C语言深度解剖读书笔记(1.关键字的秘密)

约定不等于承诺〃 2022-11-13 04:10 155阅读 0赞

开始本节学习笔记之前，先说几句题外话。其实对于C语言深度解剖这本书来说，看完了有一段时间了，一直没有时间来写这篇博客。正巧还刚刚看完了国嵌唐老师的C语言视频，觉得两者是异曲同工，所以就把两者一起记录下来。等更新完这七章的学习笔记，再打算粗略的看看剩下的一些C语言的书籍。

#     #

# 本节知识： #

1. c语言中一共有32个关键字，分别是：auto、int、double、long、char、short、float、unsigned、signed、sizeof、extern、static、goto、if、else、struct、typedef、union、enum、switch、case、break、default、do、while、const、register、volatile、return、void、for、continue。 注意：define、include这些带\#号的都不是关键字，是预处理指令。

2. **定义与声明**：

定义   是创建一个对象并为止分配内存。  如：int   a;

声明   是告诉编译器在程序中有这么一个对象，并没有分配内存。   如： extern   int    a;

3.对于 **register这个关键字**定义的变量，不能进行取地址运算(&)，因为对于x86架构来说，地址都是在内存中的，不是在寄存器中的，所以对寄存器进行取地址是没有意义的。并且应该注意的是给register定义的变量，应该赋一个比寄存器大小 要小的值。 注意：register只是请求寄存器变量，但是不一定申请成功。

4. **关键字static**：=

对于static有两种用法：

a.修饰变量：对于静态全局变量和静态局部变量，都有一个特点就是不能被作用域外面，或外文件调用(即使是使用了extern也没用)。 原因就是它是存储在静态存储区中的。对于函数中的静态局部变量还有一个问题，就是它是存在静态存储区的，即使函数结束栈区收回，这个变量的值也不改变。static int i=0;  这是一条初始化语句  而不是一条赋值语句  所以跟i=0不一样的。

b.修饰函数 ：是定义为静态函数，使函数只能在文件内部使用，这样不同文件中的函数名就不怕重名了。原因也是相同的，就是static修饰的一切都是在静态存储区中的。

![SouthEast][]\-

static代码如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <stdlib.h>  
3.    
4.  int main(void)   
5.  \{  
6.      static int j=0;  
7.      int k;  
8.      void fun1()  
9.      \{  
10.         j=0;  
11.         j++;  
12.         printf("fun1 %d\\n",j);  
13.     \}  
14.     void fun2()  
15.     \{  
16.   
17.         static int i=0;  
18.         //i=0;  
19.         printf("fun2 %d\\n",i);  
20.         i++;  
21.     \}  
22.     for(k=0;k<10;k++)  
23.     \{  
24.             fun1();  
25.             fun2();  
26.     \}   
27.     return 1;    
28. \}

5. **关键字sizeof：**

怎么说明sizeof是关键字 不是函数，这里有两个例子：

a. int i;    printf("%d\\n",sizeof i); 可见 sizeof是关键字

b. sizeof(fun());  不调用fun函数 因为 sizeof是在预编译期间完成的  说明是关键字

sizeof的代码：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <stdlib.h>  
3.    
4.  void fun(int b\[100\])  
5.  \{  
6.      printf("sizeof(b) is %d\\n",sizeof(b));  
7.  \}  
8.    
9.  int main(void)   
10. \{  
11.     int \*p=NULL;  
12.     int a\[100\];  
13.     int b\[100\];  
14.     printf("sizeof(p) is %d\\n",sizeof(p));  
15.     printf("sizeof(\*p) is %d\\n",sizeof(\*p));  
16.     printf("sizeof(a\[100\]) is %d\\n",sizeof(a\[100\]));  
17.     printf("sizeof(a) is %d\\n",sizeof(a));  
18.     printf("sizeof(&a) is %d\\n",sizeof(&a));  
19.     printf("sizeof(&a\[0\] is %d\\n",sizeof(&a\[0\]));  
20.       
21.     fun(b);  
22.     return 1;  
23. \}

6. **关键字if：**  
a.对于bool类型的比较：FLASE都是0  TRUE不一定是1   所以应该用if(bool\_num);    if(!bool\_num);

