

?const和指针搭配是噩梦

eg1.

int main(){

int a = 5;

int b = 6;

//int const *p=&a;//const在*前面，修饰指向的对象，p可变，p指向的变量的值不可变

int * const p=&a;//const在*后面，修饰指针，p不可变(只读)，p指向的变量的值可变

//const int *const p=&a;//指针p和p指向的对象都不可变

//p = &b;

*p = 100;

return 0;

}

结论：通俗的说，A指针可以随便指向一个整型，但只要被A盯上了的整型变量在使用*A引用时就不能修改了。

eg2.

int num=12;

int tmp=100;

const int *A=#

A=&tmp;

tmp=3

printf(“result=%d\n”,*A);//输出结果为3

return 0;

}

eg3.char *find_char(char const * source){

char *p=(char*)source;//强制转换

return p;

}

结论：即使A指向了tmp，虽然不能修改*A，但是仍然可以用tmp来修改这个值，不管*A

5.volatile 修饰符

volatile影响编译器编译的结果变量是随时肯发生变化的，与volatile变量有关的运算，不要进行编译优化，以免出错。

valatile可以保证对特殊地址的稳定反应，不会出错。

6.可变参数列表

eg. void fun(int a,...) //不知道a后面有多少个参数，写三个点。

7.递归函数（解决复杂问题）

8.程序结构（以函数为最小单位）

9.系统函数

随机数

rand()%100：%100表范围0-100，另外，可以srand((unsigned)time(NULL))为参照物。

?Math.h

Sqrt()：在gcc编译的时候要加-lm参数，把math库文件加进来。

 

三． 数组

字符数组：char[5]={‘h’, ‘e’ , ‘l’ , ‘l’ , ‘o’};结尾没有”\0”。

字符串数组：char[10]=”hello”;虽然使用双引号初始化，但是编译器会给数组的结尾加上”\0”(转义字符)，表示结束。

 

四． 指针  

1. 指针是保存内存地址的变量；可以用来存放任何已被定义的变量地址，即使他们没有被赋值。

eg.

int num=5;//定义Int类型的变量

int *p;(int*)p //声明一个Int类型的指针用来保存Int类型变量的地址

p=# //取num变量的地址放到p里面

printf(“%d\n,*p”);

指针变量 p

变量指针 *p //此处（声明后）加*（间接运算符）表示取指针里面的值，即用指针来访问值。

 

2. 空指针可以指向任何地址并对该地址的数值进行修改或者删除，所以需将其初始化为0。

3. 不同类型变量所占内存大小不同，指针只能保存与它类型相同的变量的内存地址。

【32位系统中所有类型的指针大小都是是4个字节（正好保存4G内存地址），64位系统中是8个字节】，(sizeof(指针))

 

4. 易混淆概念：指针地址，指针保存的地址和改地址的值。

5. 为什么使用指针（堆和栈的概念）

虽然通过变量名可以访问数据，但在操作大型数据和类时，由于指针可以通过内存地址直接访问数据，从而避免在程序中复制大量的代码，因此指针的效率最高，一般来说，指针会有三大用途：

1）处理堆中堆放的大型数据。

2）快速访问类的成员数据和函数。

3）以别名的方式向函数传递参数

 

★堆和栈

一般来说，程序就是与数据打交道，程序执行某一功能时将给功能所需数据加载到内存中，然后在执行完毕时释放掉该内存。

数据在内存中的存放形式：

1）栈区（stack）:由操作系统自己分配并释放，一般存放函数和参数值，局部变量等。

其操作方式类似于数据结构中的栈。

2）堆区(heap): 由程序员分配并显示释放（一般用molloc,realloc,new等函数从堆中分配到一块内存），若程序员不释放程序结束时可能由操作系统回收。

注意：它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

3）寄存器区：用来保存栈顶指针和指令指针（用于控制程序中指令的执行顺序）

4）全局区（静态区 static）：全局变量和静态变量的存储是放在一起的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域，未初始化的全局变量和静态变量在相邻的另一块区域，程序结束后由系统释放。

