第七十二天学习记录：初读《C陷阱与缺陷》

首次快速阅读完《C陷阱与缺陷》，感觉还是读得有些稀里糊涂的。
首先给人的感觉就是大部分人可以感受到的，作者对于较为初代C语言的研究已经达到了可以说是“炉火纯青”的程度。
尽管作者写这本书的时候距离至今已经过去了二十几年，但很多C语言所存在的缺陷以及作者的思想至今都适用。
与大部分书类似，该书也是由浅入深，由易到难的方式切入。
从相对简单的“=与==”不同开始，到后面让我看不懂到抓狂的可移植性缺陷。

下面列举些书中有意思的问题：

栏杆问题

这个问题个人觉得可以说是很经典的。也许作为程序员，C和C++数组或者说很多情况下标从0开始已经深入骨髓，但作者却通过一个很现实的情况对“下标”做了很恰当的“比喻”。
修建一个100英尺长的护栏，护栏的栏杆之间相距10英尺，你需要多少根栏杆。
答案是11根。
作者在这里由这个实例引用了边界计算与不对称边界。在所有常见的程序设计错误中，最难于察觉的一类就是“栏杆错误”。
为了避免这个错误有两个通用原则：
（1）、首先考虑最简单情况下的特例，然后将得到的结果外推。
（2）、仔细计算边界。

a+++++b

在初学C语言后，尤其是在学习了运算优先级后，很容易将这句代码理解为：a++ + ++b，但是，根据“贪心法”的规则，上式会被分解成：
a++ ++ +b
这个式子从语法上来说是不正确的。

当一个程序异常终止时

当一个程序异常终止时，程序输出的最后几行常常会丢失，原因是什么？我们能够采取怎样的措施来解决这问题？
setbuf(stdout,(char*)0);
这个语句必须在任何输出被写入到stdout（包括任何对printf函数的调用）之前执行。该语句最恰当的位置就是作为main函数的第一个语句。

除法运算时发生的截断

假设让a除以b,商为q，余数为r:
q=a/b;
r=a%b;
假设b>0。
从逻辑上讲，我们希望a,b,q,r之间维持如下关系。
1、最重要的一点，我们希望q*b+r==a,因为这是定义余数的关系，如果这个都不维持，数学会抓狂的。
2、如果我们改变a 的正负号，我们希望这会改变q的符号，但这不会改变q 的绝对值。
3、当b>0时，我们希望保证r>=0且r 这三条性质是我们认为整数除法和余数操作所应该具备的。但不幸的是，它们不可能同时成立。
考虑一个简单的例子：3/2，商为1，余数也为1 。此时，第一条性质得到了满足。（-3）/2的值应该是多少呢？如果要满足第二条性质，答案应该是-1 ，但如果是这样，余数就必定是-1，这样第三条性质就无法满足了。如果我们首先满足第三条性质，即余数是1，这种情况下根据第一条性质则商是-2，那第二条性质又无法满足了。
因此，C语言或者其他语言在实现整数除法截断运算时，必须放弃上述三条原则中的至少一条。大多数程序设计语言选择放弃第三条，而改为要求余数与被除数的正负号相同。这样，性质1和性质2就可以得到满足。大多数C编译器在实践中也都是这样做的。
然而，C语言的定义只保证了性质1，以及当a>=0且b>0时，保证|r|<|b|以及r>=0。后面部分的保证与性质2或者性质3比较起来，限制性要弱得多。

在数学上，我们可以将一个整数a除以一个非零整数b，得出两个整数c和d，使得

a = b * c + d

其中c是商，d是余数。如果a<0，那么我们可以将a表示为
a = -(-a)
因此，我们可以重写上述公式，得到：

-a = b * (-c) + d

也就是说，当a<0时，余数d的符号与b相反，即为-b或者-b的绝对值中的一个。
类似的，如果b<0，我们也可以用类似的方式来求余数d。如果a和b都小于0，就需要将上述两种情况进行合并。此时，可以先将a和b都乘以-1，之后按照以上方法得出余数，然后再将余数乘以-1得到正确的结果。
需要注意的是，在实际编程中，C++中有两个函数可以求解除法的商和余数，分别是div和std::div.它们的返回值是一个结构体，包含商和余数两个成员：c = div(a,b).quot和d = div(a,b).rem。此外，关于负数除法运算的详细请参考C++标准中[N3337]§5.6.4和expr.multip。
举例：

int main()
{
	int a, b, q, r;
	a = -3;
	b = -2;
	q = a / b;
	r = a % b;
	printf("%d %d\n", q, r);
	return 0;
}

输出：1，-1

int main()
{
	int a, b, q, r;
	a = -3;
	b = 2;
	q = a / b;
	r = a % b;
	printf("%d %d\n", q, r);
	return 0;
}

输出：-1，-1

int main()
{
	int a, b, q, r;
	a = 3;
	b = -2;
	q = a / b;
	r = a % b;
	printf("%d %d\n", q, r);
	return 0;
}

输出：-1，1