一、C语言基础复习

对部分知识点查漏补缺。

（一）C语言基本数据类型

• _Bool类型 P48
• 可移植类型：stdint.h和inttypes.h P48
  • stdin.h提供可移植的类型名，定义了精确宽度整数类型和最快最小宽度类型。
  • inttype.h提供相应的输入和输出，提供字符串宏来显示可以值类型，为printf()等函数提供转换说明。
• 十六进制表示浮点型常量 P50
  • 在十六进制数前加上十六进制前缀（0x或0X），用p和P分别代替e和E，用2的幂代替10的幂。
  • 注意，给未在函数原型中显式说明参数类型的函数传递参数时，C编译器会把float类型的值自动转换成double类型。

（二）数组和指针

• 数组

  • 初始化数组
    计算数组大小时，sizeof后可直接接变量，不需要加括号。

    int days[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printf("%d %d", sizeof days, sizeof days[1]);

• 指定初始化器

• 指定数组的大小

  • 在定义数组时，必须明确确定数组的大小
  • 在C99新增变长数组前，数组的大小必须是整型常量，包括由整形常量组成的表达式

• 多维数组

  • 多维数组的元素按顺序存储

  • 二维数组的初始化

    • 可以省略行数，不能省略列数。

      int arr1[4][5] = {
              {1, 1, 1, 1, 1},
              {2, 2, 2, 2, 2},
              {3, 3, 3, 3, 3},
              {4, 4, 4, 4, 4}}; // 正确而完整
      int arr2[4][5] = {1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4}; // 正确而省略
      int arr3[][5] = {1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4};  // 正确而省略
      int arr3[4][] = {1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4};  // 错误而省略

• 数组与指针

• 指针与多维数组

  • 指向多维数组的指针
    声明pz为指向一个内含两个int类型值的数组：

    int (* pz)[2];// []的优先级高于*，应使pz为指针，然后定义其指向含两个int类型值的数组。
    int arr_2d[4][2] = { { 1, 2}, { 3, 4}, { 5, 6}, { 7, 8} };
    pz = arr_2d;

  应注意的是，可以用数组表示法或指针表示法来表示一个数组元素。既可以使用数组名，也可以使用指针名。 例如：

  arr_2d[m][n] == *(*(arr_2d + m) + n);
  pz[m][n] == *(*(pz + m) + n);

  换言之，C把数组解释为该数组首元素的地址，数组名与指向该数组首元素的指针等价。

  • 函数与数组

    • C语言不能把整个数组作为参数传递给函数，但是可以传递数组的地址，然后函数可以使用传入的地址操控原始数组。在被调函数中可以使用数组表示法或指针表示法，无论哪种表示法实际上使用的都是指针变量。

    • 函数传递多维数组的方式是把数组名传递给类型匹配的指针形参。指针形参声明时需要指定除了第1个维度的所有维度，而第1个维度的带下通常作为第2个参数。声明函数的形参有两种方式：

      void somefunction( int (* pz)[4], int rows);
      void somefunction( int pz[][4], int rows);// 第一个空的方括号表明pz是一个指针

（三）字符串和字符串函数

• 定义字符串

  • 字符串字面量（字符串常量）

    • 属于静态存储类别，只会被存储一次，在整个程序的生命期内存在，类似静态变量，存储在静态存储区。

    • 用双括号括起来的内容被视为指向该字符串存储位置的指针。

      printf("%s, %p, %c\n", "We", "are", *"space farers");
      // 输出：We \, 0x100000f61, s

  • 指针表示法

    const char ar1[] = "Something.";
    const char * pt1[] = "Something.";

    以上两个声明表明，pt1和ar1都是该字符串的地址。在这两种情况下，带双引号的字符串本身决定了预留给字符串的存储空间。

  • 字符串数组形式和指针形式的区别 详见教材P277

    • 程序载入内存时，字符串被载入并存储在静态存储区中。初始化数组把静态存储区的字符串拷贝到数组中，而初始化指针只把字符串的地址拷贝给指针。 初始化完成后，指针名的地址和字符串常量相同，而数组名的地址是不同的新地址。

    • 字符串数组是可修改的（除非为const），但无法通过字符串指针修改字符串常量。

    • 字符串数组的元素是变量，但数组名是常量；指向字符串的指针名是变量。例如：

      char arr[] = "Wow~";
      char *pt = "Wow~";

