【C++笔记】1. C语言复习
1. C语言复习
1.1 基础部分
-
C99之后可以用
const int来表示常量，初始化后不能再被赋值。 -
整数和整数运算只会得到整数。当有浮点数参与运算的时候，就会变成浮点数。
-
整数用
int（输入输出都是%d），浮点数double（输入%lf，输出%f）。 -
运算符优先级：
优先级 运算符号 运算意义 结合关系 1 + - 正、负 自右向左 2 * / % 乘、除、取余 自左向右 3 + - 加、减 自左向右 4 = 赋值 自右向左 -
=赋值语句，也是运算，也是有结果的。
比如a=b=6在C语言中，自右向左运算a=(b=6)，意义是：b=6的结果是6，再赋给a。
虽然可以“嵌套式赋值”（比如int c = 1 + (b=a)），但不建议这么做。 -
调试运行的时候，下一步和单步进入，是有区别的。
-
复合赋值运算符：
+=、-=、*=、/=。 -
递增递减运算符：
++、–。表达式 运算 表达式的值 count++ 给count加1 count原来的值 ++count 给count加1 count+1的值 count- - 给count减1 count原来的值 - -count 给count减1 count-1的值 -
scanf("%d,%d")，scanf("%d %d")，scanf("%d, %d")、scanf("%d %d\n")这四种方式是不同的。
scanf()函数用于接收输入进来的东西，返回值是接收了几个东西。
对于空格和回车，会等待后续输入。
对于其他非%d数据，scanf()函数接收失败，返回成功接收的个数，但会继续执行下一条语句。 -
%x为16进制的输入或输出，%o为8进制的输入或输出。 -
取余运算的应用：
number%10运算可提取出number的个位数字。
辗转相除法、判断素数等，都用到了取余符号。 -
关系运算（<、<=、>、>=、==、!=）：自左向右运算，且
==和!=的运算级低。
语句a==b==6，实际上就是判断1==6，最终结果是0。
语句6>5>4，实际上就是判断1>4，最终结果是0。 -
if语句中，if(条件){语句}，注意分号和大括号。 -
switch语句中，case只是入口。如果不break，语句会继续执行。 -
do…while循环，while括号里的都是循环的条件（虽和直觉不符。但和while循环保持了一致）。 -
continue和break的差别，continue跳出当前循环，break跳出整个循环。 -
goto语句在多层循环嵌套时候使用，其他场合不建议使用。 -
sizeof()函数是静态函数，比如sizeof(a++)语句编译后，a++不执行。 -
&&与运算会屏蔽0后的语句、||或运算会屏蔽1后的语句。 -
补码=反码+1。
-
浮点数是有精度的。判断两个浮点数是否相等，应采用
fabs(f1-f2)<=1e-12。 -
char型变量其实是一种特殊的int类型：int a = 49和char c ='A'，
按照%d输出时，输出的都是49，
按照%c输出时，输出的都是'1'。
综上，a+'a'-'A'或a+'A'-'a'就可以进行大小写转换。 -
逗号运算符
,，主要是用在for语句里用。 -
C语言调用函数时，是值传递。
-
本地变量、局部变量：定义在大括号（块）里。
生存期、作用域：大括号（块）里。
块里定义的变量，块外无效。
块外定义的便令，块里也有效。
如果块里定义了与块外同名变量，屏蔽掉块外的变量。 -
同一个c文件里，函数声明和定义的头，必须一致，否则会编译出错。
-
f(a,b)和f( (a,b) )不一样，前者传了2个参数，后者传了1个参数。 -
函数里面可以声明另一个函数，但不能定义另一个函数。
-
C99之前，数组元素数量必须是编译时刻确定了的字面量。
-
数组一旦创建，长度固定。
-
数组创建后，最好要初始化。数组的访问，不能越界（即超过最大下标）。
-
数组的集成初始化：
int a[]={1,2,3,4,5,6};。
int a[]={[1]=2,4,[5]=6};。 -
数组长度算法：
sizeof(a)/sizeof(a[0]);。 -
数组变量不能互相赋值：
int b[] = a;这种写法是错误的。只能遍历数组，每个元素依次赋值。 -
数组作为参数传入函数时，应把数组长度一同传入。
原因：数组作为参数时，传入的只是地址。 -
unix系统下，可以使用
man sqrt命令，查阅sqrt函数。 -
求素数的方法：方法一 顺序往下挑选、方法二 剔除已有素数的倍数。
-
二维数组，列数不可以省略，行数可以。