5）文字常量区：存放常量字符串，程序结束后由系统释放。

6）程序代码区：存放函数体的二进制代码。

  

附注：★C语言的标准内存分配函数：malloc，calloc，realloc，free等。

malloc与calloc的区别为1块与n块的区别：

malloc调用形式为(类型*)malloc(size)：在内存的动态存储区中分配一块长度为“size”字节的连续区域，返回该区域的首地址。

calloc调用形式为(类型*)calloc(n，size)：在内存的动态存储区中分配n块长度为“size”字节的连续区域，返回首地址。

realloc调用形式为(类型*)realloc(*ptr，size)：将ptr内存大小增大到size。

free的调用形式为free(void*ptr)：释放ptr所指向的一块内存空间。

C++中为new/delete函数。

 

★★堆和栈的区别：

1）内存的申请方式不同：前者需程序员自己申请，因此也需指明变量大小；后者由系统自动分配。

2）系统响应的不同

对于栈，当栈的剩余空间大于所申请的空间，系统会为程序提供内存，否则提示栈溢出。

?对于堆，系统收到申请空间的请求后会变量一个记录内存空闲地址的链表，找到一个空间大于所申请空间的堆结点时，就将该节点从接了内存空闲地址的链表中删除，并将该结点的内存分配给程序。然后在这块区域的首地址处记录分配的大小，这样使用free函数，delete(C++ )函数释放内存时，函数才能正确识别并删除该内存区域的所有变量。另外，所申请的内存空间与堆结点上的内存空间不一定相等，系统会自动将堆节点上多出的那一部分内存空间回收到空闲链表中。

3）空间大小的不同

栈是一块连续的内存区域，它的大小是2M，也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数，是由系统预先根据栈顶的地址和栈的最大容量定义好的。

?堆是不连续的内存区域，各块区域由链表将它们串联起来，它的上限是由系统中的有效虚拟内存来定的，因此获得的空间较大，获得方式也较灵活。

4）执行效率的不同

栈由系统自动分配，因此速度较快，但是程序员不能对其进行操作。

?堆是由程序员分配的内存，一般速度较慢，而且容易产生碎片，不过用起来很方便。

5）执行函数时的不同

栈：先进后出原则

?堆：效率比栈低的多，也容易产生碎片，好处是可以存储相当大的数据，并且一些细节也可以由程序员来安排

 

6. 内存泄露

简单的说就是申请了一块内存空间使用完毕后没有释放，表现为随着程序运行时间越长，占用内存越多，最终用尽全部内存，整个系统崩溃。由程序申请的一块内存，没有任何一个指针指向它，那么这块内存就泄露了。

 

五． 指针与数组

1. 用指针操作数组

2. 字符串：

strcat(连接)，strlen(长度)，strcpy(拷贝)，strcmp(比较大小，相等返回0，不相等返回-1)

3. 命令行参数

在main函数的参数列表中可以写入形参：

Int main(int argc, char *argv[])

{

int i;

printf(“argc:d%\n,argc”);//以空格为单位分割

printf(“s%\n”,argv[0]”);//输出命令本身

for(i=1;i<argc;i++){

printf(“s%\n”,argv[i]”);//把输入的命令行参数打印出来

}

return 0;

}

 

六． 预处理与VT码（在未用windows界面早期使用命令时使用VT码）

1.  #include 指令

#include “file.h”  #include <file.h>

“ ”：编译器从用户的工作路径开始搜索(当前目录找不到会到系统库查找)

?<>：编译器从标准库路径开始搜索

导入.h文件：是为了建立文件之间的联系，.h文件只是存放函数声明，比较小。

2. 条件编译
#if,  #else,  #endif,  #ifdef,  #ifndef,  #undef(取消宏定义)

eg1. 多行注释：

#if  0/1（不显示/显示）

...

#endif

eg2.宏替换

#define OFF 0/1

...

OFF

eg3.

