c语言精粹01

0x00 这篇博客的目的

​ 很久没写博客，在面试前一天，决定把c的比较偏，容易错的地方梳理下，拾遗补漏。博客内容结合了《c primer plus 第六版》及自己的思考经验。

0x01 c语言初体验

​ 为什么选c？易懂，高性能，易于移植。缺点？底层，少库，指针容易出错。

0x02 编译环境

​ GNU是一个开源项目，包含了很多软件，GCC是一个编译器集合。LLVM项目也是一个编译器相关的软件集合，通过clang调用c编译器。在linux上都可以方便的安装（一般自带gcc 使用gcc -v来查看版本）

0x03 可移植类型与浮点数初探

​ 头文件stdint.h中有int16_t int32_t等与平台无关的整数类型，方便程序移植。浮点数有float double long double 前者是 1位符号 8位阶码 23位尾数 double则是11位阶码 52位尾数，long double只是规定不低于double的精度。

0x04 printf何时现实？

​ 好像已经习惯了执行printf就能立马显示，实际上这是错觉，不信？执行如下main函数：

printf("a");
write(STDIN_FILENO,"b",1);
while(1);
return 0;

​ 可以发现屏幕只显示 b。实际上，printf函数调用了write，往stdin写，但使用了应用层缓冲，（write在内核层还有缓冲）。printf如果遇到\n或者调用scanf或者应用层缓冲区满，才写入stdin。

0x05 常量和c预处理

​ 对于一些不变的量，使用有名字的符号常量，比直接使用字面量（magic number）好，方便更换和理解，但是为了防止中途被修改，可以加上const前缀。或者使用#define name value ，前者有些编译器或直接编译成字面量到汇编指令中，想要替换成实际的变量需要加volatile 在const前，而后者则是预处理阶段替换。

0x06 printf与scanf初探

​ printf底层调用了sprintf，将字符串格式化，再调用write写到stdin里，使用转换符标识待替换的参数的类型，常见如下：

%c 单个字符		%d 有符号十进制整数
%e  %E 浮点数 科学计数法  %f 浮点数 10进制
%o  无符号8进制   %p指针  %s 字符串   %u 无符号十进制
%x %X 无符号16进制   %% 打印%

​ 另外有转换符修饰符，用来组合

标记 - + 空格 # 和 0  //表示如果带有这些标记，就显示他们，比如%+d,10
//那么会显示+10
数字  表示最小宽度  //如%4d,10 则是  10，前面有两个空格
.数字  表示精度,如果是字符串则是最大宽度 	 //如%.4d,10则是   0010  

​ printf字符串过长时，可以①使用 \ +换行 ② 分成两个字符串（都用双引号括起来） 中间不需要连接符

​ scanf输入 转换符，scanf也有缓冲区，每次从缓冲区里取，如果这次有多余的，就给下次用，scanf回返回正确读取的参数的个数

%c 输入字符 包括空白和换行符
%d 解释成10进制无符号数字
%e %f %a 解释称浮点数
%i 解释成10进制有符号
%o 八进制
%u 10进制无符号
%x 16进制有符号
%p 指针
%s 字符串 遇见空白或者换行就停止（不包含换行符），结尾'\0'

0x07 隐式类型转换

​ ①在传递参数时，整数与浮点数可以互相转换。

​ ②在传递参数时，int与short直接也会转换，小转大不丢失信息，大转小，可能丢失，原则就是二进制不变，解释变化，从低地址解释起（小端字节）。

​ ③在传递参数时，数组会转换成指针。

0x08 getchar与缓冲区

​ 现在的终端输入，都有输入缓冲，需要按下enter，才送到用户程序，缓冲的好处是，便于用户更改输入。缓冲有两种，一种完全缓冲，等到缓冲区满了，才送往目的地，比如读文件，内核缓冲区读满了，才送到应用程序，另一种是行缓冲，输入enter，才送到应用。

​ 由于行缓存刷新时需要用enter，并且该换行符会被读入缓冲区，所以需要处理这个换行符，可以用getchar（）拿出来。

​ 关于文件中的换行，linux上直接用换行符 \n 来记录，而windows上则用 \r\n,不过经过c库的封装，可以用 a==’\n’来在两个平台使用，是没问题的,可以先看到下图windows上的换行是0x0d 0x0a \r\n

​ 使用crtl+z可以结束输入

0x09 重定向

​ 执行应用时，命令行 使用 > 可以重定向输出 < 重定向输入

0x0a 尾递归

​ 尾递归总是可以被优化成迭代的（循环的），原因在于，尾递归是函数已经执行完了，准备返回了，因此没有需要保存的上下文了，所以不需要入栈，而相当于直接执行了新的函数。

0x0b 多文件编译

​ gcc可以将多个.c源文件分别 预处理 汇编 编译成.o文件，最后链接，链接时可以链接静态库即.a文件（静态库实质是很多.o文件里部分函数的组合）,而动态链接则是基于共享内存实现的，同一份代码，映入不同程序的地址空间,即.so库

0x0c 数组初始化

​ ①列表初始化

int a[]={1,2,4};//如果没定义维度，则根据列表长度定义
int a[3]={1,2,4};//如果定义了，则正常
int a[3]={1,2};//如果列表长度小于维度，其余初始化为0 gcc是这样

​ ②指定初始化器

int a[100]={[87]=87,88,89,[90]=8,7}//c99开始支持初始指定位置的元素
//而不需要数逗号

0x0d 多维数组与指针

​ 须知，多维数组，实际上是数组的数组，而如果单独使用数组的名字，那么实际上是用的数组的第一个元素的地址。

​ 另外，数组在作为实参传入函数时，会被转换成指针，因此数组的数组，传入，则是指向数组的指针。因此最外层的维度，会被忽略，而内层的维度则不会。

​ 因此，以下代码可以正常编译 运行

void func(int p[3][4][5]){//等价于int (*p)[4][5]
    return;
}
int b[2][4][5];
func(b);

0x0e 变长数组（VLA）

​ variable length array是指的，定义时可用非字面值作为维度的数组，在C11以前，只能用字面量，但是现在，不仅可以使用const变量，甚至可以使用变量，甚至可以等到运行时才知道数组的维度（动态分配内存实现的，也自动释放）。但是定义后维度还是不可修改。