一、C語(yǔ)言程序的構(gòu)成

與C++、Java相比，C語(yǔ)言其實(shí)很簡(jiǎn)單，但卻非常重要。因?yàn)樗荂++、Java的基礎(chǔ)。不把C語(yǔ)言基礎(chǔ)打扎實(shí)，很難成為程序員高手。

1、C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)

先通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，把C語(yǔ)言的基礎(chǔ)打牢。

C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)要掌握以下幾點(diǎn)：

（1）C語(yǔ)言的注釋是/* ··· */，而不是//···，//是C++的單行注釋，有的C語(yǔ)言版本也認(rèn)可。

（2）C語(yǔ)言區(qū)分大小寫，每句以分號(hào)結(jié)尾。

（3）C語(yǔ)言程序是從main函數(shù)開始的。函數(shù)的返回值如果缺省則為int，而不是void。

（4）函數(shù)必須用return來返回。即使void類型也不建議省略。

（5）使用函數(shù)時(shí)須包含相應(yīng)的頭文件。自定義的頭文件用雙引號(hào)，C語(yǔ)言自身的頭文件用<···>

2、main()函數(shù)的寫法與含義

main()的參數(shù)和返回值全部省略，這和上例含義相同。省略寫法是一種很不好的習(xí)慣。

main()的參數(shù)是一種不限個(gè)數(shù)的寫法，argc代表參數(shù)的個(gè)數(shù)，真正的參數(shù)是放在argv[]數(shù)組里面的。注意：當(dāng)數(shù)組當(dāng)參數(shù)用時(shí)，數(shù)組被降格為指針。初學(xué)者先照著樣子寫，以后小雅會(huì)詳細(xì)說明指針和數(shù)組的區(qū)別。

3、頭文件的意義

每個(gè)C程序通常分為兩個(gè)文件。一個(gè)文件用于保存程序的聲明（declaration），稱為頭文件。另一個(gè)文件用于保存程序的實(shí)現(xiàn)（implementation），稱為定義（definition）文件。

C程序的頭文件以“.h”為后綴，C 程序的定義文件以“.c”為后綴。

頭文件的內(nèi)容也可以直接寫C程序中，但這是很不好的習(xí)慣。許多初學(xué)者用了頭文件，卻不明其理。在此略作說明。

（1）通過頭文件來調(diào)用庫(kù)功能。在很多場(chǎng)合，源代碼不便（或不準(zhǔn)）向用戶公布，只要向用戶提供頭文件和二進(jìn)制的庫(kù)即可。用戶只需要按照頭文件中的接口聲明來調(diào)用庫(kù)功 能，而不必關(guān)心接口怎么實(shí)現(xiàn)的。編譯器會(huì)從庫(kù)中提取相應(yīng)的代碼。

（2）頭文件能加強(qiáng)類型安全檢查。如果某個(gè)接口被實(shí)現(xiàn)或被使用時(shí)，其方式與頭文件中 的聲明不一致，編譯器就會(huì)指出錯(cuò)誤，這一簡(jiǎn)單的規(guī)則能大大減輕程序員調(diào)試、改錯(cuò)的 負(fù)擔(dān)。

關(guān)于頭文件的內(nèi)容，初學(xué)者還必須注意。

（1）頭文件中可以和C程序一樣引用其它頭文件，可以寫預(yù)處理塊，但不能寫語(yǔ)句命令。

（2）可以申明函數(shù)，但不可以定義函數(shù)。

（3）可以申明常量，但不可以定義變量。

（4）可以“定義”一個(gè)宏函數(shù)。注意：宏函數(shù)很象函數(shù)，但卻不是函數(shù)。其實(shí)還是一個(gè)申明。

（5）結(jié)構(gòu)的定義、自定義數(shù)據(jù)類型一般也放在頭文件中。

（6）#include <filename.h>，編譯系統(tǒng)會(huì)到C語(yǔ)言固定目錄去引用。#include "filename.h"，系統(tǒng)一般首先在當(dāng)前目錄查找，然后再去環(huán)境指定目錄查找。

