C语言学习第九天-重要知识点补充

typedef的用法

C语言允许为一个数据类型起一个新的别名，就像给人起“绰号”一样。

起别名的目的不是为了提高程序运行效率，而是为了编码方便。

例如有一个结构体的名字是stu，要想定义一个结构体变量就得这样写：

struct stu stu1;

struct看起来就是多余的，但不写又会报错。如果为struct stu起一个别名STU，书写起来就简单了：STU stu1;

这种写法更加简练，意义也非常明确，不管是在标准头文件中还是以后的编程实践中，都会大量使用这种别名。

使用关键字typedef可以为类型起一个新的别名。typedef的用法一般为：

typedef oldName newName;

需要强调的是，typedef 是赋予现有类型一个新的名字，而不是创建新的类型。为了“见名知意”，请尽量使用含义明确的标识符，并且尽量大写。

typedef和#define的区别

typedef在表现上有时候类似于#define，但它和宏替换之间存在一个关键性的区别。正确思考这个问题的方法就是把typedef看成一种彻底的“封装”类型，声明之后不能再往里面增加新的东西。

1. 可以使用其他类型说明符对宏类型名进行扩展，但对typedef所定义的类型名却不能这样做。

2. 在连续定义几个变量的时候，typedef能够保证定义的所有变量均为同一类型，而#define则无法保证。

const的用法

可以使用const关键字对变量加以限定，使得变量的值不能被改变，在整个作用域中都保持固定。此时任何对此变量赋值的行为都将引发错误。const变量又被称为常量。

创建常量的格式通常为：

const type name = value; 

const和type都是用来修饰变量的，它们的位置可以互换，也就是将type放在const前面：

type const name = value; 

另外建议将常量名的首字母大写，以提醒程序员这是个常量。

由于常量一旦被创建后其值就不能再改变，所以常量必须在定义的同时赋值（初始化），后面的任何赋值都将引发错误。一如既往，初始化常量可以使用任意形式的表达式。

const和指针

const也可以和指针变量一起使用，这样可以限制指针变量本身，也可以限制指针指向的数据。

const和指针一起使用会有几种不同的顺序，如下所示：

const int *p1; 

int const *p2;

int * const p3;

在最后一种情况下，指针是只读的，也就是p3本身的值不能被修改；在前面两种情况下，指针所指向的数据是只读的，也就是p1、p2本身的值可以修改（指向不同的数据），但它们指向的数据不能被修改。

当然，指针本身和它指向的数据都有可能是只读的，下面的两种写法能够做到这一点：

const int * const p4;  

int const * const p5; 

const离变量名近就是用来修饰指针变量的，离变量名远就是用来修饰指针指向的数据，如果近的和远的都有，那么就同时修饰指针变量以及它指向的数据。

const和函数形参

在C语言中，单独定义const变量没有明显的优势，完全可以使用#define命令代替。const通常用在函数形参中，如果形参是一个指针，为了防止在函数内部修改指针指向的数据，就可以用const来限制。

const和非const类型转换

当一个指针变量str1被const限制时，并且类似const char *str1这种形式，说明指针指向的数据不能被修改；如果将str1赋值给另外一个未被const修饰的指针变量str2，就有可能发生危险。因为通过str1不能修改数据，而赋值后通过str2能够修改数据了，意义发生了转变，所以编译器不提倡这种行为，会给出错误或警告。

也就是说，const char*和char*是不同的类型，不能将const char*类型的数据赋值给char*类型的变量。但反过来是可以的，编译器允许将char*类型的数据赋值给const char*类型的变量。

这种限制很容易理解，char*指向的数据有读取和写入权限，而const char*指向的数据只有读取权限，降低数据的权限不会带来任何问题，但提升数据的权限就有可能发生危险。

C语言标准库中很多函数的参数都被 const 限制了，但我们在以前的编码过程中并没有注意这个问题，经常将非 const 类型的数据传递给 const 类型的形参，这样做从未引发任何副作用，原因就是上面讲到的，将非 const 类型转换为 const 类型是允许的。

随机数生成

在C语言中，我们一般使用<stdlib.h>头文件中的rand()函数来生成随机数，它的用法为：

int rand(void); 

void表示不需要传递参数。

rand()会随机生成一个位于0~RAND_MAX之间的整数。

RAND_MAX是<stdlib.h>头文件中的一个宏，它用来指明rand()所能返回的随机数的最大值。C语言标准并没有规定RAND_MAX的具体数值，只是规定它的值至少为32767。

随机数的本质

实际上，rand()函数产生的随机数是伪随机数，是根据一个数值按照某个公式推算出来的，这个数值我们称之为“种子”。种子和随机数之间的关系是一种正态分布。种子在每次启动计算机时是随机的，但是一旦计算机启动之后它就不再变化了；也就是说，每次启动计算机以后，种子就是定值了，所以根据公式推算出来的结果（也就是生成的随机数）就是固定的。

重新播种

我们可以通过srand()函数来重新“播种”，这样种子就会发生改变。

srand()的用法为：

void srand(unsigned int seed); 

它需要一个unsigned int类型的参数。在实际开发中，我们可以用时间作为参数，只要每次播种的时间不同，那么生成的种子就不同，最终的随机数也就不同。

使用<time.h>头文件中的time()函数即可得到当前的时间（精确到秒），就像下面这样：

srand((unsigned)time(NULL)); 

多次运行程序，会发现每次生成的随机数都不一样了。但是，这些随机数会有逐渐增大或者逐渐减小的趋势，这是因为我们以时间为种子，时间是逐渐增大的，结合上面的正态分布图，很容易推断出随机数也会逐渐增大或者减小。

生成一定范围内的随机数

在实际开发中，我们往往需要一定范围内的随机数，过大或者过小都不符合要求，那么，如何产生一定范围的随机数呢？我们可以利用取模的方法：

int a = rand() % 10; 

产生0~9的随机数，注意10会被整除