Linux下C语言教程-李慧芹老师-第二章

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第二章 数据类型，运算符和表达式

数据类型（基本数据类型）

数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同，以int为基准，char比它小，float和double比它大。

  1. 所占字节数

  2. 存储区别

  3. 不同类型的数据间转换（隐式和显式=>强制类型转换）

  4. 特殊性

    1. 布尔型（bool）：

      false：0，true：非零值。

    2. float类型，不够精确，其实是一个小范围。

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      int func(float f)
      {
          if (f < 0)
              return -1;
          // else if (f == 0)
          else if (fabs(f - 0) <= 1e-6)
              return 0;
          else
              return 1;
      }

    3. char型是否有符号，未定义

    4. 不同形式的零值

      0，'0'，"0"，'\0'，NULL

    5. 数据类型得与后续代码的输入输入相匹配（自相矛盾）

常量与变量

常量

定义

在程序执行过程中值不会发生变化的量。

分类

  • 整型常量：1，790，76

  • 实型常量：3.14，5.26

  • 字符常量：由单引号引起来的单个字符或转义字符，如'a'，'X'，'\n'，'\ddd'（d可以是0-7，三位八进制，例如'\015'），'\xhh'（h可以是0-F，二位十六进制，'\x7f'）

  • 字符串常量：由双引号引起来的一个或多个字符组成的序列（特殊情况，空串），如：""，"a"，"abXYZ"，"abc\n\021\018"（注意这个字符串，\n，\021都是算单个字符，\018又不算）

我问gpt，”\018”在C语言几个字符。
在C语言中，字符串是以字符数组的形式表示，而每个字符串的末尾都有一个特殊的字符'\0'（空字符），用于标识字符串的结束。当你提到的"\018"在C语言中出现时，它表示一个包含特殊字符的字符串字面量。

具体来说，\0在C语言中是一个转义字符，用于表示字符串的结束符（null terminator）。该符号用于标记字符串的结束，确保字符串处理函数如printf、strcpy等知道在哪里停止处理。

在"\018"中，\0表示字符串的结束，后面跟的18并不会作为字符串的一部分来处理。因此，如果你在C语言中使用"\018"，它实际上会被视为只包含一个空字符（\0）的字符串。这意味着，尽管看起来字符串中有更多的字符，但由于\0的存在，它实际上在C语言处理中表示一个空字符串。

总结来说，在C语言中"\018"实际上会被看作一个包含单一结束字符（null terminator）的字符串，而不是包含多个字符。这种处理方式是因为C语言使用空字符来标记字符串的结束。

  • 标识常量：#define

    特点：完整的用宏体替换宏名，不做任何检查。

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    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>

    #define PI 3.14
    #define ADD 2 + 3
    #define ADD1 (2 + 3)

    #define MAX(a, b) (a > b ? a : b)
    #define MAX1(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))

    int main()
    {
        // printf("%d\n", ADD * ADD);
        // 相当于 2+3*2+3
        // 故输出11而不是25
        // printf("%d\n", ADD1 * ADD1);
        // 相当于(2+3)*(2+3)
        // 正常输出25

        int i = 5, j = 3;
        // printf("%d\n", MAX(i, j));
        // 输出5

        // printf("%d\n", MAX(i, j * 2));
        // 输出6

        printf("i=%d\tj=%d\n", i, j);
        printf("%d\n", MAX1(i++, j++));
        printf("i=%d\tj=%d\n", i, j);
        // 输出：
        // i = 5 j = 3
        // 6
        // i = 7 j = 4
        // 为什么i自增了两次？
        // 预处理结果
        // printf("%d\n", ((i++) + (j++) ? (i++) : (j++)));

        exit(0);
    }

    解决办法：

    1. 使用函数：函数与宏的区别在于，一个占用编译时间，一个占用运行时间。在linux内核中多用宏。
    2. 在宏中进行变量保存，这种写法超出标准C，属于GNU C的扩展部分，只能在支持的编译器（如gcc）中使用，在linux内核中非常常用。
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    #define MAX2(a, b)               \
        ({                           \
            int A = a, B = b;        \
            ((A) > (B) ? (A) : (B)); \
        })

    #define MAX3(a, b)               \
        ({                           \
            typeof(a) A = a, B = b;  \
            ((A) > (B) ? (A) : (B)); \
        })

变量

用来保存一些特定内容，并且在程序执行过程中值随时会发生变化的量。

定义

[存储类型] 数据类型 标识符 = 值
TYPE NAME = VALUE
  • 标识符：由字母，数字，下划线组成且不能以数字开头的一个标识序列。拟定时尽量做到见名知义。
  • 数据类型：基本数据类型、构造类型
  • 值：注意匹配
  • 存储类型：auto，static，register，extern（说明型）
    • auto：默认，自动分配空间，自动回收空间。
    • register：（建议型，编译器不一定采用）寄存器类型，只能定义局部变量，不能定义全局变量；大小有定义，只能定义32位大小的数据类型，如double就不可以；集尘器没有地址，所以一个寄存器类型的变量无法打印出地址查看或使用。
    • static：静态型，自动初始化为0值或空值，并且变量的值有继承性。另外，常用来修饰一个变量和函数，防止其对外扩散。
    • extern：说明型，意味着不能改变被说明的变量的值或类型。
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#if 0
void func(void)
{
    int x = 0;
    x = x + 1;
    printf("%p->%d\n", &x, x);
}

void func1(void)
{
    static int x = 0;
    x = x + 1;
    printf("%p->%d\n", &x, x);
}

int main()
{

    // auto int i;
    // printf("i=%d\n", i);
    // out:i=21915，每次都不一样

    // static int i;
    // printf("i=%d\n", i);
    // out:i=1

    // func();
    // func();
    // func();
    // out:：
    // 0x7ffc3c4ca4f4->1
    // 0x7ffc3c4ca4f4->1
    // 0x7ffc3c4ca4f4->1
    // 三次地址看着一样
    // 但是是每次函数开始取用，结束销毁的
    // 只是gcc刚好都取的栈上同一块地址

    func1();
    func1();
    func1();
    // out:：
    // 0x55fd83c96014->1
    // 0x55fd83c96014->2
    // 0x55fd83c96014->3

    exit(0);
}
#endif

#if 0
int i = 100;

void func(int i)
{
    printf("i=%d\n", i);
}

int main()
{

    int i = 3;