4、好的風(fēng)格是成功的關(guān)鍵

版本申明、函數(shù)功能說明、注釋等是C語(yǔ)言程序的一部分。不養(yǎng)成很好的習(xí)慣則不能成為C語(yǔ)言高手（專業(yè)人員）。

二、比較、邏輯、位運(yùn)算符

只有類型相同（或C語(yǔ)言能自動(dòng)轉(zhuǎn)換）的表達(dá)式才能比較，如果類型不同就必須用函數(shù)轉(zhuǎn)換。例如：判斷一字符串的長(zhǎng)度是否等于10，就要用strlen()將字符串的長(zhǎng)度求出來變成了整型，才能和10比較。

比較運(yùn)算符只有6個(gè)，即：等于(==)、不等于(!=)、大于(>)、小于(<)、大于等于(>=)、小于等于(<=)。比較運(yùn)算符也叫關(guān)系運(yùn)算符。

邏輯運(yùn)算符只有3個(gè)，即：與AND(&&)、或OR(||)、非NOT(!)。

位運(yùn)算符只有6個(gè)，即：與AND(&)、或OR(|)、非NOT(~)、異或XOR(^)、左移ShiftLeft(<<)、右移ShiftRight(>>)。

三、數(shù)組

（1）數(shù)組名也是一變量名，定義時(shí)須指定類型和長(zhǎng)度。

（2）長(zhǎng)度可以方括號(hào)中直接指定，也可以通過賦值來間接指定。

（3）數(shù)組可以在定義時(shí)直接賦值，也可以定義時(shí)不賦值，之后再賦值。

（4）當(dāng)使用超出范圍的值時(shí)，編譯不出錯(cuò)，但運(yùn)行會(huì)出錯(cuò)。（上例運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)后，選“忽略”后得到的結(jié)果）

數(shù)組的地址

弄清數(shù)組地址對(duì)使用數(shù)組有很大好處，另外，有的函數(shù)的參數(shù)是指針(如scanf函數(shù))，如果要用數(shù)組的某一元素作參數(shù)，就必須知道其地址。

1.數(shù)組iArr是int類型，所以它的地址是按4字節(jié)遞增。

2.數(shù)組cArr是char類型，所以它的地址是按1字節(jié)遞增。

3.數(shù)組元素的地址是通過數(shù)組元素前面加“&”來取得。(如：&iArr[3])

4.數(shù)組名單獨(dú)使用時(shí)，代表該數(shù)組的首地址。（iArr等同于&iArr[0]）(注意：以后使用指針會(huì)經(jīng)常用到這一點(diǎn))

四、字符數(shù)組和字符串的重定義

字符數(shù)組就是字符串嗎？有人說是，因?yàn)闀线@么寫，教師也這么教的。小雅不敢說書上或教師們錯(cuò)了，但至少可以說許多初學(xué)者都混淆了這兩個(gè)概念。因此，在這此將這2個(gè)概念再明確一下。

1.字符數(shù)組，完整地說叫字符類型的數(shù)組。字符數(shù)組不一定是字符串。

2.字符串是最后一個(gè)字符為NULL字符的字符數(shù)組。字符串一定是字符數(shù)組。

3.字符數(shù)組的長(zhǎng)度是固定的，其中的任何一個(gè)字符都可以為NULL字符。

4.字符串只能以NULL結(jié)尾，其后的字符便不屬于該字符串。

5.strlen()等字符串函數(shù)對(duì)字符串完全適用，對(duì)不是字符串的字符數(shù)組不適用。

從上面例子看來，還要注意以下幾點(diǎn)：

（1）char sArr[] = "quanxue";這種方式，編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)在末尾增加一個(gè)NULL字符。

