C语言学习笔记

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1. 编译和链接

将程序转化为机器可执行的代码，C语言分为三个步骤：

A. 预编译。程序首先会交给预处理器，预处理器执行以#开头的指令，然后给程序添加指令，或者修改指令。

B. 编译。修改后的程序进入编译器，编译器会把程序翻译成机器指令（也就是目标代码），但是这样的程序还是不能执行的。

C. 链接。链接器把由编译器产生的目标代码和其他所需的代码整合到一起，这些附加代码包括程序中用到的库函数。这样就产生了完全可执行的程序。

2. main函数中的exit和return

在main函数中，以两者结尾是一样的。都是终止程序执行，并且向操作系统返回0。

不过exit需要引入stdlib.h库函数。

  
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5. printf("Hello world");  
  6. exit(0);  
  7. //return 0;  
  8. } 

3. %i和%d

在printf中使用时，两者没有区别，但是在scanf中，%d只能接受10进制的整数。

但是%i还可以接受八进制和十六进制的整数。

  
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5. int i ;  
  6. scanf_s("%i",&i);  
  7. printf("%d",i);  
  8. } 

image 

4. scanf函数

scanf本质上是一种“模式匹配”函数。

但是在Visual Studio中调用scanf函数时会给出这样的提示：The function may be unsafe.Please using scanf_s instead.

当用户从键盘输入时，程序并没有读取输入，而是把用户的输入放在一个隐藏的缓冲区中，由scanf来读取。因此如果用户输入了多余的字符，scanf无法彻底完成模式匹配，scanf就会把字符放回缓冲区供后续scanf函数的读取。

 

 

 

1. C语言中的布尔类型

在C语言中，是没有布尔类型的，0就是false,非0就是true。

于是，写习惯了Java/C#的我们自然会很不习惯，这个时候，我们不妨用宏定义来使我们的代码看起来更舒服一些。

 

  
  1. #define BOOL int  
  2. #define TRUE 1  
  3. #define FALSE 0  
  4.  
  5. int main (void)  
  6. {  
  7.     BOOL flag=TRUE;  
  8.     if(flag)  
  9.     {  
  10.         printf("true");  
  11.     }  
  12.     else 
  13.     {  
  14.         printf("false");  
  15.     }  
  16. } 

 

在C99中，长期缺乏布尔类型的问题得到的解决，但是在目前，C99标准还没有得到很好的推广。暂且不提。

2. limits.h

习惯了平台无关的我们，在学习C语言时，必须需要注意他的平台相关性。其中很典型的例子就是在不同的平台下，不同的编译器下，int的取值范围是不同的。

在C#中，我们可以用Int32.MaxValue来获得，那么在C语言中，我们该怎么获得呢？

在C中，提供了一个头文件limits.h，里面有很多宏定义。

image

那么我们就很容易得到int类型的取值范围。

 

  
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <limits.h>  
  4.  
  5. int main (void)  
  6. {  
  7.     printf("int的最小值是:%d;最大值是:%d",INT_MIN,INT_MAX);  
  8.     return 0;  
  9. } 

 

 3. 浮点类型

在C语言中，提供了三种浮点类型：分别为

float：单精度浮点数，

double：双精度浮点数，

long double：扩展精度浮点数。

在一般要求不严格的情况下，float就足够了，其次是double，long double几乎不会用到。

在C99中，浮点类型包括两种，分别为实浮点类型，就是我们上面提到的。还有复数类型，分别对应为float_Complex等等。

4. 字符类型

 

 

在C语言中，一般采用的ASCII编码，而字符类型又分为有符号型和无符号型。在C语言标准中，对此并无规定，因此是由不同的编译器自己决定。

因此考虑到可移植性，如果涉及到符号相关，我们不要假设char是有符号还是无符号，而用signed和unsigned来显式标识。

由于在C语言中，字符实际上是被作为整数来处理的，因此在C89中，将字符类型和整数类型统称为整值类型。

C语言读入字符不会跳过空白字符。我们可以看一个简单的例子：

 

  
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     char ch;  
  4.     scanf("%c",&ch);  
  5.     printf("%c",ch);  
  6.     return 0;  
  7. } 

我现在键入一个换行：

image

他也把换行符读入，然后打印出来。

那么我们如何读入一串字符串呢？

 

  
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     char ch='a';  
  4.     int count=0;  
  5.     do 
  6.     {  
  7.         scanf("%c",&ch);  
  8.         count++;  
  9.     }while(ch!='\n');  
  10.     printf("%d",count-1);  
  11. } 

 

当然，我们也可以这样来写：

 

  
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     char ch='a';  
  4.     int count=0;  
  5.     scanf("%c",&ch);  
  6.     while(ch!='\n')  
  7.     {  
  8.         count++;  
  9.         scanf("%c",&ch);  
  10.     }  
  11.     printf("%d",count);  
  12. } 

 

5. getchar和putchar

在C语言中，为我们提供了专门输入和输出字符的函数，也就是getchar()和putchar().