    // printf("i=%d\n", i);
    // out:
    // i=3

    // {
    //     printf("i=%d\n", i);
    // }
    // out:
    // i=3

    // {
    //     i = 5;
    //     printf("i=%d\n", i);
    // }
    // out:
    // i=5

    // func(i);

    exit(0);
}
#endif

int i = 0;

void print_star(void)
{
    for (i = 0; i < 5; i++)
        printf("*");
    printf("\n");
    printf("[%s]i=%d\n", __FUNCTION__, i);
}

int main()
{
    for (i = 0; i < 5; i++)
        print_star();
    printf("\n");

    // out:
    // *****
    // [print_star] i = 5

    exit(0);
}

变量的生命周期与作用范围

  1. 全局变量和局部变量
  2. 局部变量和局部变量
  3. 参考图片存储类型比较

存储类型比较

这一块具体讲解见代码仓库/Chapter2/变量/。

在minproj例子中，如果在proj.c和proj.h中static定义func函数，而在main.c中调用func。

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[main][~/LinuxC/Chapter2/Section5/minproj]$ gcc *.c
In file included from main.c:4:
proj.h:4:13: warning: ‘func’ used but never defined
    4 | static void func(void);
      |             ^~~~
/usr/bin/ld: /tmp/ccQ2317U.o: in function `main':
main.c:(.text+0x2f): undefined reference to `func'
collect2: error: ld returned 1 exit status

运算符和表达式

表达式和语句的区别

  • 运算符部分

    运算符

    • 每个运算符所需要的参与运算的操作数个数

    • 结合性

    • 优先级

    • 运算符的特殊用法

      如：%（要求左右两边都是整形），=与==，逻辑运算(&&和||)的短路特性

    • 位运算的重要性

      << >> ~ | ^ &

      1. 将操作数中第n位置1，其他位不变：num = num | 1 << n;

      2. 将操作数中第n位清0，其他位不变：num = num & ~(1 << n);

      3. 测试第n位：if(num & 1 << n)

      4. 从一个指定宽度的数中取出某几位：

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        // 假设取一个32位整数的第10位到第15位
            unsigned int number;
            unsigned int mask = ((1 << 6) - 1) << 9; // 6 是位数（15-10+1），9 是起始位置（10-1）
            unsigned int result = number & mask;
            result = result >> 9;

运算符相关代码

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#if 0
i++相当于i=i+1
i--相当于i=i-1

int i=1;
i++;表达式值为1，i值为2
++i;表达式值为2，i值为2

#endif

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#if 0
int main()
{
    int i = 1, j = 10, value;

    // value = i++ + ++j;
    // 相当于
    // j = j + 1;
    // value = i + j;
    // i = i + 1;
    // out:
    // i = 0 j = 11 value = 10

    // value = --i + j++;
    // i = i - 1;
    // value = i + j;
    // j = j + 1;
    // out:
    // i = 1 j = 12 value = 12

    // value = i++ + ++i - i-- + --i;
    // 避免单个变量多次自增或者自减
    // 不同编译器可能结果不同，也难为自己和他人

    // printf("i=%d\n", i);
    // printf("j=%d\n", j);
    // printf("value=%d\n", value);

    // printf("%d\n", i > j);

    int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
    int m = 1, n = 1;

    // (m = a > b) && (n = c > d);
    // printf("m = %d\nn = %d\n", m, n);
    // a>b为假，所以左边为0，右边直接不判断了，n依旧为1而不是0！
    // out:
    // m = 0
    // n = 1

    (m = a > b) || (n = c > d);
    printf("m = %d\nn = %d\n", m, n);
    // a>b为假，所以左边为0，右边继续判断
    // out:
    // m = 0
    // n = 0

    exit(0);
}
#endif

#if 0
int main()
{
    int i = 0, j = 10, value;

    // int a = 6;
    // a -= a *= a += 3;
    // a -=..   81-81=0
    //  a *=.. 9*9=81给上面
    //    a += 3; 6+3=9给上面
    // 故a=0

    // printf("%d\n", sizeof(int));
    // printf("%d\n", sizeof(double));
    // out:
    // 4
    // 8

    // int a = 3;
    // float f = 3.9;
    // a = f;
    // printf("a=%d\n", a);
    // printf("f=%f\n", f);
    // out:
    // a=3
    // f=3.900000

    // int a = 3;
    // float f = 3.9;
    // a = (int)f; // 这个过程不改变f本身的地址和值
    // printf("a=%d\n", a);
    // printf("f=%f\n", f);
    // out:
    // a=3
    // f=3.900000

    exit(0);
}
#endif

technology
#linux #c #李慧芹
Linux下C语言教程-李慧芹老师-第二章
http://sinlatansen.github.io/2024/03/12/Linux下C语言教程-李慧芹老师-第二章/
作者
fugu
发布于
2024年3月12日
许可协议