int a[][5] = {{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,0}};。
1.2 指针和数组
-
运算符
&：对变量取地址，不能是表达式，如&(i+p)或&(i++)等做法是错误的。 -
printf()函数里用%p来输出地址。 -
对于一个数组
a[]来说，a和&a和&a[0]都是相同的，都是a的首地址。 -
作为参数的指针，在函数里面可以通过这个指针访问外面这个
i。
如果只是传值，那么调用的函数无法改变外面的i。
但是传了i的地址，那么就能对地址里面的东西进行改动，也就是把i进行改动。 -
赋值号的左边不一定是个变量，也有可能是个运算表达式的结果，这就叫左值。
*p就是p取内容的运算，但是可以被赋值，所以*p是左值。
a[0]就是a取0位置内容的运算，但是可以被赋值，所以a[0]是左值。 -
指针的应用，使得被调用的函数能够更改原来函数的变量！
-
一般情况下，函数使用
return返回运行状态，使用指针返回值。 -
指针必须进行初始化，即指向某个变量的地址。否则将会是一个“野指针”，很危险。
-
传数组，实际上就是在传地址。所以说，被调用的函数可以改外部函数的数组元素！
但sizeof(a)在内外却不等，因为外面的sizeof(a)求的是整个数组地址所占长度，里面的sizeof(a)求的是首地址的长度。 -
数组变量本身表达地址，因此
int *p = a;无需用&来取地址。
数组名就是地址指针，因此a等价于&a[0]。
[]运算符可以对数组做，也可以对指针做：p[0]等价于a[0]。
*运算符也可以对数组做：*a。 -
实质：数组就是常量指针，所以不能被赋值。
int a[]等价于int * const a。 -
指针与const
int i; const int* p1 = &i; // *p1是const，即不能通过*p1修改i int const* p2 = &i; // *p2是const，即不能通过*p2修改i int *const p3 = &i; // p3是const，即p3只能指向i，等价于数组 -
void f(const int* x);，表示f()不会改动传来的指针的指向的值。 -
const数组：
const int a[]={1,2,3,4,5,6,}，这样的话，内部的函数不会修改外部数组了。 -
指针
p、q可以递增/递减，即进行p++、p--、p-q运算。
p=p+1，实际上指的是，将p指到下一个单元。
而数组实际上就是特殊的指针，因此：
*p等价于a[0]，
*(p+1)等价于a[1]。 -
*p++：取出p的东西，顺便把指针向后移动一次。举例：for( int i=0; i< sizeof(a)/sizeof(a[0]) ; i++ ){ printf("%d\n",a[i]); } // 可以改写成： char *p = a[]; while( *p != -1 ){ printf("%d\n", *p++); } -
指针是可以比较的，比如数组中的单元的地址就是线性递增的。
-
不建议使用
0地址，但可以初始化为NULL。 -
类型不同的指针不能互相赋值。除非进行强制类型转换。
-
void*表示不知道指向什么东西的指针。经常在比较底层的情况下应用到。 -
在C99之前（ANSI C）时，如何用变量定义数组的大小呢？
使用stdlib.h中的函数malloc()。
int *a = (int*) malloc(n*sizeof(int));
原因：malloc()函数申请到的是一块(void*)类型的地址空间，以字节为单位，需要强制类型转化为(int*)。
接下来，把a当作数组来用。如a[0]。
最后，用了malloc()就要释放掉，即free(a)。 -
但是系统空间是有限的，
malloc()不一定总能成功的申请到需要的空间。
malloc()返回值为1代表申请成功，返回值为0代表申请失败。 -
free()函数只能释放掉malloc()来的地址。
常见问题：
（1）malloc了没free，会导致运行内存逐渐下降。
（2）free过了再去free。
（3）地址变了，直接去free。
1.3 字符串
-
字符串以
'\0'结束，但它不是字符串的一部分。计算这个字符串长度的时候不包括这个'\0'。 -
字符串以数组形式存在，以指针形式访问。
因此，可以通过遍历数组的方式来遍历字符串。 -
对字符串进行操作时，需要
#include。 -
字符串的定义形式：
由双引号括起来的东西Hello，叫字符串的字面量.
