温故而知新（一）

        以下知识点是笔者在学习过程中，对感到薄弱或有价值的地方，进行的记录和总结，希望对读者有所帮助。由于时间久远，所以无法一一列举各知识点的出处，主要摘录自互联网及一些杂志期刊和专业书籍，如C专家编程，程序员面试宝典，深入理解计算机系统，敏捷开发修炼之道，C和指针等等。在此对原著作者表示感谢。由于知识点是笔者在阅读完整资料时抄录和总结的，可能有断章取义之嫌，如有不当的地方还请指出。另外读者也可以自行阅读以上书籍，你将会有很多收获。

0.   Blame doesn’t fix bugs。 

1.   两句心灵鸡汤，这两句不知何时开始存在于我的备忘录里。“Les Brown说你不需要很出色才能起步，但是你必须起步才能变得很出色。”所以我开始写博客来见证自己的成长。“亚里士多德说能容纳自己并不接受的想法，表明你的头脑足够有学识。”所以我很乐于与别人讨论，从而丰富自我。

2.   位域（bit field）

概念：表示定义的数据所占用的不是整数字节（如char是1字节，short是2字节等等），而是按位（bit）分配的，例如：

struct  x {
            int a:6;
            int b:2;
          };

其中a占6位，b占2位，两者合起来占8位，就是1字节。

3.   数字滤波器（digital filter）的设计与应用

使用Matlab中的FDAtool进行FIR等滤波器的设计，设计完成后得到滤波器的系数输出。由于Matlab输出的都是浮点数，而单片机中浮点数运算的速率明显低于整形数，所以单片机编程时将这些浮点数转化成整形数，即将所有系数扩大相同的倍数进行滤波，最后将滤波的结果同时缩小相同的倍数。得到滤波系数后，可以通过卷积操作对原始波形进行滤波。 

4.   如何进行程序分析

从函数模块的功能结构图或数据流图进行分析。

5.   sizeof与strlen的深入理解

sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中typedef为unsigned int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。sizeof是运算符，strlen是函数。sizeof返回一个对象或类型所占的内存字节数。数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组，传递的是数组的首地址，如fun(char [8])，fun(char [ ])，都等价于fun(char *)。所以数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针。unsigned影响的只是最高位bit的意义（正/负），数据长度不会改变，所以sizeof(unsigned int) == sizeof(signed int)。只要是指针，大小一般都是4，如sizeof(string*)== 4。

6.   数据结构是彼此具有一定关系的数据元素的集合。简单地说，数据结构中的数据是指特性相同的数据元素的集合，结构就是指数据元素之间存在的一种或多种特定关系。

7.   针对=和==之间的问题，通过良好的代码习惯可以避免，如利用if( 0 == nValue ){ … }。换句话说，就是将0和nValue的位置交换，此时如果你再写出if( 0 = value )这样的代码，编译器会直接了当地提示发生了错误，因为常数不能作为左值来使用，即不能给常量赋值。

8.   诡异的表达式，评估求值的顺序问题如

int i = 2016;
printf(“Theresults are: %d,%d”,i,i+1);

函数参数的评估求值没有固定顺序，所以printf( )函数输出结果可能是2016,2017，也可能是2017,2017。表达式计算顺序是一个很繁琐但是很有必要的话题，所以针对操作符优先级，建议多写几个符号，把你的意图表达地更清晰。注意函数参数和操作数的评估求值问题，小心其陷阱，让你的表达式不依赖于计算顺序。

9.   结构体

可以先声明结构体类型，再定义该类型的变量，如

struct Student
{
  …
}; //注意加分号
struct Student stu1,stu2;

也可以在声明类型的同时定义变量，如

struct Student
{
  …
}stu1,stu2;

还可以利用typedef定义，如

typedef struct
{
 …
}Student;
Student stu1, stu2;

结构体指针就是指向结构体变量的指针，一个结构体变量的起始地址就是这个结构体的指针。

struct Student  *pt; //pt可以指向struct Student类型的变量或数组元素。所以可以定义

struct Student stu1;

struct Student *pt;

pt =& stu1;