#ifndef  _HHHH_H

#define  _HHHH_H

...

#endif

//以上代码防止头文件被重复引用

 

3. 宏替换（#define 标识符（即符号常量） 字符串）//宏替换有问题，因运而生内联函数

 

★typedef 关键字【重新定义(数据类型)（eg.  UINT x ; //无符号整形 PINT p;//整形的指针）】

注：typeof还可以重新定义结构体（例如结构体嵌套中使用它重新命名结构体）或枚举等:

eg. Typeof struct date_st DATE或tepeof struct date_st{...}DATE;

 

★#define 定义swap(A,B)：

1） {int temp=a; a=b; b=temp;}
这种方法最常见，也是最不容易出错的。
2）{a = a+b; b = a-b; a = a-b;}
这种方法少了一个中间变量，缺点是有可能溢出。
3）{a ^= b; b^= a; a ^= b; }
这种位运算方法速度快也不需第三个变量。

 

★补充：#号(双引号)和##号（连接字符串）的用法：

eg. define str(s1,s2)  #s2#s2

//以字符串形式（加” ”）输出”s1””s2” ，如果s1,s2是string类型则直接输出。

#define slink(s1,s2)  s1##s2 //s1,s2不能加” ”

【#define link(s1,s2) s1 s2 //s1,s2加” ”】

//无论s1,s2是字符还是int，##只是将s1,s2进行连接。

 

七． C语言模块编程

 

拆分文件，以多个文件编写C语言程序（头部引入头文件）。

 eg:   *.c   *.h   main.c

 

 

八． 静态链接库与动态链接库

//存放函数库的常用目录 /lib  /usr/lib

//静态链接库：对函数库的链接是放在编译时期完成的，对象文件（.o）与牵涉到的函数库被拷贝到一个执行文件，通常文件名为libxx.a （xx(库名)）

//.so结尾的是动态链接库，.a结尾的是静态链接库

 

九． 指针的高级应用

1.指针变量赋值问题

int *a;

int *b;

 

★将指针b赋值给指针a，即a=b，之前要释放指针a所指向的内存空间，否则a的内存空间不再被访问，造成内存丢失。

★C语言规定指针只能指向类型相同的变量，指向不同类型变量的时候一定要进行强制类型转换。

 

2.指针用于数组

数组名与指针变量的区别：数组名是一个地址常量，数组名是不能改变的，而指针是一个变量，操作数组中的元素可以用指针实现。

?指针越界错误（段错误：不再访问范围内）

?数组与指针的区别：当用指针存储字符串的时候，字符串存储在静态存储区，此时字符串不能用指针修改。eg.  Char *s=”Hello World”;

3.二级指针（指向指针的指针）

二级指针的值传递与指针传递。

eg.

#include <stdio.h>

#include<stdlib.h>

void init(int **p){

*p=malloc(4);

}

int mian(){

int *p=NULL;

init(&p)

*p=100

printf(“d%\n,*p”);

free(p);

retrun 0;

}

4.多级指针

5.函数指针（基本上作函数的参数）【可用来实现C语言接口】

eg.

#include<stdio.h>

int add(int a,int b){

return a+b;

}

int main(){

int(*cal)(int,int);//函数指针

cal = add;//将函数指针指向add函数

printf(“d%\n”,cal(1,2));

return 0;

}

 

十． 组合数据类型

1. 结构体类型

1）结构体定义：不同数据类型的变量的集合。

＊结构体就是C语句，结束必须加分号。结构体内，字符数组成员赋值用strcpy()。

eg.

struct(结构体) student(类型名){...}; //结构体声明

struct(结构体) student(类型名) stu(变量名);  //结构体使用

注：可在结构体声明时就定义一个结构体变量,可写在{...}前或{...}后。

 

2）结构体数组的使用跟普通数组一样。

eg.struct student stu[50]

 