（2）NULL字符也就是'\0'，在ASCII表中排在第一個(gè)，用16進(jìn)制表示為0x00。

（3）sizeof()運(yùn)算符求的是字符數(shù)組的長(zhǎng)度，而不是字符串長(zhǎng)度。

（4）strlen()函數(shù)求的是字符串長(zhǎng)度，而不是字符數(shù)組。它不適用于字符串以外的類型。

（5）char sArr[] = "quanxue";也可以寫成char sArr[8] = "quanxue";（注意：是8而不是7）

字符數(shù)組和字符串?dāng)?shù)組的轉(zhuǎn)化

字符數(shù)組中插入一個(gè)NULL字符，NULL字符前面（包括NULL字符）就成了字符串，一般NULL字符插在有效字符的最后。

數(shù)組的輸入輸出『gets()，puts()』

getchar()和putchar()函數(shù)是單個(gè)字符的輸入輸出，gets()和puts()是字符串的輸入輸出，也是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，在stdio.h中被定義。

五、指針

指針符號(hào)『*』和地址符號(hào)『&』

『&』符號(hào)是取變量的地址，『*』符號(hào)是取地址的內(nèi)容(即：值)。兩個(gè)操作正好相反。例如：“&i”就是取變量i的地址，“*(&i)”就是取“&i”這個(gè)地址的值，其實(shí)就是變量i。即然如此，為什么還要定義指針呢？原來，用『&』所取到的地址，自身只能用而不能修改。因此，直接把『&』取到的地址放到指針變量中去，既然指針變量也是變量，這個(gè)變量就可以任意存放其它地址。

指針變量的賦值和指針的賦值

上例中p是指針變量，*p是p的指針，p存放的是某個(gè)變量的地址，*p存放的是某個(gè)變量的值。當(dāng)*p的內(nèi)容改變時(shí)，p所指的變量的內(nèi)容也發(fā)生改變，因?yàn)槭峭粋€(gè)地址的存貯單元的值發(fā)生改變。同理，當(dāng)p所指的變量的值發(fā)生改變時(shí)，*p的內(nèi)容也隨之改變。

被初始化的是指針變量還是指針

上面2例，指針變量都是用的p，初學(xué)者不要認(rèn)為只能用p，既然是變量，只要不違反命名規(guī)則都可以。當(dāng)指針變量被定義時(shí)立即賦值，這時(shí)被賦值的是指針變量還是指針呢？下面這段程序請(qǐng)大家千萬注意！

（1）charstr[] ="http://www.quanxue.cn/";中str是數(shù)組變量，當(dāng)?shù)刂焚x給point之后，point[11]就是str[11]，所以其內(nèi)容可以改變。

（2）char*ptr ="http://www.51minge.com/";中賦值的性質(zhì)和上面的str不同。這并不是將"http://www.51minge.com/"賦給*ptr指針，而是先定義一個(gè)常量"http://www.51minge.com/"，這個(gè)常量是定義在“?！崩锩?，然后將這個(gè)常量的地址賦給ptr，而不是*ptr。常量是不能被修改的，因此ptr[13]也就出錯(cuò)了。這是初學(xué)者經(jīng)常犯的錯(cuò)誤。

不賦值的指針和NULL

未賦值的指針變量是不能被使用的，其地址指向未不能使用的空間。建議定義時(shí)如果暫不使用，先賦NULL。為一個(gè)指針申請(qǐng)空間時(shí)，一定義要判斷其是否為空，因?yàn)榉峙鋬?nèi)存失敗時(shí)返回NULL。不僅如此，甚至在使用指針時(shí)都應(yīng)該判斷一下是否為空。

六、指針、數(shù)組和字符串

一、數(shù)組和指針的關(guān)系

下面仍然是初學(xué)者容易搞錯(cuò)的地方。指針變量加n或減n，并不是地址加n或減n，而是當(dāng)前所指的地址向后或向前跳n次所指的地址。

二、指針數(shù)組

char型的指針數(shù)組相當(dāng)于二維字符數(shù)組，并不等于說指針數(shù)組可以直接轉(zhuǎn)化為二為字符數(shù)組，相反字符數(shù)組可以直接轉(zhuǎn)化為指針數(shù)組。因?yàn)槎S字符數(shù)組的地址是連續(xù)的，而指針數(shù)組所指的元素不一定連續(xù)（如下的m1、m2、m3的地址可以不連續(xù)，長(zhǎng)度也可以不一樣）。