对于浮点型与0比较要是否注意：不能直接比较，要定义精度，其实浮点型与浮点型比较也要注意这个问题，就是不能直接比较，要设定精度，如图：

![SouthEast 1][]

原因跟浮点型的存储格式有关，因为float的有效位是6位，超出6位就未知了，所以不能直接进行比较。同样的原因，也不能用一个很大的浮点数去加一个很小的浮点数。这个加法可能体现不出来。

b.对于if后面的分号问题 ，一定要注意， 会被解析成if后面有一个空语句， 所以使用空语句的时候最好使用NULL;

c.在使用if else的时候，应该if里面先处理正常情况(出现概率大的情况)，else里面处理异常情况，这是一个好习惯看着代码舒服。

7. **关键字switch、case：**

注意case后面应该是整型或者字符型的常量及常量表达式，case后面最好是应该安装字母或数字顺序排列，先处理正常情况，后处理异常情况。

8. **关键字void：**

void \*的一般用途是， 接收任何类型的指针 ，如当传入函数的指针类型不确定的时候，一般用 void\*接收任何类型的指针。

void\* 指针作为右值赋值给其他指针的时候一定要强制类型转换，因为void\* 指针类型不定。

GNU中void \*p p++跟char \*p p++是一样的 。

**注意：strcpy跟memcpy的区别 就是 strcpy是char \*   memcpy是void \***  。 **所以说strcpy是给字符串赋值，memset是给整块内存赋值。**

9. **关键字extern：**

extern就有两种用法：一种是声明外部定义的变量或函数、另一种是extern c告诉编译器以标准c语言方式编译

10. **关键字return：**

使用return的时候，要注意不能返回栈内指针，因为在函数体结束后，栈是会被收回的，其实是不能期望返回一个指针，来返回一块内存。因为返回一个指针或者地址没有问题，因为return是copy然后返回的，但是那个指针指向的内存如果是在函数栈中的话，就很有可能在函数结束后被收回了！！！

return  ; 一般返回的值是1，根据编译器而定。

11. **关键字const：**

a.const是用来定义只读变量的，切忌它定义的是变量，不是常量，真的常量是\#define的和enum。

b.在陈正冲老师的这本书中的第35页， ***有说编译器不为普通const只读变量分配内存空间，而是将它们保存在符号表中，这使得它成为一个编译期间的值，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高，节省空间。***具体的没怎么看懂，本次学习也不打算看懂了(因为它说const修饰的全局只读变量是在静态区的，我太认同)~~~嘿嘿

c.其实const就是修饰变量，然后这个变量就不能当作左值了，当作左值，编译器就报错！！！

d. 其实const中最不好区分的知识点是，如图：

![Center][]

其实对于这四个情况的记忆很简单，就是看const跟谁近，是const \*p   ，还是  \* const  p，还是const  \*  const  p，这样就很容易看出来const是修饰谁的了吧。

e.但是const修饰的变量可以通过，指针将其改变。

f.const修饰函数参数表示在函数体内不希望改变参数的值，比如说在strcmp等函数中，用的都是const  char\*

g.const修饰函数返回值表示返回值不可以改变，多用于返回指针的情况：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  cosnt int\* func()  
2.  \{  
3.        static int  count  =  0;  
4.        count++;  
5.        return &count;  
6.  \}

h.在看const修饰谁，谁不变的问题上，可以把类型去掉再看，代码如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  struct student  
2.  \{  
3.            
4.  \}\*str;  
5.  const str stu3;  
6.  str const stu4;

str是一个类型 ，所以在去掉类型的时候，应该都变成const stu3和const stu4了，所以说应该是stu4和stu3这个指针不能被赋值。  
12.**关键字volatile：**  
volatile搞嵌入式的，一定都特别属性这个关键字，记得第一使用这个关键字的时候是在韦东山老师的，Arm裸机视频的时候。volatile是告诉编译不要对这个变量进行任何优化，直接在内存中进行取值。一般用在对寄存器进行赋值的时候，或修饰可能被多个线程访问的变量。