字符数组长度为6，因为结尾还有'\0'。char *str = "Hello"; char word[] = "Hello"; char line[10] = "Hello"; -
char *s = "Hello, world!"中：
这种写法，会把"Hello, world!"写在常量空间里，实际上s是const char *s，不允许写入操作，赋值只能靠初始化。
s是个指针，初始化为指向一个字符串常量。
试图对s所指的字符串做写入会导致严重后果。 -
char s[] = "Hello, world!"中：
这种写法，会把"Hello, world!"写在变量空间里。
在程序运行结束后，会被自动回收。 -
这两种写法如何选择？
数组形式：作为本地变量，空间自动回收。
指针形式：只读、处理参数、动态分配空间。
如果要处理一个字符串，用数组。
如果要构造一个字符串，用指针。 -
char*不一定是字符串，它本意是“指向char型单个变量的指针”。 -
符串赋值，实质上是让指针
s指向了指针t所指的字符串，任何对s的操作就是对t做的，因为对于字符串，赋值符号赋的是地址。char *t = "Hello"; char *s; s = t; -
使用
scanf()来读字符串时，读到空格、tab、回车为止。
scanf("%7s",string);表示读入字符串最多7位。 -
常见错误：
char * string; scanf("%s", string); // 指针string很有可能指向了一个危险的地方。 // 改正方法： // 1. 赋初值，但以后无法更改 // 2. 数组形式定义字符串变量 char buffer[100] = ""; // 这是一个空字符串，buffer[0]=='\0' char buffer[] = ""; // 这个数组长度只有1，放不下任何东西 -
char **a，char a[][10]，char *a[]，这三者是不同的。
char **a：表示a是一个指针，指向另一个指针，那个指针指向一个字符（串）
char a[][10]：表示a是一个二维数组变量，每一个元素都是一个含有10个元素的一维数组。
char *a[]：表示a是一个存放指针的一维数组，每个指针都指向一个char型变量。 -
main(int argc, char const *argv[])
这里的*argv[]表示：main()函数调用的参数。
常常在命令行中使用到。 -
int putchar(int c)函数：返回写了几个字符，EOF(-1)表示写失败。 -
int getchar(void)函数：返回类型是int，是为了返回EOF(-1)。 -
windows环境下
Ctrl+Z表示输入结束；Unix环境下Ctrl+D表示输入结束。 -
通过下面的例子，可以感受到 shell 的存在和工作机制。
输入设备和用户程序之间有缓冲区，这个缓冲区会在不同编译环境下有不同的工作机制。
另外，搭建 VScode的 C++ 开发环境时，win 下使用 powershell 作为终端，ubuntu下默认的终端。
这二者对于cout函数的处理是不一样的。
前者cout输出不一定要有endl，后者cout输出一定要有endl才会输出。int main( int argc, char const *argv[]) { int ch; while ( ( ch = getchar() ) != EOF ){ putchar( ch ) ; } printf("EOF\n"); return 0; // getchar() 是用 int 型变量来接收 char。 // putchar() 是把 int 型变量输出为 char。 // 这段代码，输入什么就输出什么 // 按下Ctrl+C会停止程序 // 输入Ctrl+Z会输出EOF } -
字符串头文件
string.h里常用的函数：strlen()：
形式：size_t strlen(const char *s
功能：返回s的字符串长度（不包括结尾的\0）
备注：一般情况下，等于sizeof()-1。 -
字符串头文件
string.h里常用的函数：strcmp()：
形式：int strcmp(const char *s1, const char *s2)
