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C语言深度剖析读书笔记

C语言深度剖析读书笔记

第1章关键字

1.1、定义与声明的区别:

定义创建了对象并为对象分配了内存,声明没有分配内存

1.2、register请求编译器尽可能将变量存在CPU寄存器中以提高访问速度,register变量必须为CPU寄存器所能接受的类型,它须是一个单一的值,并且长度<=整型的长度,由于register变量可能不放在内存中,故不可以用”&”来获取它的地址

1.3、函数前面加static使得函数成为静态函数,它的作用域仅限于本文件中,故又称内部函数

1.4、case关键字后面只能是整数或字符型的常量或常量表达式。

        constinta=5;

   casea:

  //const只读变量,编译出错,caselabeldoesnotreducetoanintegerconstant

   case1.1:

//小数,编译出错,caselabeldoesnotreducetoanintegerconstant

   case3/2:

 //没有问题,分数会被转换成整数

1.5、“跨循环层”的概念本身是说,由外层循环进入内层循环是要重新初始化循环计数器的,包括保存外层循环的计数器和加载内层循环计数器,退出内层的时候再恢复外层循环计数器。

把长循环放在里面可以显著减小这些操作的数量,还可以增加cache的命中率。

在多重循环中,如果有可能,应当将最长的循环放在最内层,最短的循环放在最外层,以减少CPU跨切循环层的次数。

for(i=0;i<50;i++){

    for(j=0;j<10000;j++){

    }

}

效率比下面这个高

for(i=0;i<10000;i++){

    for(j=0;j<50;j++){

    }

}

1.6、void指针的算术操作

    void*pvoid;

    pvoid++;//ANSI认为是错误的,因为它认为进行算术操作的指针必须知道它所指向的数据类型大小

    pvoid+=1;//ANSI认为是错误的

    //但GNU指定void*的算术操作跟char*相同。

1.7、const

    编译器通常不为普通const 只读变量分配存储空间,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。

例如:

#defineM3//宏常量

constintN=5;//此时并未将N 放入内存中

......

inti=N;//此时为N 分配内存,以后不再分配!

intI=M;//预编译期间进行宏替换,分配内存

intj=N;//没有内存分配

intJ=M;//再进行宏替换,又一次分配内存!

const 定义的只读变量从汇编的角度来看,只是给出了对应的内存地址,在程序运行过程中只有一份拷贝。

#define 定义的宏常量在内存中有若干个拷贝。

#define 宏是在预编译阶段进行替换,而const 修饰的只读变量是在编译的时候确定其值

怎么看const修饰哪个对象

先忽略类型名(编译器解析的时候也是忽略类型名)。

看const 离哪个近。

离谁近就修饰谁。

constint*p;//const*p

//const 修饰*p,p 是指针,*p 是指针指向的对象,不可变

intconst*p;//const*p

//const 修饰*p,p 是指针,*p 是指针指向的对象,不可变

int*constp;//*constp

//const 修饰p,p 不可变,p 指向的对象可变

constint*constp;//前一个const 修饰*p,后一个const 修饰p,指针p 和p 指向的对象

都不可变

1.8、volatile

    编译器遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问

先看看下面的例子:

inti=10;

intj=i;//

(1)语句

intk=i;//

(2)语句

这时候编译器对代码进行优化,因为在

(1)

(2)两条语句中,i 没有被用作左值。

这时候

编译器认为i 的值没有发生改变,所以在

(1)语句时从内存中取出i 的值赋给j 之后,这个

值并没有被丢掉,而是在

(2)语句时继续用这个值给k 赋值。

编译器不会生成出汇编代码

重新从内存里取i 的值,这样提高了效率。

但要注意:

(1)

(2)语句之间i 没有被用作左值才行。

再看另一个例子:

volatileinti=10;

intj=i;//(3)语句

intk=i;//(4)语句

volatile 关键字告诉编译器i 是随时可能发生变化的,

每次使用它的时候必须从内存中取出i

的值,因而编译器生成的汇编代码会重新从i 的地址处读取数据放在k 中。

这样看来,如果i 是一个寄存器变量或者表示一个端口数据或者是多个线程的共享数

据,就容易出错,所以说volatile 可以保证对特殊地址的稳定访问。

1.9 、大部分编译器中,默认情况,enum会转化为int

enumColor

{

GREEN=1,

RED

}Col

故sizeof(Col)=sizeof(int)

