c语言的关键字包括:基本类型、void空类型、条件语句、循环语句、跳转指令、类型修饰符等。其中类型修饰符包括:const、extern、inline、static、volatile、register、restrict。下面按照功能划分,结合代码实例进行介绍。
关键字的功能说明如下表所示:
关键字 | 功能描述 |
char | 字符类型,1个字节 |
short | 短整型类型,2个字节 |
int | 整型类型,4个字节 |
long | 长整型类型,8个字节 |
float | 浮点类型,4个字节 |
double | 双精度类型,8个字节 |
void | 空类型 |
auto | 自动变量 |
signed | 有符号数 |
unsigned | 无符号数 |
if | 条件语句 |
else | 条件语句的否定分支 |
switch | 开关语句 |
case | 开关语句的某个分支 |
default | 开关语句的其他分支 |
break | 跳出循环体 |
continue | 结束当次循环,继续下一轮 |
goto | 跳转指令 |
return | 子程序地址 |
for | 满足开始与终止条件的循环 |
while | 满足某个条件的循环 |
do | 先执行再循环 |
struct | 结构体 |
enum | 枚举 |
union | 联合体 |
sizeof | 测量数据类型长度 |
typedef | 给变量取别名 |
const | 常量 |
static | 静态变量/方法 |
extern | 外部变量 |
register | 寄存器变量 |
inline | 内联函数 |
volatile | 禁止指令重排序、内存可见 |
restrict | 类型限定符 |
一、基本类型与特殊类型
1、基本类型
c语言的基本类型包括:int、char、long、float、short、double。
2、void空类型
在c语言中,void为空类型,即可表示任意类型。常用在函数返回值,或void*表示空类型指针。
3、auto自动类型
auto用于自动类型推断,在c++11也有这个关键字。
4、有符号与无符号
有符号用signed表示,比如signed int表示范围-2147483648~2147483647。无符号用unsigned表示,从0开始。
二、条件语句
1、if...else判断
if用于判断某个条件是否成立,如果成立就进入if代码块,否则进入else代码块。
2、switch开关
switch结合case用做开关语句。需要注意的是,最后加上default,否则可能导致进入程序陷阱。示例代码如下:
switch (num) {
case 1:
break;
case 2:
break;
default:
break;
}
三、循环语句
1、for
for循环表达式块包括:开始条件、终止条件和自增/自减表达式。示例代码如下:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
...
}
2、while
while循环表达式主要是判断是否满足条件,如果满足条件就继续执行,不满足则跳出循环。示例代码如下:
while (num < 10) {
num++;
}
3、do...while
do/while循环与while循环不同的是,它先执行再判断是否满足条件。示例代码如下:
do {
num++;
} while (num < 10);
四、跳转指令
1、break
break用于跳出循环体,示例代码如下:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
if (i == 5) {
break;
}
}
2、continue
continue用于跳过当次循环,继续执行下一轮。示例代码如下:
while (i++ < 10) {
if (i == 5) {
continue;
}
}
3、goto
goto用于函数内的跳转,即短跳转指令。如果要支持函数外部跳转(长跳转),可以用setjmp。goto的示例代码如下:
void test() {
int result = read();
if (result < 0) {
goto fail;
}
printf("result=%d", result);
fail:
printf("something wrong...");
}
4、return
return用于函数返回。函数执行完成时,或者判断条件不成立时,如果函数有返回值,使用return进行返回。示例代码如下:
int test() {
int result = read();
if (result < 0) {
return -1;
}
// something else
return result;
}
五、结构体与枚举
1、struct结构体
结构体是数据结构的集合,可以存储不同的数据类型。需要注意的是,默认为内存对齐,使用最长的类型长度作为单位。示例代码如下:
struct Person {
int age;
char *name;
float height;
double weight;
};
2、enum枚举
枚举,顾名思义是枚举出同一类型的可能值。示例代码如下:
enum Fruit {
APPLE,
BANANA,
ORANGE
};
3、union联合体
联合体是几个变量公用一个内存空间,这些变量可以是不同类型不同长度。但是,同一时刻,只能存储一个变量。示例代码如下:
union Type {
int a;
short b;
float c;
double d;
};
六、类型修饰符
1、const
const为常量修饰符,表示不会再修改的值,存放在常量存储区。可以用于修饰常量,也可以修饰函数参数,或者修饰函数返回值。示例代码如下:
// 常量
const int num = 10;
// 函数参数
void test(char* const val) {
}