注意：const  volatile  int  i；  应该是定义了一个只读寄存器。

13. **关键字struct：**

a.对于空结构体的大小问题 ，vc和gcc的输出是不一样的，vc是1 、gcc是0 ，而且vc对于结构体的定义也和gcc不一样 ，vc中有c++的标准扩展了struct的作用，而gcc中是纯c的标准，就是按照标准c语言来的。

b.struct这里还有一个很有用的东西，就是柔性数组，这个东西很有意思，我已经在数据结构的静态链表中进行了阐述，这里就仅仅记录一下，不详细说明了。

14. **关键字union：**

union有一个作用就是判断，pc是大端存储还是小端存储的，x86是小端存储的，这个东西是有cpu决定的。arm(由存储器控制器决定)和x86一样都是小端的。

下面的是一个大端小端的一个例子，代码如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <stdlib.h>  
3.  int main(void)   
4.  \{  
5.      int a\[5\]=\{1,2,3,4,5\};  
6.      int \*p=(int \*)(&a+1);  //数组指针 加一  进行正常的指针运算 走到数  
7.    
8.  组尾   
9.      int \*d=(int \*)((int)a+1);//地址加一  不是指针运算  
10.     //printf("%x\\n",\*((char \*)((int)a+1)-1));  
11.        
12.     /\*因为是小端存储  高地址  0x00  0x00  0x00  0x02  0x00  0x00  0x00  0x01 低地址\*/  
13.     /\*变成了 0x02  0x00  0x00  0x00 \*/   
14.     printf("%x,%x",p\[-1\],\*d);  /\*  第二个值就是这么存储的0x02  0x00  0x00  0x00  低地址处  所以就是2000000\*/  
15.     int a=0x11223344;  
16.     char \*p=(char \*)((int)&a);  
17.     printf("%x\\n%x\\n",\*(p+0),p+0);   
18.     printf("%x\\n%x\\n",\*(p+1),p+1);  
19.     return 0;  
20. \}

下面是一个利用union判断PC是大端小端的例子，代码如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <stdlib.h>  
3.  union  
4.  \{  
5.      int i;  
6.      char a\[2\];  
7.  \}\*p,u;  
8.    
9.  int main(void)   
10. \{  
11.     p=&u;  
12.     p->i=0x3839;  
13.     printf("%x\\n",p->i);  
14.     printf("a0p=%x,a1p=%x\\n",&(p->a\[0\]),&(p->a\[1\]));  
15.     printf("a0=%x,a1=%x\\n",p->a\[0\],p->a\[1\]);    
16.     return 0;  
17. \}

15. **enum关键字：**  
枚举enum其实就是 int类型，用来保存枚举常量的。enum枚举类型，这个才是真正的常量，定义常量一般用enum 。\#define是宏定义是在预编译期间单纯的替换。\#define宏定义无法调试，枚举常量是可以调试的。\#define宏定义是无类型信息的，枚举类型是有类型信息的常量，是int型的。

16. **typedef关键字：**  
a.typedef用于给一个已经存在的数据类型重新命名。

b.typedef并没有产生新的数据类型

c. typedef重定义的类型不能进行unsigned和signed进行扩展

原因在于typedef 定义新类型的时候 应该定义全了，unsigned int是一个类型  不能拆开的。

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  typedef  unsigned  int   int32;

d.typedef 和 \#define的区别：typedef是给已有的类型取别名，而\#define只是简单的字符替换。区别如下图：

![Center 1][]

\#define PCHAR char\*             PCHAR p3，p4;  //p3是char\*型 p4是char型  
typedef char\* PCHAR;             PCHAR p1,p2;    //p1和p2都是 char\*型  
e.有一个知识点忘记了，嘿嘿，程序如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  typedef struct student  
2.  \{  
3.  \}str，\*str1;

str1 abc;  就是定义一个struct student \*类型  
str abc;   就是定义一个struct student 类型

f.对于const和typedef还有两个问题遗漏了，在 [< c++学习笔记(1.c到c++的升级)>][c_1.c_c]这篇文章中的最后 (8.补充) 中进行了阐述。

17. **关键字for**：

a.长循环应该在最内层，这样可以减少各个层直接的切换

b.看看如下两段代码有什么区别：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  程序一：  
2.  for(i=0; i<m; i++)  
3.  \{  
4.      for(j=0; j<n; j++)  
5.      \{  
6.          for(k=0; k<p; k++)  
7.          \{  
8.              c\[i\]\[j\] = a\[i\]\[k\] \* b\[k\]\[j\];  
9.          \}  
10.     \}  
11. \}  
12.   
13. 程序二：  
14. for(i=0; i<m; i++)  
15. \{  
16.     for(k=0; k<p; k++)  
17.     \{  
18.         for(j=0; j<n; j++)  
19.         \{  
20.             c\[i\]\[j\] = a\[i\]\[k\] \* b\[k\]\[j\];  
21.         \}  
22.     \}  
23. \}