第2章、符号

2.1、注释

int/*...*/i;  //编译器会用空格代替原来的注释,这里相当于int  i 编译能通过

2.2、a<

+优先级高于<<

2.3、贪心法  a+++b表达式与(a++)+b一致

C语言有这样一个规则:

每一个符号应该包含尽可能多的字符。

也就是说,编译器将程

序分解成符号的方法是,从左到右一个一个字符地读入,如果该字符可能组成一个符号,

那么再读入下一个字符,判断已经读入的两个字符组成的字符串是否可能是一个符号的组

成部分;如果可能,继续读入下一个字符,重复上述判断,直到读入的字符组成的字符串

已不再可能组成一个有意义的符号。

这个处理的策略被称为“贪心法”。

按照这个规则可能很轻松的判断 a+++b表达式与a+++b一致

第3章、预处理

3.1、注释先于预处理指令被处理

#defineBSC//

#defineBMC/*

#defineEMC*/

D),BSCmysingle-linecomment

E),BMCmymulti-linecommentEMC

D)和E)都错误,为什么呢?

因为注释先于预处理指令被处理,当这两行被展开成//…或

/*…*/时,注释已处理完毕,此时再出现//…或/*…*/自然错误.因此,试图用宏开始或结束一段

注释是不行的。

3.6、内存对齐

使用指令#pragmapack(n),编译器将按照n个字节对齐。

使用指令#pragmapack(),编译器将取消自定义字节对齐方式。

#include

structst1

{

   chara;

   int b;

   shortc;

};

structst2

{

   chara;

   structst1b; //复杂类型(如结构)的默认对齐方式是它最长的成员的对齐方式

   intc;

};

intmain(intargc,char**argv)

{

   printf("%d%d\n",sizeof(structst1),sizeof(structst2));

   return0;

}

运行结果:

1220

St1:

char占一个字节,起始偏移为0,int占4个字节,min(#pragmapack()指定的数,这个数据成员的自身长度)=4(VC6默认8字节对齐),所以int按4字节对齐,起始偏移必须为4的倍数,所以起始偏移为4,在char后编译器会添加3个字节的额外字节,不存放任意数据。

short占2个字节,按2字节对齐,起始偏移为8,正好是2的倍数,无须添加额外字节。

到此规则1的数据成员对齐结束,此时的内存状态为:

oxxx| oooo| oo

0123 4567  89(地址)

(x表示额外添加的字节)

共占10个字节。

还要继续进行结构本身的对齐,对齐将按照#pragmapack指定的数值和结构(或联合)最大数据成员长度中,比较小的那个进行,st1结构中最大数据成员长度为int,占4字节,而默认的#pragmapack指定的值为8,所以结果本身按照4字节对齐,结构总大小必须为4的倍数,这样在处理数组时可以保证每一项都边界对齐,需添加2个额外字节使结构的总大小为12。

此时的内存状态为:

oxxx|oooo|ooxx

0123456789ab (地址)

到此内存对齐结束。

St1占用了12个字节而非7个字节。

3.7、宏参数中的#

字符串中包含宏参数,那我们就可以使用“#”

#defineSQR(x)printf("Thesquareof"#x"is%d.\n",((x)*(x)));

再使用:

SQR(8);

则输出的是:

Thesquareof8is64.