功能：比较两个字符串并返回0、正数、负数。0表示相等，正数表示s1大，负数表示s2大
比较原则：从第一个字符开始比较，相同则继续，不同则相减。任一串读完则跳出。
备注：s1==s2是warning而非error，因为s1==s2比较的是地址，而非字符串内容。 -
字符串头文件
string.h里常用的函数：strcpy()：
形式：char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src):
功能：把src的字符串拷贝到dst，并返回dst（最后的\0也拷贝）
备注：restrict表示这两个字符串在存储上不能重叠。 -
复制字符串的套路：
char *dst = (char*)malloc (strlen(src)+1); // 不能用sizeof，src还有可能是指针、数组 // malloc后最后要free strcpy(dst,src); -
字符串头文件
string.h里常用的函数：strcat()：
形式：char *strcat(char *restrict s1, const char *restrict s2)
功能：把s2拷贝到s1后面，接成一个长的字符串，返回s1
原理：把s2的第一个char写在s1的\0的位置
备注：s1必须有足够的空间 -
strcpy()和strcat()的安全问题：如果目的地没有足够空间会产生安全问题。
因此，尽量使用安全版本。
char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src， size_t n)
char *strcat(char *restrict s1, const char *restrict s2， size_t n)
int strcmp(const char *s1, const char *s2， size_t n)
其中，strcmp()函数的n表示，只比较前n个字符。 -
字符串中找字符函数
strchr()，分为从左和从右两个版本。
利用字符串找字符函数，可以截取字符串中的某段。 -
字符串中找字符串函数
strstr()，分为不忽略和忽略大小写两个版本。
1.4 枚举
- 程序中如果有数字，尽量采用符号来表示，比如枚举。
enum COLOR {RED, YELLOW, BLUE, NumCOLOR};
数据类型enum COLOR，实际上就是int，可以用%d进行输出。
技巧：枚举最后一个元素的值，实际上就是枚举元素总数。 - 当然，也可以不按顺序进行枚举声明，比如：
enum COLOR {RED=1, YELLOW, BLUE=5};
1.5 结构体
-
结构体声明、定义一个结构体变量时，最好放在
main()函数外边。
结尾一定要记得写分号;// 方式一：先声明，在定义。结构体类型名：struct date。 struct date{ int month; int day; }; struct date today, tommorow; // 方式二：直接定义。结构体类型没有名字。 struct{ int month; int day; } today, tommorow; //方式三：同时声明和定义变量。结构体类型名：struct date。 struct date{ int month; int day; } today, tommorow; -
结构变量的初始化：
struct date today = {.month=4, .day=19} -
结构变量的访问：
today.month -
结构变量的赋值：
方式一（成员分别赋值）：
today = (struct date){4, 19};
方式二（变量整体赋值）：
today = tomorrow; -
结构变量的名字就是变量本身，并非地址（与数组和字符串不同）。
因此对结构变量取地址，&today。
当然也可以对结构变量的成员取地址，&today.month -
结构体是可以作为函数参数、返回值的。
-
结构体不能直接printf和scanf，但可以自己做类似的函数。
编写时，最好使用指针方式。 -
指向结构体的指针，最好使用
->：struct date *ptoday = &today; (*ptoday).month = 12; ptoday->month = 12; -