// 函数返回值
const char* hello() {
return "world";
}
2、extern
extern用于声明为外部全局变量,其他源文件也可以调用。首先在file_one.c声明变量:
int global_value = 0;
然后在file_one.h声明为外部变量:
extern int global_value;
其他源文件file_other.c调用global_value变量:
#include "file_one.h"
void global_test() {
global_value = 2;
}
3、inline
inline用于声明内联函数,作用是把代码和函数地址放在一起。优点是提高函数调用效率,缺点是增大目标文件的体积。建议使用场景为代码量比较少(10行以内),调用比较频繁的函数。
4、static
在c语言中,static用于声明静态变量、静态方法。存放区域是在静态/全局变量存储区。
5、volatile
volatile用于禁止编译器重排序,并且保证不同线程的内存可见同步。也就是具有可见性、有序性,不具有原子性,用在多线程场景或者底层编码。
6、register
register为寄存器变量,存放在CPU寄存器里,通过CPU寄存器寻址,而不是内存寻址。访问速度快、读写效率高,用于被程序频繁调用的使用场景。需要注意的是,register只能修饰局部变量或者函数形参,不能修饰全局变量或静态变量。
7、restrict
restrict为类型限定符,只要是restrict修饰的指针,不能被除该指针以外的其他任何方式修改,无论是直接方式还是间接方式。示例代码如下:
// 正确写法
char* restrict str = "hello";
// 错误写法1
char restrict *str = "hello";
// 错误写法2
restrict char *str = "hello";
七、sizeof与typedef
1、sizeof
sizeof用于测量数据类型长度,比如在malloc申请内存时,或者计算数组长度。示例代码如下:
// 计算需要申请内存大小
char* data = (char*) malloc(10 * sizeof(char));
// 计算数组长度
int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int len = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
2、typedef
typedef用于给变量类型取别名。作用是定义平台无关的数据类型,使用简单易懂的名称代替。我们来看看stdint.h头文件的源码:
// signed char取名为__int8_t
typedef signed char __int8_t;
typedef short __int16_t;
typedef int __int32_t;
#if defined(__LP64__)
typedef long __int64_t;
#else
typedef long long __int64_t;
#endif
// __int8_t取名为int8_t,所以int8_t最终指向signed char
typedef __int8_t int8_t;
typedef __int16_t int16_t;
typedef __int32_t int32_t;
typedef __int64_t int64_t;
八、其他关键字
1、alignof
alignof,用于查询运算类型的对齐要求。在c++中使用_Alignof,代码位于stdalign.h:
#ifndef __cplusplus
#define alignas _Alignas
#define alignof _Alignof
#endif
2、_Atomic
_Atomic用于声明变量为原子类型,包括bool、char、short、int、long等类型。具体可查看头文件stdatomic.h。
3、_Bool
_Bool用于表示布尔类型,0或1。具体可查看头文件stdbool.h,相关源码宏定义如下:
/* Don't define bool, true, and false in C++, except as a GNU extension. */
#ifndef __cplusplus
#define bool _Bool
#define true 1
#define false 0
#elif defined(__GNUC__) && !defined(__STRICT_ANSI__)
/* Define _Bool as a GNU extension. */
#define _Bool bool
#if __cplusplus < 201103L
/* For C++98, define bool, false, true as a GNU extension. */
#define bool bool
#define false false
#define true true
#endif
#endif
4、_Static_assert
_Static_assert用于静态断言。相关定义在stdassert.h头文件,宏定义如下:
#if !defined(__cplusplus) && __STDC_VERSION__ >= 201112L
# undef static_assert
# define static_assert _Static_assert
#endif
5、_Thread_local
_Thread_local,用于保存线程相关的变量。需要注意的是,该关键字只能用于修饰全局变量,不能修饰局部变量。示例代码如下:
// 正确用例
_Thread_local int a = 0;
void test() {
// 错误用例
_Thread_local int b = 0;
}