3）★访问结构体成员：

结构体变量名.成员名  

?结构体指针变量->成员名

注：第一种是栈中变量定义的结构体，第二种放在堆里面，是使用剩余内存来开辟（molloc）的空间【结构体申请空间要在main()中】。如果结构体很大，里面涉及变量很多时用第二种方式。

 

4）结构体的嵌套

 

5）结构体中，char类型由占用一个字节变为4个字节【与前边对齐】。

在结构体结尾加上 __attribute__((packed))【不自动对齐】。

eg. #include<stdio.h>

sturct a_st{

char ch;

int i;

}attribute__((packed));//不自动对齐

 

int main(){

struct a_st A[10000];//如果自动对齐，声明此数组将会浪费很多空间

printf(“d%\n”,sizeof(stuct a_st));

return 0;

}

6）将结构体定义为指针类型

?用指针操作数组或字符串的时候，不能用sizeof()计算字符串或数组的长度，应为指针的大小是固定的。

 

补充：★class与struct的区别

＊【structs过渡到class，C++是C的升级版。C语言的编译器gcc不支持class关键字，所以可用c++或g++编译。gcc也可以编译.cpp(c++)文件，但要求该.cpp文件格式是C的格式，调用库要用C语言的库去调用而不能用C++的库去调用】

＊【eg.C++由很多特性：(源程序文件头部有:#include<iostream>,using namespace std;)；(结构体使用时不用写stuct)；(C++输出count<<..<<..<<endl;)；等等】

＊C语言编译器gcc最新版本支持在结构体里写函数，先前早期版本不行。

★用stuct(结构体)，里面的成员属性和函数都是公共的，谁都能访问。而用class，要加修饰符，默认的是private：将它改成public:即可。

2. 枚举类型（经常作为函数 返回值 ）

eg.  

enum bool{false,ture}; //java中的ture和false就是通过枚举定义的

enum bool isNum(int n){...}

 

typedef enum status STATUS; //用typedef重定义（重命名）

enum status{FAIL=-1,NOLINK,ONLINK};//可以自己约定开始的值

STATUS isAction(){...}

 

int main(){

// enum bool b;

prinft(“d%\n”,false);//输出结果为0

prinft(“d%\n”,FAIL);//输出结果为-1

prinft(“d%\n”,ONLINK);//输出结果为1，则中间是0

}

＊以上enum（枚举）类似宏（#define False 0）,但是宏返回的是 int类型，而enum返回的是boolean类型。

3.类型定义 typedef

4.联合(union)

定义：将几个基本数据类型组合在一起（所有数据类型的空间都是在一起的）。

网络编程中使用广泛。

 

?位域（由于内存空间的发展，已经被淘汰了）：

?位域只存储在char类型和int类型

?位域就是按位分配内存的结构体

?位域不能跨段（一段位域不能跨两个字节）

?不支持数组位域

 

十一． vin的使用

a：在光标后追加   A：在一行后追加    i：在光标钱面插入  I：在一行前面插入

s: 删除当前光标后插入  S: 删除整行后插入   o: 另起一行插入  O：在当前行上面插入

yy: 复制当前行  pp：粘贴当前行在光标的下一行  dd: 剪切当前行  u:撤销

nyy: 多行复制(n表示数字，从光标的位置开始向下复制n行)

ngg: 定位(n表示数字)  gg：调到文件开头   GG：跳到文件的最后一行

查找：在正常模式下输入 / 所要查找的单词；next n：向下查找，N:向上查找

替换：（%表示整个文件，也可用具体行号范围如：0，40）%s/要查找的字符/要替换的字符

添加注释：（开头如上用具体行号）s/^/\/\/(^表示文件的开头，\位转义字符)

去掉注释：开头如上用具体行号）s/^\/\/(^表示文件的开头，\位转义字符)

自动补全：ctrl+p

查看多个源程序：vim 文件名1 文件名2 -o(小写o为上下屏,大写O为左右屏)

退出多个源程序: :qa   切屏：按两下ctrl+w  

找到头部引入文件：:sp(split ) 文件名  或者：vs(vsplit) 文件名