视频11.2 结构与函数在15分22秒处的例子，把结构体指针做为参数，又把结构体指针作为函数返回值。因此各个函数之间可以互相调用、赋值。
-
结构体中有数组：直接套就行了。
数组中有结构体：直接套就行了。
结构体中有结构体：直接套就行了。
但注意：成员是变量时用.，成员是指针时用->。
1.6 自定义数据类型
-
普通的数据类型：
typedef int Length; -
定义结构体：
typedef struct ADate{ int month; int day; } Date; // 或者省略`ADate`： typedef struct{ int month; int day; } Date; // 定义变量时，可以直接写 Date today = {4, 19};
1.7 联合
-
表面上看起来和struct一样，但实际上所有成员占用相同的内存空间。
如果发生重叠，会“冲掉”原来的值。union AnElt{ int i; char c[4]; } elt1; // 当然此处也可以用typedef elt1.c[0] = 'a'; elt1.i = 0xDEADBEEF; // 此时，后填写的`i`会把先填写的`c`冲掉 -
本例中union的作用：查看int变量中每个字节的情况。
当然，x86的CPU采用小端形式进行存储数据。
因此，如果对上边的c数组进行遍历读取的话，会得到：
c[0]等于0xEF，
c[1]等于0xBE，
c[2]等于0xAD，
c[3]等于0xDE。
1.8 全局变量
-
定义在函数外边的变量，就是全局变量。
-
字符串
__func__，输出时自动变为当前函数名。int main(){ printf("%s", __func__); return 0; } -
全局变量在没有初始化时，会得到
0值（指针得到NULL）。 -
全局变量必须使用已知值来初始化。
-
不能将一个全局变量赋值给另一个全局变量。
-
本地变量会屏蔽外部的全局变量。
-
静态本地变量，本质上就是全局变量。
原因：在程序进行编译时，紧挨着放在放在同一块区域中。
static int i = 1;
函数第二次被调用时会保留函数第一次执行后的值。 -
总结：
本地变量：本地作用域，本地生存期。
全局变量：全局作用域，全局生存期。
静态本地变量：本地作用域，全局生存期。 -
函数返回指针，不能返回本地变量的地址。
-
过多使用全局变量和静态本地变量，在多线程时是不安全的。
因此，应尽量不要使用全局变量和静态本地变量。
1.9 宏定义
- 编译预处理指令：
#开头的那一行。
它们不是C语言的部分，但C语言离不开它们。 #define PI 3.14159，其中PI是宏的名字，3.14159是宏的值。#define：只是文本的替换，经常需要加括号()。#define：可以使用//进行注释。- build的过程：源代码文件(.c) -> 中间结果文件(.i) -> 汇编代码文件(.s) -> 目标代码文件(.o) -> 可执行文件(.out)
#define：可以定义没有值的宏。- 预定义的宏：
__DATE__、__TIME__等等。 - 带参数的宏，原则：整体括号，参数有括号。
#define cube(x) ((x)*(x)*(x))。
#define MIN(a,b) ((a)>(b)?(b),(a)) - 宏定义中不建议加分号
;。 - 带参数的宏在大型程序中非常普遍。
- 宏的使用容易出错。
1.10 多文件项目
-
将各个函数分开放在不同的(
.c)文件中。 -
编译(compile)：对单个源代码文件的编译。
构建(build)：对整个项目做链接。 -
如果没有头文件(
.h)，编译器遇到main()里陌生的函数会乱猜。
因此，头文件里包括了函数的声明，用来作为不同源文件之间的桥梁。 -
#include用来插入对应的头文件中的文本内容。 -
#include后的<>用于自带头文件，""用于用户头文件。 -
一般来说，任何c文件都有对应的h文件。
-
头文件中还包括了，在源文件中的全局变量的声明。
extern int AllVariable; -
头文件中，建议只放声明。
-
同一个编译单元里，同名的结构不能被重复声明。
-
因此，有标准头文件结构。
#ifnedf _MAX_H_ #define _MAX_H_ #endif