让我们看下getchar()和putchar()的定义。

_Check_return_ _CRTIMP int __cdecl getchar(void);

_Check_return_opt_ _CRTIMP int __cdecl putchar(_In_ int _Ch);

我们可以看到，其实他们返回的都是int类型的值。OK，让我们看看他们都返回什么。

 

  
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     char c;  
  4.     int result;  
  5.     c=getchar();  
  6.     result = putchar(c);  
  7.     printf("\nc:%c;result:%d",c,result);  
  8. } 

image

我们可以看到，他们都是返回其字符的ASCII码。

那么，既然C语言为我们提供了这样专门的函数，一定说明他在读取和输出字符方法比scanf和printf有着特殊的优势。

A. 由于getchar和putchar函数实现比较简单，因此较之效率更高。

B. 为了额外的效率提升，通常getchar和putchar都是作为宏来实现的。

总之，他们相较之略显重量的scanf和printf效率更高。

另外，我们还可以用getchar来实现读取字符的C语言惯用法。

   
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     while(getchar()!='\n');  
  4.     return 0;  
  5. } 

 

这样的函数一直读到换行终止。

另外：

   
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     char c;  
  4.     while((c=getchar())==' ');  
  5.     switch(c)  
  6.     {  
  7.     case 'a':  
  8.         printf("a");  
  9.         break;  
  10.     case 'q':  
  11.         printf("q");  
  12.         break;  
  13.     default:  
  14.         printf("others");  
  15.         break;  
  16.     }  
  17. } 

 

我们也可以这样来实现忽略一切空白，当然也可以修改程序使之忽略其他字符。

另外，我们在前文说过，scanf在无法完成彻底模式匹配时，会把剩余的字符放到缓冲区，供下次读取。那么我们来看这样一段代码：

   
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     int i ;  
  4.     char c;  
  5.     scanf("%d",&i);  
  6.     c=getchar();  
  7.     printf("%c",c);  
  8. } 

 

image

由此可知，getchar()也会首先打缓冲区里去读取字符。

 

 

 

1. 数组大小

我相信，在C#/Java中，更多的人愿意用List<T>来取代数组，一方面是List提供了较多的方法，另一方面也无需我们去指定数组的大小。

那么在C语言中，我们既然需要必须指定数组的大小，而一般来讲，很多数组大小事我们无法确定并且经常会发生变化的，那么我们最好的方式就是用宏定义来限定数组的大小。

 

   
  1. #define SIZE 10  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE];  
  6. } 

 

如果包含多个数组的话，用宏就很难记忆，那么我们就可以利用sizeof运算符。

 

   
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     int a[]={1,3,4,55,6,7,89,9,0};  
  4.     int i ;  
  5.     printf("%d",(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]));  
  6.     for(i=0;i<(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]);i++)  
  7.     {  
  8.         a[i]=0;  
  9.     }  
  10.     for(i=0;i<(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]);i++)  
  11.     {  
  12.         printf("%d\n",a[i]);  
  13.     }  
  14. } 

注意，我们之前说过，sizeof返回的值是size_t，因此，我们在计算时，最好将其先强制类型转换为我们可以控制的类型。

 

2. 数组初始化

一般情况下，我们初始化数组都是把整数数组初始化为0，那么我们一般会怎么做呢？

 

   
  1. #define SIZE 5  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE]={0,0,0,0,0};  
  6. } 

 

那么如过SIZE=100怎么办，那么很多人都会这样去做。

 

   
  1. #define SIZE 100  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE];  
  6.     int i ;  
  7.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  8.     {  
  9.         a[i]=0;  
  10.     }  
  11. } 

 

其实我们完全不用麻烦，这么一句代码就可以搞定了。

 

   
  1. #define SIZE 100  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE]={0};  
  6. } 

 

在C99中，提供了一种初始化式，使得我们可以这样来写。

 

   
  1. #define SIZE 100  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE]={[5]=100,[50]=49};  
  6. } 

 

而其他的数字就都默认为0。那么我们来考虑这样一段代码：

 

   
  1. #define SIZE 10  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE]={1,2,3,4,5,[0]=6,7,8};  
  6. } 

那么在C99中，这段代码的结果究竟是什么呢？这个就需要我们来了解一下数组初始化式的原理。

其实，编译器在初始化式数组列表时，都会记录下一个待初始化的元素的位置，比如说在初始化index=0的元素时，会记录下1，这样以此类推，但是当初始化index=5的时候，首先根据他的初始化式记录下一个待初始化的元素时index=1，然后初始化index=0的元素为6。那么也就是说：最后的结果应该是{6,7,8,4,5,0,0,0,0,0}。

3. 常量数组

当数组加上const就变成了常量数组，常量数组主要有两个好处。

1. 告诉使用者，这个数组是不应该被改变的。

2. 有助于编译器发现错误。

4. C99的变长数组

这是个很爽的东西，我们再也不必担心为数组指定大小而发愁了，指定大了会造成空间的浪费，指定小了又不够用。

在C99中，他的长度会由程序执行时进行计算。

方式如下：

 

   
  1. int main (void)  
  2. {  
  3.     int size;  
  4.     int a[size];  
  5.     scanf("%d",&size);  
  6. } 

 

5. 数组的复制

很多时候，我们需要把一个数组的元素复制到另一个数组上，我们大多数人第一个想到的就是循环复制。

 

   
  1. #define SIZE 10  
  2.  
  3. int main (void)  
  4. {  
  5.     int a[SIZE];  
  6.     int b[SIZE];  
  7.     int i ;  
  8.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  9.     {  
  10.         a[i]=i;  
  11.     }  
  12.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  13.     {  
  14.         b[i]=a[i];  
  15.     }  
  16.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  17.     {  
  18.         printf("%d",b[i]);  
  19.     }  
  20. } 

 

其实还有一种更好的方法是使用memcpy方法，这是一个底层函数，它把内存的字节从一个地方复制到另一个地方，效率更高。

 

   
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <string.h>  
  4.  
  5. #define SIZE 10  
  6.  
  7. int main (void)  
  8. {  
  9.     int a[SIZE];  
  10.     int b[SIZE];  
  11.     int i ;  
  12.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  13.     {  
  14.         a[i]=i;  
  15.     }  
  16.     memcpy(b,a,sizeof(a));  
  17.     for(i=0;i<SIZE;i++)  
  18.     {  
  19.         printf("%d",b[i]);  
  20.     }  
  21. } 

 

 

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