从程序来看，两者实现了同样的功能，区别只是第二层和第三层循环交换了位置。但是他们的差距却是巨大的 ，这个需要从CPU的cache来说了， cpu每次访问内存的时候都会先从内存将数据读入cache ，然后以后都从cache取数据。但是cache的大小是有限的 ，因此只会有部分进入cache。我们来看这个程序 c\[i\]\[j\] = a\[i\]\[k\] \* b\[k\]\[j\];  我们都知道C中二维数组是在内存中一维排列的，如果我们把k循环放在第三层 ，那么cache基本没有用了， 每次都需要重新到内存取数据，交换后每次取到cache的数据都可以复用多次 。所以说第二种写法效率高。

18. **关键字char(本节最重要的知识点char越界的问题)：**

对于char有两种类型，分别是：unsigned  char(范围是0~255)和  signed  char(范围是-128~127)  一个是有符号的，一个是没有符号的。

在计算机中数据都是以数据的补码形式进行存储的，所以如图：

![SouthEast 2][]

对于无符号类型(unsigned  int)：就是不考虑最高位的问题，都是原码与补码相等的情况。

然后我们说说越界的问题，对于一个unsigned  char  i;  我们给 i = 256；这很明显越界了，i是0到255的，那256的补码是什么再在它补码中取低八位就是i的值了。256的补码是1  0000  0000，所以printf ("%d\\n",i);的值会是0。如果i = -1；-1的补码是1111 1111 所以会打印出255。

对于一个char类型的越界又是什么样的呢？

char  i; 我们给 i  =  129； 129是一个正数，它的补码就是原码：是1000 0001，但是它是char型，在char型中1000  0001是什么，如图是-127。所以printf("%d\\n",i);  得到的是-127。如果i  =  -129，它的补码是0111  1111，所以它打印出来的是127。如果是i  =  259，我们就把它的补码取低八位来看。259的补码是1  0000  0011  所以说打印出来的是3。最后一个例子，如果i  =  385，它的补码是1   1000    0001  ，取低八位是1000   0001，所以打印的应该是-127。

其实不管是有符号的还是没符号的，原则就一个，把数据转换成为补码，取低八位，然后在上面的图中去比较，就ok了。

给一个练习，代码如下：

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <stdlib.h>  
3.  \#include <string.h>  
4.  int main()  
5.  \{  
6.      char a\[1000\];  
7.      int i;  
8.      for(i=0; i<1000; i++)  
9.      \{  
10.         a\[i\] = (-1-i);  
11.     \}     
12.          while(a\[i\])  
13.     \{  
14.         printf("%d\\n",a\[i\]);  
15.         i++;  
16.     \}  
17.     printf("%d\\n",strlen(a));  
18.     return 0;  
19. \}

打印结构是什么：答案是255   分析步骤跟上面是一样的，自己算算吧！！！

其实int的越界原理跟char是一样的。

19.一个关于tab键的问题：

不同编辑器的tab键的字符数是不一样的，一般是4个字符，也有两个字节的，要注意一下，为了代码格式的整齐，建议设置一下tab或者使用空格。

# 本节遗留问题： #

1.printf的实现问题，其实就是可变参数的问题，看linux源码，还有一个问题就是转移字符的问题，char p = '\\'' 这样一个问题。

2.浮点型的存储格式，为什么有效位是6位，小数是怎么保存的。

[SouthEast]: /images/20221022/a574f1b31e0c4f2a839835406e6cea62.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/mbh_1991/article/details/10149805#
[SouthEast 1]: /images/20221022/f19ff03f05ae429aa6a6aa07a2adda34.png
[Center]: /images/20221022/25ae3bb7f7d747018578603b53bec84d.png
[Center 1]: /images/20221022/7f4e6e1018f44183923033d1289e63d6.png
[c_1.c_c]: http://blog.csdn.net/mbh_1991/article/details/10431519
[SouthEast 2]: /images/20221022/06eb9d7d9c4f4983aaaa701b4580d17e.png