读薄《C和指针》-第1、2章 C语言基本概念

这是我读《C和指针》第1、2章做的笔记,比较基础,主要内容是我以前使用C语言时没有注意到的地方,希望也能对你有所帮助

注释

在有些语言中,注释有时用于把一段代码“注释掉”,也就是使这段代码在程序中不起作用,但并不将其真正从源文件中删除。如果你试图在一段C语言代码的首尾分别加上//符号来“注释掉”这段代码,你不一定能如愿。如果这段代码内部原先就有注释存在,这样做就会出问题。要从逻辑上删除一段C代码,更好的办法是使用#if指令:
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预处理指令

预处理指令有两种:#include XXX 和 #define XXX,使用#include指令可避免重复声明。使用#define指令可给常量值取名:
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预处理器读入源代码,根据预处理指令对其进行修改,然后把修改过的源代码递交给编译器。

在例子中,预处理器用名叫stdio.h的库函数头文件的内容替换第1条#include指令语句,其结果就仿佛是stdio.h的内容被逐字写到源文件的那个位置。第2、3条指令的功能类似,只是它们所替换的头文件分别是stdlib.h和string.h.

stdio.h头文件使我们可以访问标准I/O库中的函数,这组函数用于执行输入和输出。

stdlib.h定义了EXIT_SUCCESS和EXIT_FAILURE符号。

string.h头文件提供了用来操纵字符串的函数。

数组

在C语言中,数组参数是以引用(reference)形式进行传递的,也就是传址调用,而标量和常量则是按值(value)传递的。
在函数中对标量参数的任何修改都会在函数返回时丢失,因此,被调用函数无法修改调用函数以传值形式传递给它的参数。然而,当被调用函数修改数组参数的其中一个元素时,调用函数所传递的数组就会被实际地修改。

标准并未硬性规定C编译器对数组下标的有效性进行检查,而且绝大多数C编译器确实也不进行检查。因此,如果你需要进行数组下标的有效性检查,你必须自行编写代码。如果此处不进行num<max这个测试,而且程序所读取的文件包含超过20个列标号,那么多出来的值就会存储在紧随数组之后的内存位置,这样就会破坏原先存储在这个位置的数据,可能是其他变量,也可以是函数的返回地址。这可能会导致多种结果,程序很可能不会按照你预想的那样运行。因此始终要进行检查,确保数组不越界。

文本输入输出

printf函数执行格式化输出,scanf函数用于格式化输入。

gets函数从标准输入读取一行文本并把它存储于作为参数传递给它的数组中。

一行输入由一串字符组成,以一个换行符(newline)结尾。gets函数丢弃换行符,并在该行的末尾存储一个NUL字节(一个NUL字节是指字节模式为全0的字节,类似’\0’这样的字符常量)。然后,gets函数返回一个非NULL值,表示该行已被成功读取。当gets函数被调用但事实上不存在输入行时,它就返回NULL值,表示它到达了输入的末尾(文件尾)。(如果遇到特别长的输入行,我们并没有办法防止gets函数溢出。这个漏洞确实是gets函数的缺陷)

puts函数是gets函数的输出版本,它把指定的字符串写到标准输出并在末尾添上一个换行符。

剔除当前输入行最后的剩余字符

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首先,getchar函数从标准输入读取一个字符并返回它的值。如果输入中不再存在任何字符,函数就会返回常量EOF(在stdio.h中定义),用于提示文件的结尾。
从getchar函数返回的值被赋给变量ch,然后把它与EOF进行比较。在赋值表达式两端加上括号用于确保赋值操作先于比较操作进行。如果ch等于EOF,整个表达式的值就为假,循环将终止。

若非如此,再把ch与换行符进行比较,如果两者相等,循环也将终止。因此,只有当输入尚未到达文件尾并且输入的字符并非换行符时,表达式的值才是真的(循环将继续执行)。这样,这个循环就能剔除当前输入行最后的剩余字符。

putchar函数与getchar函数相对应,它接受一个整型参数,并在标准输出中打印该字符(如前所述,字符在本质上也是整型)。

字符串

尽管C语言并不存在"string"数据类型,但在整个语言中,存在一项约定:字符串就是一串以NUL字节结尾的字符。NUL是作为字符串终止符,它本身并不被看作是字符串的一部分。

