C 语言的一些注意事项

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1. printf() 为什么需要输出控制符？

输出控制符：%d、%c 等

答：计算机中任何信息都是以 0 1 0 1 组合形式存在的，对于同样的 0 1 组合信息，计算机不知道该组合数据是一个整数还是一个其他类型的数，所以必须有个控制符来告诉计算机。

2. 一维数组名是变量吗？

如：

int a[5]; 
int b[5] = {1, 3, 4, 5, 6};
a = b; // 错误！

答：一维数组名 a 是常量，它等于这个数组第一个元素的地址。
所以 a = b; 是错误的，因为常量不能被赋值。

其中a[0]、a[1] 元素等是变量。

3. 一维数组如何赋值？

• 定义的同时进行赋值，只有这样才能整体赋值

int a[] = {1， 3， 12， 5}; //4个元素

int b[8] = {1, 3, 12, 5}; //8个元素，后5个为0

• 先定义后赋值，必须逐个赋值了

int a[5];
for ( int i = 0; i < 5; i++ ) {
    a[i] = i;
}

注意：这个性质与结构体相似，但是结构体可以通过强制类型转换实现后期整体赋值

一般情况：

typedef struct student {
    char * name;
    int grade;
    int score;
} Student;

Student s1 = {"zhangsan", 5, 99};

先定义后赋值特殊处理办法：

Student s2;

s2 = (Student){"lisi", 4, 89};

4. 使用指针有什么好处？

指针即地址，地址即内存单元的编号，一字节为一单元。

对于 32 位机器，即 32 根地址总线，能够访问 2^32 = 4G 个地址单元，所以老电脑最大只能支持 4G 内存。

指针有什么好处：
- 数据结构中，需要利用指针，比如链表、树、图；所以学习指针是为了数据结构打基础；
- 指针可以快速地传递数据，并且节省内存。因为不用复制整个数据进行传输，而仅仅传输该数据的指针（地址）即可；
- 被调函数可以利用指针返回多个值，如果没有指针只能返回一个值给主调函数；
- 相较于字符数组，指针处理字符串更方便；
- 指针可以直接访问硬件。

5. 变量与 0 比较

• 整数 0

if ( p == 0 )
if ( p != 0 )

• bool 类型

if ( p )
if ( !p )

bool 类型的 True 和 False 在 C 语言中是通过 #define True 1、#define False 0 的形式定义的。如果写成 if ( p == True )就等价于 if ( p == 1 )，这就出问题了，因为实际上 bool 类型的 True 的实际含义是「非0的所有值，而非仅仅指1」。

• 指针类型

if ( p == NULL )
if ( p != NULL )

虽然 NULL 值为 0，但是含义不同，NULL 表示的是内存单元的编号 0，即 0x0000000000000000 地址。

计算机规定了以 0 为编号的内存单元不可读、不可写。

6. 传统数组（静态数组）的缺陷

• 内存空间的分配和释放是系统控制的。函数运行期间，系统为该函数内部的数组分配空间，待该函数运行完毕时，系统释放该数组内存空间。
• 进而导致 A 函数一旦运行结束，那么其他 B 函数就无法使用 A 中的数组变量了，即静态数组无法跨函数使用。
• c11 标准前，数组定义时必须指定长度，而且在函数运行过程中无法修改数组长度。

为了消除以上的缺陷，引入了动态数组，即动态内存分配的数组。

7. 动态内存分配

• 什么叫动态内存分配

malloc() 函数原型：(void *)malloc( int len )，表示向系统申请 len 个字节的内存空间，如果申请成功则返回第一个字节的地址，如果失败，则返回 NULL。

• 为什么要强制类型转换？

如：int * p = (int *)malloc(50);，向系统申请50个字节的内存空间，malloc 函数返回第一个字节的地址，但是这个地址是无意义的，需要转换为相应数据类型的地址才可以使用。

换言之就是，malloc 返回第一个字节的地址，经过(int *)强制类型转换后，返回的就是4个字节的地址，那么 p 指针变量，指向的就是这4个字节，而非一个字节。那么p + 1就指向了第二个4字节。

如：double * p = (double *)malloc(50)，将 malloc 返回的第一个字节地址转换为 double * 型的地址，即将第一个字节的地址转换为8个字节地址，那么p + 1就指向了第二个8字节。

8. 内存释放

对于int * p = (int *)malloc(50);语句，系统分配了两块内存，一块是动态分配的50个字节的内存，一块是静态分配的 p 变量本身的内存（64位系统占用8字节）。

动态内存需要程序员手动释放：free(p)。静态内存只能由系统来释放，即 p 本身的内存只能在 p 变量所在的函数终止时由系统自动释放。

注意：函数运行中，free(p)释放了 p 指向的那个地址的内存，然后系统会将该地址交给其他程序使用。但是 p 变量本身的内存仍然存在，那么通过 p 依然可以找到被释放的那个内存，这就存在安全隐患了。

所以，不能对一个地址使用两次free(p)，否则会破坏其他程序。

最好这么使用：

free(p);
p = NULL;  // 拴住野指针，NULL 就是那条链子

9. 内存的五个部分

1. 静态存储区：

   存储：全局变量、static 变量；

   生命周期：由编译器在编译时分配内存，整个程序结束后销毁；

   特点：编译时未赋值的变量系统会自动赋初值0（数值型变量）或空字符（字符变量）；

2. 栈：

   变量：局部变量；

   生命周期：函数结束后销毁；

   特点：效率高，空间有限；

3. 堆：

   变量：由 malloc 系列函数或 new 操作符分内存的变量；

   生命周期：程序员手动释放，由 free 或 delete 决定；

   特点：使用灵活，空间比较大，但容易出错；

4. 常量存储区：

   如：char * s = "Hello World";

   特点：只读，无法修改；

5. 程序代码区：

   程序运行时的函数体的二进制代码；

10. static 修饰符

• 修饰全局变量 -> 静态全局变量：

  内存中的位置：静态存储区，不变；

  初始化：自动初始化为 0；

  作用域：只限于声明该变量的文件，而普通全局变量可以被所有源程序共享；

• 修饰局部变量 -> 静态局部变量：

  内存中的位置：由「栈」变为了「静态存储区」；

  初始化：未经初始化情况下，由分配垃圾值 -> 自动初始化为 0；

  作用域：仍然为函数内部；

  生命周期：函数运行周期 -> 整个程序运行周期；

• 修饰函数 -> 静态函数：

  这里的 static 的作用不是改变存储位置，而是同修饰全局变量一样，改变了函数的作用域，由所有源文件缩小为仅限于本文件。

  静态函数又称为内部函数，其优点：不同人编写不同函数时，不用担心其他人编写的文件里有同名函数。

总结：static 用来表示不能被其他文件访问的全局变量和函数，将在栈中分配的局部变量变为静态存储区的变量。

11. const 修饰指针的几个例子

const 修饰的变量或者函数，表示只读，不可更改。

const int * p; int const * p;：*p 不可变（即 p 指向的对象不可变），但 p 可以变；

int * const p：p 不可变，p 指向的对象可变；

总结：const 离谁近，就修饰谁。

12. extern 的用法

未完待续。。。