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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main (void)
{
printf("Hello world");
exit(0);
//return 0;
}

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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main (void)
{
int i ;
scanf_s("%i",&i);
printf("%d",i);
}

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。

#define BOOL int
#define TRUE 1
#define FALSE 0

int main (void)
{
BOOL flag=TRUE;
if(flag)
{
printf("true");
}
else
{
printf("false");
}
}

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。



那么我们就很容易得到int类型的取值范围。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

int main (void)
{
printf("int的最小值是:%d;最大值是:%d",INT_MIN,INT_MAX);
return 0;
}

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：

int main (void)
{
char ch;
scanf("%c",&ch);
printf("%c",ch);
return 0;
}

我现在键入一个换行：



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？

int main (void)
{
char ch='a';
int count=0;
do
{
scanf("%c",&ch);
count++;
}while(ch!='\n');
printf("%d",count-1);
}

当然，我们也可以这样来写：

int main (void)
{
char ch='a';
int count=0;
scanf("%c",&ch);
while(ch!='\n')
{
count++;
scanf("%c",&ch);
}
printf("%d",count);
}

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。

int main (void)
{
char c;
int result;
c=getchar();
result = putchar(c);
printf("\nc:%c;result:%d",c,result);
}

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。

int main (void)
{
while(getchar()!='\n');
return 0;
}

这样的函数一直读到换行终止。

另外：

int main (void)
{
char c;
while((c=getchar())==' ');
switch(c)
{
case 'a':
printf("a");
break;
case 'q':
printf("q");
break;
default:
printf("others");
break;
}
}

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：

int main (void)
{
int i ;
char c;
scanf("%d",&i);
c=getchar();
printf("%c",c);
}

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。

#define SIZE 10

int main (void)
{
int a[SIZE];
}

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。

int main (void)
{
int a[]={1,3,4,55,6,7,89,9,0};
int i ;
printf("%d",(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]));
for(i=0;i<(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]);i++)
{
a[i]=0;
}
for(i=0;i<(int)sizeof(a)/(int)sizeof(a[0]);i++)
{
printf("%d\n",a[i]);
}
}

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？

#define SIZE 5

int main (void)
{
int a[SIZE]={0,0,0,0,0};
}

那么如过SIZE=100怎么办，那么很多人都会这样去做。

#define SIZE 100

int main (void)
{
int a[SIZE];
int i ;
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
a[i]=0;
}
}

其实我们完全不用麻烦，这么一句代码就可以搞定了。

#define SIZE 100

int main (void)
{
int a[SIZE]={0};
}

在C99中，提供了一种初始化式，使得我们可以这样来写。

#define SIZE 100

int main (void)
{
int a[SIZE]={[5]=100,[50]=49};
}

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：

#define SIZE 10

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

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：

int main (void)
{
int size;
int a[size];
scanf("%d",&size);
}

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。

#define SIZE 10

int main (void)
{
int a[SIZE];
int b[SIZE];
int i ;
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
a[i]=i;
}
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
b[i]=a[i];
}
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
printf("%d",b[i]);
}
}

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。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define SIZE 10

int main (void)
{
int a[SIZE];
int b[SIZE];
int i ;
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
a[i]=i;
}
memcpy(b,a,sizeof(a));
for(i=0;i<SIZE;i++)
{
printf("%d",b[i]);
}
}

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