3.8、##这个运算符把两个语言符号组合成单个语言符号。

看例子:

#defineXNAME(n)x##n

如果这样使用宏:

XNAME(8)

则会被展开成这样:

x8

##将前后两部分粘合起来

 

第4章、指针和数组

4.2、inta[5].sizeof(a[5])关键字sizeof求值是在编译的时候。

虽然并不存在a[5]这个元素,但是这里也并没有去真正访问a[5],而是仅仅根据数组元素的类型来确定其值。

所以这里使用a[5]并不会出错。

4.3.3指针和数组的定义与声明。

要确认你的代码在一个地方定义为指针,在别的地方也只能声明为指针;在一个的地方定义为数组,在别的地方也只能声明为数组。

如文件1中定义chara[100]={0x31,0x32,0x33,0x34,0x35};

文件2中这样进行声明externchar*a;

虽然在文件1中,编译器知道a是一个数组,但是在文件2中,编译器并不知道这点。

大多数编译器是按文件分别编译的,编译器只按照本文件中声明的类型来处理。

所以,虽然a实际大小为100个byte,但是在文件2中,编译器认为a是一个char*指针,只占4个byte。

编译器会把存在指针变量中的任何数据当作地址来处理。

故文件2中a存放的数据其实是文件1中数组a的前4个元素,即文件2中a=0x34333231(小端机器),对这个未定义的地址进行访问,所以出错了。

C语言多文件编译时,编译器不检测其声明的变量类型与定义时的类型是否匹配

4.5指针的算术运算

/**********************************************************************

*Compiler:

GCC

*LastUpdate:

 Sat21Apr201205:

25:

43PMCST

************************************************************************/

#include

 

intmain(intargc,char**argv)

{

   chara[7]={'A','B','C','D','E','F'};

   char(*p3)[3]=&a;//编译会提示warning,运行没错,最好别这样用

   char(*p4)[3]=a;  //编译会提示warning,运行没错,最好别这样用

   intb[2];

   printf("%d\n",&b[1]-&b[0]);//相减也是以步长来计算

   printf("%s\n",*p3);

   //指针相加就是加上指针的步长,这里是+sizeof(char[3])

   printf("%s\n",*(p3+1));

   printf("%c\n",**p3);

   printf("%s\n",*p4);

   printf("%s\n",*(p4+1));//+sizeof(char[3])

   printf("%c\n",**p4);

   return0;

}

运行结果:

1

ABCDEF

DEF

A

ABCDEF

DEF

A

4.6.3二维数组参数与二维指针参数,二维数组初始化

voidfun(chara[3][4]);

可以把a[3][4]理解为一个一维数组a[3],其每个元素都是一个含有4个char类型数据的数组。

上面的规则,语言中,当一维数组作为函数参数的时候,编译器总是把它解析成一个指向其首元素首地址的指针。

也就是说我们可以把这个函数声明改写为:

voidfun(char(*p)[4]);

/**********************************************************************

*Compiler:

GCC

*LastUpdate:

 Sat21Apr201205:

36:

16PMCST

************************************************************************/

#include

 

intmain(intargc,char**argv)

{

   inta[][4]={{0,0,3},{},{0,10}};//第一个{}表示对第一行元素进行赋值,第二个{}对第二行...

   inti,j;

   for(i=0;i<3;++i){

       for(j=0;j<4;++j){   

           printf("%d",a[i][j]);

       }

       printf("\n");

   }

   

   return0;

}

运行结果:

0030

0000

0100

4.7.2函数指针

/**********************************************************************

*Compiler:

GCC

*LastUpdate:

 Sat21Apr201205:

45:

15PMCST

************************************************************************/

#include

intf(inta)

{

   returna;

}

intmain(intargc,char**argv)

{

   int(*ptrF1)(int)=f;   

   int(*ptrF2)(int)=&f;   

   printf("%x%x\n",f,f+1); /函数指针+1的结果就是该指针值直接加1,不需考虑步长

   printf("%x%x\n",&f,&f+1);

   return0;

}

运行结果:

80483c480483c5

80483c480483c5

函数名是在编译时关联到某个地址...直接使用函数名的时候是指那个地址在函数名前加&还是那个地址,要具体了解原理得从编译器的角度出发

下面是我用gdb调试的结果,&f、f、*f、****f的值都是一样的

Breakpoint1,main(argc=1,argv=0xbffff374)at1.c:

15

15    int(*ptrF2)(int)=&f;   