字符串常量就是源程序中被双引号括起来的一串字符。例如,字符串常量:“Hello”,在内存中占据6个字节的空间,按顺序分别是H,e、l、l、o和NUL

strcpy函数与strncpy函数类似,但它并没有限制需要复制的字符数量。它接受两个参数:第2个字符串参数将被复制到第1个字符串参数,第1个字符串原有的字符将被覆盖。

strcat函数也接受两个参数,但它把第2个字符串参数添加到第1个字符串参数的末尾。在这两个函数中,它们的第1个字符串参数不能是字符串常量。而且,确保目标字符串有足够的空间是程序员的责任,函数并不对其进行检查。

在字符串内进行搜索的函数是strchr,它接受两个参数,第1个参数是字符串,第2个参数是一个字符。这个函数在字符串参数内搜索字符参数第1次出现的位置,如果搜索成功就返回指向这个位置的指针,如果搜索失败就返回一个NULL指针。strstr函数的功能类似,但它的第2个参数也是一个字符串,它搜索第2个字符串在第1个字符串中第1次出现的位置。

编译命令

在UNIX系统中,要编译一个存储于文件testing.c的程序,要使用以下命令:

cc testing.c

a.out

在PC中,你需要知道你所使用的是哪一种编译器。如果是Borland C++,在MS-DOS窗口中可以使用下面的命令:

bcc testing.c

testing

环境

在ANSI C的任何一种实现中,存在两种不同的环境。第1种是翻译环境(translation environment),在这个环境里,源代码被转换为可执行的机器指令。第2种是执行环境(execution environment),它用于实际执行代码。标准明确说明,这两种环境不必位于同一台机器上。

翻译

翻译阶段:组成一个程序的每个(可能有多个)源文件通过编译过程分别转换为目标代码(object code),然后,各个目标文件由链接器(inker)捆绑在一起,形成一个单一而完整的可执行程序。链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数,而且它也可以搜索程序员个人的程序库,将其中需要使用的函数也链接到程序中。下图描述了这个过程。

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编译过程:

  1. 预处理器(preprocessor)处理:在这个阶段,预处理器在源代码上执行一些文本操作。例如,用实际值代替由#define指令定义的符号以及读入由#include指令包含的文件的内容。
  2. 源代码经过解析(parse),判断语句的意思:第2个阶段是产生绝大多数错误和警告信息的地方。
  3. 产生目标代码:目标代码是机器指令的初步形式,用于实现程序的语句。如果我们在编译程序的命令行中加入了要求进行优化的选项,优化器(optimizer)就会对目标代码进一步进行处理,使它效率更高。优化过程需要额外的时间,所以在程序调试完毕并准备生成正式产品之前一般不进行这个过程。至于目标代码是直接产生的,还是先以汇编语言语句的形式存在,然后再经过一个独立的阶段编译成目标文件,对我们来说并不重要。

执行

  1. 程序必须先载入到内存中:在宿主环境中(也就是具有操作系统的环境),这个任务由操作系统完成。那些不是存储在堆栈中的尚未初始化的变量将在这个时候得到初始值。在独立环境中,程序的载入必须由手工安排,也可能是通过把可执行代码置入只读内存(ROM)来完成。
  2. 开始执行程序:在宿主环境中,通常一个小型的启动程序与程序链接在一起。它负责处理一系列日常事务,如收集命名行参数以便使程序能够访问它们。接着,便调用main函数。现在,便开始执行程序代码。在绝大多数机器里,程序将使用一个运行时堆栈(stack),它用于存储函数的局部变量和返回地址。程序同时也可以使用静态(static)内存,存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程中将一直保留它们的值。
  3. 终止程序:它可以由多种不同的原因引起。“正常”终止就是main函数返回。有些执行环境允许程序返回一个代码,提示程序为什么停止执行。在宿主环境中,启动程序将再次取得控制权,并可能执行各种不同的日常任务,如关闭那些程序可能使用过但并未显式关闭的任何文件。除此之外,程序也可能是由于用户按下break键或者电话连接的挂起而终止,另外也可能是由于在执行过程中出现错误而自行中断。

词法规则

C语言是大小写敏感的语言。

在C语言中,注释不允许嵌套

参考:C和指针(第二版) 〔美〕Kenneth A.Reek著 徐波译 人民邮电出版社

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