三、指向指針的指針

在第一章講main()函數(shù)的參數(shù)時(shí)，已經(jīng)見過指針的指針，這和指針數(shù)組有相同的作用，但還是有細(xì)小的區(qū)別。指針數(shù)組可以在定義時(shí)直接初始化，而指向指針的指針不行。正如二維數(shù)組一樣，不指定第二維長(zhǎng)度不能直接初始化一樣。即不能char str[][]={"...", "...", ...}

四、指針的長(zhǎng)度

讓許多初學(xué)者遺憾的是，C語(yǔ)言沒有提供數(shù)組長(zhǎng)度的函數(shù)，但可以用sizeof()運(yùn)算符先求數(shù)組的總長(zhǎng)度，再求出數(shù)組類型的長(zhǎng)度，二者相除便得到數(shù)組的長(zhǎng)度。C語(yǔ)言更大的一個(gè)遺憾便是，sizeof()對(duì)指針變量求值時(shí)，結(jié)果總是4，這是因?yàn)橹羔樧兞康膬?nèi)容是地址，地址總是4個(gè)字節(jié)來表示。

因此有經(jīng)驗(yàn)的編程人員，在用指針作參數(shù)時(shí)，一般總是同時(shí)多定義一個(gè)參數(shù)，來存放其長(zhǎng)度。也就是指針和其長(zhǎng)度同時(shí)傳遞過去。另外，數(shù)組長(zhǎng)度如果事先知道，一般定義為常量。

七、為指針動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存

C語(yǔ)言程序員要嚴(yán)防內(nèi)存泄漏，這個(gè)“內(nèi)存泄漏”就是由動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配引起的。指針是C語(yǔ)言和其它語(yǔ)言的最大區(qū)別，也是很多人不能跨入C語(yǔ)言的一道門檻。既然指針是這么一個(gè)“危險(xiǎn)”的壞東西，干嗎不取消它呢？

其實(shí)指針本身并沒有好壞，它只是一種操作地址的方法，學(xué)會(huì)了便可以發(fā)揮其它語(yǔ)言難以匹敵的功能，沒學(xué)會(huì)的話，只能做其它語(yǔ)言的程序員，也同樣發(fā)揮你的光和熱。小雅本人也在C語(yǔ)言門外徘徊多年，至今仍屬于初學(xué)者。

一、變量和數(shù)組可以通過指針來轉(zhuǎn)換

“int*x”中的x究竟是不是數(shù)組？光看這一句小雅無法告訴你，因?yàn)樗瓤杀硎締蝹€(gè)變量?jī)?nèi)容，也可表示數(shù)組。下面是小雅專門為你準(zhǔn)備的例子，理解之后，對(duì)動(dòng)態(tài)分配時(shí)長(zhǎng)度計(jì)算有好處。

前面講到的指針，基本上將已經(jīng)定義好的變量的地址賦給指針變量，現(xiàn)在要學(xué)的是向操作系統(tǒng)申請(qǐng)一塊新的內(nèi)存。申請(qǐng)到的內(nèi)存，必須在某個(gè)地方手動(dòng)釋放，因此下面2個(gè)函數(shù)必須配對(duì)使用。malloc()和free()，都是標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，在stdlib.h中定義。

根據(jù)不同的電腦使用狀況，申請(qǐng)內(nèi)存有可能失敗，失敗時(shí)返回NULL，因此，動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)，一定要判斷結(jié)果是否為空。malloc()的返回值類型是“void *”，因此，不要忘記類型轉(zhuǎn)換。（許多人都省略了。）