(gdb)pf

$1={int(int)}0x80483c4

(gdb)p&f

$2=(int(*)(int))0x80483c4

(gdb)p*f

$3={int(int)}0x80483c4

(gdb)p***f

$4={int(int)}0x80483c4

4.7.3 《CTrapsandPitfalls》书中的一个例子:

 (*(void(*)() )0)()

第一步:

void(*)(),可以明白这是一个函数指针类型。

这个函数没有参数,没有返回值。

第二步:

(void(*)())0,这是将0强制转换为函数指针类型,0是一个地址,也就是说一个函数存在首地址为0的一段区域内。

第三步:

(*(void(*)())0),这是取0地址开始的一段内存里面的内容,其内容就是保存在首地址为0的一段区域内的函数。

第四步:

(*(void(*)())0)(),这是函数调用。

第5章、内存管理

5.1、野指针,也就是指向不可用内存区域的指针。

通常对这种指针进行操作的话,将会使程序发生不可预知的错误。

   “野指针”不是NULL指针,是指向“垃圾”内存的指针。

人们一般不会错用NULL指针,因为用if语句很容易判断。

但是“野指针”是很危险的,if语句对它不起作用。

野指针的成因主要有两种:

一、指针变量没有被初始化。

任何指针变量刚被创建时不会自动成为NULL指针,它的缺省值是随机的,它会乱指一气。

所以,指针变量在创建的同时应当被初始化,要么将指针设置为NULL,要么让它指向合法的内存。

二、指针p被free或者delete之后,没有置为NULL,让人误以为p是个合法的指针。

别看free和delete的名字恶狠狠的(尤其是delete),它们只是把指针所指的内存给释放掉,但并没有把指针本身干掉。

通常会用语句if(p!

=NULL)进行防错处理。

很遗憾,此时if语句起不到防错作用,因为即便p不是NULL指针,它也不指向合法的内存块

5.2、定义数组inta[10],用memset(a,0,sizeof(a))对其进行初始化

5.3、assert 是一个宏,而不是函数。

如果其后面括号里的值为假,则程序终止运行,并提示出错;如果后面括号里的值为真,则继续运行后面的代码。

这个宏只在Debug版本上起作用,而在Release版本被编译器完全优化掉,这样就不会影响代码的性能。

5.3.5.3、malloc()申请0字节内存

man3malloc

Ifsizeis0,thenmalloc()returnseither NULL,

      orauniquepointervaluethatcanlaterbesuccessfullypassedtofree().

示例:

/**********************************************************************

*Compiler:

GCC

*LastUpdate:

 Sat21Apr201211:

59:

22PMCST

************************************************************************/

#include

#include

#include

intmain(intargc,char**argv)

{

   char*c=malloc(0);

   if(c!

=NULL){//申请0字节,返回不是NULL

       strcpy(c,"aaaaaaaaaaaaaaa");

       puts(c);

       free(c);//free出错了

   }

   return0;

}

5.3.5.4、voidfree(void*ptr);

iffree(ptr)hasalreadybeencalledbefore,undefinedbehavioroccurs. IfptrisNULL,nooperationisperformed

示例:

/**********************************************************************

*Compiler:

GCC

*LastUpdate:

 Sun22Apr201212:

02:

38AMCST

************************************************************************/

#include

#include

#include

intmain(intargc,char**argv)

{

   char*c=malloc(20*sizeof(char));

   if(c!

=NULL){

       strcpy(c,"aaaaaaaaaaaaaaa");

       puts(c);

       free(c);

       //free(c); //运行出错:

doublefreeorcorruption

       c=NULL;

   }

   return0;

}

 第6章、函数

6.1、修改别人代码的时候不要轻易删除别人的代码,应该用适当的注释方式,

示例:

while(condition)

{

statement1;

//////////////////////////////////////

//yourname,2008/01/07delete

//if(condition)

//{

//for(condition)

//{

//

Statement2;

//}

//}

//else

//{

//

statement3;

//}

////////////////////////////////////////

///////////////////////////////////////

//yourname,2000/01/07add

...

newcode

...

///////////////////////////////////////

statement4

}

 

 

6.4.2、不使用任何变量编写strlen函数

示例:

/**********************************************************

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