如果pt指向一个结构体变量stu1,以下3种方法等价：

stu1.num ==  (*pt).num  == pt->num  (num为此结构体中的一个成员变量)

10.    一个32位（数据位，指一个机器周期时钟脉冲能处理的字长）的机器的指针是多少位呢？指针是多少位只要看地址总线的位数进行了。80386以后的机子都是32位的地址总线。所以指针的位数就是4字节。使用未初始化的局部指针是件很危险的事，所以在使用局部指针变量时一定要及时将其初始化。对于全局变量，在声明的同时编译器会悄悄完成对变量的初始化。

11.   在C语言中，所有非数组形式的数据实参均以传值形式调用（对实参做一份拷贝并传递给调用的函数，函数不能修改作为实参的实际变量的值，而只能修改传递给它的那份拷贝）。以下示例程序可能有助于你对上述说法的理解：

#include <stdio.h>
 
void swap1(int p, int q)
{
    inttemp;
    temp = p;
    p = q;
    q = temp;
}
 
void swap2(int *p, int *q)
{
    int*temp;
    *temp = *p;
    *p = *q;
    *q = *temp;
}
 
void swap3(int *p, int *q)
{
    int*temp;
    temp = p;
    p = q;
    q = temp;
}
 
void swap4(int *p, int *q)
{
    inttemp;
    temp = *p;
    *p = *q;
    *q = temp;
}
 
void swap5(int &p, int &q)
{
    inttemp;
    temp = p;
    p = q;
    q = temp;
}
 
int main( )
{
    int a = 1,b = 2;
    //swap1(a,b);
    //swap2(&a,&b);
    //swap3(&a,&b);
    //swap4(&a,&b);
    //swap5(a,b);
    printf(“a = %d, b = %d”, a, b);
    return0;
}

分别运行以上5个子程序，理论上会发现只有swap4函数和swap5可以实现a,b值的互换。实际上笔者在vs2015平台上运行时却出现许多问题，如编译器报告了swap2函数使用了未初始化的局部指针变量temp，而函数swap5则出现了许多错误导致程序无法运行，可能是开发环境的差异，希望了解的朋友出来说说。另外读者需要注意的是数据可以使用传址调用，只要在它前面加上取址操作符‘&’，这样传递给函数的是实参的地址而不是实参的拷贝。

12.    防止重复包含头文件

如果某个头文件被包含了两次，在编译整个工程时，编译器会提示错误。为了避免该情况，C/C++有两种处理方式，一种是#ifndef ,另一种是#pragma once 方式，后者不受标准支持，兼容性不好，前者编译器每次都判定文件是否重复定义，编译时间会变长。

13.   字节对齐

现代计算机内存空间都是按照字节来划分的，从理论上来讲，对变量的访问可以从任何地址开始；但在实际情况中，为了提升存取效率，各类型数据需要按照一定的规则在空间上排列，这使得对某些特定类型的数据只能从某些特定地址开始存取，以空间换取时间，这就是字节对齐。结构体默认的字节对齐一般满足三个准则：结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小整除；结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）都是成员自身大小的整数倍，如有需要，编译器会在成员之间加上填充字节（internal adding）；结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍，如有需要，编译器会在最末一个成员之后加上填充字节（trailing padding）。了解结构体中元素的对齐规则，合理地为结构体元素进行布局，这样不仅可以有效节约空间，还可以提高元素的存取效率。在标准C中，强制类型转换可能导致内存扩张与截断，所以尽量将强制转型减到最小。

14.   对于整形和长整型的操作，前缀操作的性能区别通常是可以忽略的。对于用户自定义类型，优先使用前缀操作符。因为与后缀操作符相比，前缀操作符因为无须构造临时对象而更具性能优势。（对此知识点笔者当时没有记录更多的解释，不过根据现在的理解，可能就好比‘++i’与‘i++’。在循环判断等情况下，可以优先使用‘++i’。因为在汇编语言层次上可以发现，‘++i’无需构造临时变量，所以转化成的汇编语句比‘i++’更少，效率更高。）