三、隱蔽的內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏主要有以下幾種情況：

（1）內(nèi)存分配未成功，卻使用了它。

（2）內(nèi)存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。

（3）內(nèi)存分配成功并且已經(jīng)初始化，但操作越過了內(nèi)存的邊界。

（4）忘記了釋放內(nèi)存，造成內(nèi)存泄露。

（5）釋放了內(nèi)存卻繼續(xù)使用它。

下面的程序造成內(nèi)存泄漏，想想錯(cuò)在何處？如何修改？

四、對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)存的錯(cuò)誤觀念

有人對(duì)某一只在函數(shù)內(nèi)使用的指針動(dòng)態(tài)分配了內(nèi)存，用完后不釋放。其理由是：函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后，函數(shù)內(nèi)的所有變量全部消亡。這是錯(cuò)誤的。動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存是在“堆”里定義，并不隨函數(shù)結(jié)束而消亡。

有人對(duì)某動(dòng)態(tài)分配了內(nèi)存的指針，用完后直接設(shè)置為NULL。其理由是：已經(jīng)為NULL了，這就釋放了。這也是錯(cuò)誤的。指針可以任意賦值，而內(nèi)存并沒有釋放；相反，內(nèi)存釋放后，指針也并不為NULL。

八、return和exit、assert的區(qū)別

return語(yǔ)句是結(jié)束當(dāng)前函數(shù)。而exit是結(jié)束main()函數(shù)，即整個(gè)程序，一般都是在遇到非常錯(cuò)誤時(shí)才調(diào)用exit()。assert()是一個(gè)宏定義，在assert.h中申明，用來在DEBUG方式診斷程序，當(dāng)參數(shù)中的條件不成立時(shí)，中斷main()函數(shù)。建議多多使用assert()。

九、變量和函數(shù)

在函數(shù)之外定義的變量是全局變量，在函數(shù)內(nèi)定義的變量是這個(gè)函數(shù)的局部變量。局部就是只能在當(dāng)前函數(shù)內(nèi)使用，而全局變量可以在任何一個(gè)函數(shù)中使用。

注意：一般而言，全局變量總是在所有函數(shù)之前定義，但如果某全局變量定義在兩個(gè)函數(shù)之間，則定義處后面的函數(shù)可以使用，而其前面函數(shù)不能使用。

有人說靜態(tài)變量相當(dāng)于全局變量，這句話其實(shí)不對(duì)。全局變量變成靜態(tài)，就失去了靜態(tài)的意義，因此，靜態(tài)一般是加在局部變量上的。那么，究竟什么是靜態(tài)的局部變量呢？靜態(tài)變量隨函數(shù)的定義而定義，如果已經(jīng)存在就延用，但并不隨函數(shù)的結(jié)束而消亡。在某一函數(shù)中定義的靜態(tài)局部變量，不能在其它函數(shù)使用。

當(dāng)很多人編寫同一程序時(shí)，一般程序會(huì)被分割成幾個(gè)文件。當(dāng)幾個(gè)人都定義了某一全局變量時(shí)，編譯時(shí)不出錯(cuò)，Link時(shí)將出錯(cuò)。解決這個(gè)問題的辦法：將其中一個(gè)定義原封不動(dòng)，其余的定義前加上extend（即外部的定義）。

剛才所說是許多書上說的，小雅做了n次試驗(yàn)，證明上述編譯時(shí)也不錯(cuò)，Link時(shí)也不錯(cuò)，也就是說extend完全是多余的。大概上面所說是幾十年前的版本吧。事實(shí)上與extend同列在一起的還有auto、regist等變量修飾符。auto是區(qū)別B語(yǔ)言的，早就沒用了，regist是將變量放到寄存器來運(yùn)算，小雅認(rèn)為基本沒有這種需要。

拆成多個(gè)文件，多次定義全局變量時(shí)要注意：

（1）變量的數(shù)據(jù)類型要一致。

（2）有長(zhǎng)度的數(shù)組和沒定義長(zhǎng)度的數(shù)組可以視為同一數(shù)據(jù)類型。

（3）數(shù)組和指針不能視為同一數(shù)據(jù)類型。

文章就分享到這里了，希望對(duì)大家有幫助！

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