      两者都可以使用数组表示法，都可以进行指针加法；只有指针表示法可以递增；一般来说，只对数组表示法的字符串进行修改。
      应注意的是，虽然因编译器不同有所差别，但不应该通过指针修改字符串。建议在把指针初始化为字符串常量时使用const限定符。经实测，GCC编译器中字符串常量为const类型，存储在静态存储区，不可通过指针修改。

      pt[0] = ’C‘;// 不推荐，实测不可行（Segmentation Fault）
      const char *p1 = "Wow~";// 推荐用法

• 字符串数组
  方式同样有数组表示法和指针表示法。

  const char *sp[3] = { "Sun", "Yah", "Sen" };// 内含3个指针的数组，占用40字节。指向初始化时所用的字符串字面量的位置，字符串字面量存储在静态内存中
  char sa[3][3] = { "Sun", "Yah", "Sen" };// 内含3个数组的数组，每个数组3个char类型的值，共占用9字节。数组存储了字符串字面量的副本。

比较而言，指针数组效率更高，分配的内存少，但指向的字符串字面量无法修改；如果要改变字符串或为字符串输入预留空间，应使用char类型二维数组。

• 字符串输入
  • gets()函数
  • fgets()函数
    注意，读到换行符时，gets()会丢弃，而fgets会保留。相应地，puts()会在待输出字符串末尾添加一个换行符，而fputs()不会。
  • 删除换行符与丢弃缓存区多余字符
• 字符串输出
  • puts()
  • fputs()

（四）存储类别、链接和内存管理

• 存储类别

  • 对象是存储的值占用的一块物理内存。
  • 作用域：块作用域、函数作用域、（内部链接/外部链接的）文件作用域（全局）。
  • 链接：内部链接(static声明)和外部链接。
  • 存储期：静态、线程、自动、动态分布。

• 分配内存：malloc()和free()

  • malloc()分配未赋名的内存，返回动态分配内存块的首字节地址。可以把该地址赋给一个指针变量，并使用指针访问这块内存。

    int n;
    double * ptd;
    ptd = (double *) malloc(n * sizeof(double));// 创建动态数组

（五）文件输入/输出

• 标准I/O

  • 检查命令行参数

  • fopen()和fclose()

  • getc()和putc()

  • 文件读取范例

    int ch;
    FILE *fp;
    fp = fopen("wenben.txt","r");
    while (( ch = getc(fp)) != EOF)
    {
        putchar(ch);
    }

  • 指向标准文件的指针：stdin、stdout和stderr

• 文件I/O：fprintf()、fscanf()、fgets()和fputs()

（六）结构和其他数据形式

• 建立结构声明

• 定义结构变量
  注意，结构标记是可选的。若声明结构只用来定义一个结构变量，结构标记可以省略；若打算多次使用结构模板，则必须使用带标记的结构声明。

  • 初始化结构
  • 访问结构成员

  struct book{
    char title[MAXTITL];
    char author[MAXAUTL];
    float value;
  };// 带标记“book”的结构声明
  struct book library;// 定义结构变量
  
  struct book{
    char title[MAXTITL];
    char author[MAXAUTL];
    float value;
  } library;// 声明结构并定义结构变量
  
  struct {
    char title[MAXTITL];
    char author[MAXAUTL];
    float value;
  } library;// 一次性声明结构并定义结构变量

• 结构数组

  • 声明结构数组
  • 读取结构数组

• 嵌套结构

  • 传递结构成员
  • 传递结构的地址
  • 传递结构

  struct names {
  char first[LEN];
  char last[LEN];
  };
  
  struct student {
    struct names handle;
    char food[LEN];
    char job[LEN];
    float income;
  };
  struct student fellow= {
    { "Mingyang", "Guo"},
    "Banana",
    "Student",
    114514.00
  };
  
  printf("%s's income is %f",fellow.handle.first,fellow.income);

• 结构/结构指针的双向通信

• 结构和结构指针的选择：传递结构指针更高效，传递结构多用于小型结构。

• 把结构内容保存到文件中【待复习】

• 链式结构

• 联合

• 枚举类型

• typedef

  • typedef为某一类型自定义名称，由编译器解释。
  • typedef和#define的区别

（七）高级数据类型

• 链表
  • 显示链表
  • 创建链表
  • 释放链表