一、C语言的生成文件:
1、C语言的编程源文件:xxx.c
2、C语言的目标文件:xxx.o ——是由编译器生成的二进制文件。
二、字符串知识:
1、字符串或字符输入函数:
(1)gets(char * buffer):用于读入字符串(不到终结符不停止),以换行符("\n")为字符串终结符,但并不读入终结符。也可以将数组作为实参进行传递,因为一维数组会退化为一级指针。
(2)scanf():格式化读取函数,可以读取很多类型的数据,其中包括读取字符和读取字符串。以空格。换行。tab键为字符终结符。函数成功读取会返回读取个数,否则返回EOF。当输入格式为%c时,会读入任何字符,包括终结符。当格式为 %c(%c前存在多个空格或tab键)都会在读取数据之前进行忽略。
(3)getchar():是先将所有字符送入缓存区,直到键入换行符后,在从缓冲区逐个读出并赋值给字符容器。
——getchar()其实是一个宏定义函数:#define getcahr() getc(stdin);
(4)fgets():是gets函数的升级版,可以对输入的字符进行限制。同时可以重定向输入端(stdin表示键盘输入)。
——函数原型:fgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream)
2、字符串或字符输出函数:
(1)putchar():向终端输出一个字符,直接将字符作为参数。
(2)puts() :函数用来向标准输出设备(屏幕)输出字符串并换行,把字符串输出到标准输出设备,将\'\0\'转换为回车换行。
3、字符串的表达:单引号(\' \')中的字符实际代表一个整数,双引号(" ")引起的字符串实际代表的是一个无名数组起始字符的指针。
三、switch知识:
1、用于同类型的符号匹配(一次只能传入一个符号)。从第一个匹配的case开始运算,如果不加制止,会继续运算后续的case,直到结束。可以使用break强制跳出此break,从而避免运算后续的case。
四、指针知识:
1、指针的传递:如果单纯的让指针作为实参传递,可以在自定义函数里改变指针所指空间的数据内容,但是不能改变指针的指向。
2、如果想要改变指针的指向:(1)自定义函数设置指针返回值。(2)使用二级指针(指向指针的指针)。
3、二级指针(**point):指针是存储地址的变量,重指针解引用第一次(*point)变为指针变量,同时等于被指向变量的地址,二次解引用(**point)则解放被指向变量所代表的值(也可以理解成为获得内存中的数据)。但因为字符串与整型常量在内存处理上的差异,所以二者运用方式与结果有所不同。
4、字符型指针:可以用字符型指针指向一个字符型常量,但不能把字符型指针作为字符串输入函数的实参(如get(); scanf("%s");),并且字符串常量存储在静态区,定义后物理存储位置将不再改变,因此在此时此刻两者等价,而未作处理的指针作实参时,编译器会默认为野指针,从而报错。字符串指针的处理办法:先定义相同类型的二维数组,然会在定义了指针数组后,是每一个指针与二维数组的行首地址一一对应。(存在问题)
5、指针的特殊用法:此用法可能就是java中方法重载的实现原理。
(1)void(*) ():这是一个函数指针类型,这个函数没有参数,也没有返回值。
(2)(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着首地址为0的地址.
(3)(*(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的一段地址空间内。
(4)(*(void(*) ())0) ():这是函数调用
————(存在问题!!!需要进行模拟方法重载的测试)
6、数组与指针的关系:一维数组名相当于一个一级指针,二维数组相当于一个二级指针。但是当把一个二维数组名赋值给一个二级指针时,无法实现二维数组的功能,只能赋值给一级指针存在(存在问题!!!问题:不知道原理)。
五、结构体知识:
1、嵌套结构体:存在两种声明方式。
(1)分别声明不同的结构体,但把被内置的结构体作为主结构体的类型成员。
(2)在主结构体中声明次结构体。
2、使用结构体进行类的模拟:结构体成员可以包含虚函数成员(函数指针),但不能定义一般的函数声明。因此可以在结构之外单独实现虚函数,从而实现属性与行为的伪统一。
六、共用体知识:多个变量公用同一个内存空间,共用体空间长度为最大变量的空间长度。
1、公用体赋值:(1)在声明变量时用大括号{}集体赋值,最终只有第一个成员变量被赋值成功。(2)逐个成员赋值,最后执行赋值操作的变量保留值。
补充:枚举
——宏在预处理阶段将将名字替换成对应的值,枚举是在编译阶段将名字替换成对应的值。
七、C语言的四个内存区域:
1、划分内存四区的意义:C语言程序中,根据是局部变量,全局变量,还是常量,然后通过malloc等类似的函数分配内存空间,把他们放到对应的内存区中,这样就赋予了这些变量或常量不同的生命周期,不同的释放方式。根据我们程序的需要,我们在编码过程中,声命不同的变量类型,使他们有不同的生命长度,不同的释放方式,从而让我们有更加灵活的编程。
2、C语言中存在的四个内存区:栈、堆、全局区(静态区)、程序代码区
(1)栈:由编译器自动分配和释放,用于存放函数的参数值、局部变量。栈由系统自动分配,速度较快。在windows下栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存空间,大小是2MB。
(2)堆:一般由程序员分配和释放(动态内存的申请与释放),若程序员不释放,程序结束后操作系统也会进行回收。堆需要程序员自己申请,并指明大小,速度较慢。在C中使用malloc,在C++中使用new。另外,堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域,堆的大小受限于计算机的虚拟内存。因此堆空间的获取和使用比较灵活,可用空间较大。
(3)全局区(静态区):用于存放全局变量和静态变量,里面细分有一个常量区,用于存放字符串常量和其它常量,该区域是在程序结束后由操作系统释放。
——局部静态变量:要到整个程序退出时才会被释放,并且只初始化一次,每一次调用结束后都会保留值,并作为下一次调用的初始值。
(4)程序代码区:该区域用于存放函数体的二进制代码,也是由操作系统进行管理。
3、空间申请后系统的回应:
(1)栈:只要栈的剩余空间大于所申请的空间,系统将为程序提供内存,否则将报异常提示——栈溢出。
(2)堆:首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表,当系统收到程序的申请时,会遍历该链表,寻找第一个空间大于所申请空间的堆节点,然后将该结点从空闲节点链表中删除,并将该节点的空间分配给程序。另外,对于大多数系统,会在这块内存空间的首地址记录本次分配的大小,这样,代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外,由于找到的堆节点的大小不一定正好等于申请的大小,系统会将多余的那部分重新放入空闲链表中。
4、申请大小的限制:
(1)栈:在windows下,栈是向低地址扩展的数据结构,是一块连续的内存区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的,在windows下,栈的大小是2M(也有的说是1M,总之是一个编译时就确定的常数),如果申请的空间超过栈的剩余空间时,将提示overflow,因此,能从栈获得的空间较小。
(2)堆:堆是向高地址扩展的数据结构,是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲空间地址,自然是不连续的。链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见,堆获得的空间比较灵活,也比较大。
(3)注释:高地址指的是未被使用的碎片化空间,低地址指的是已经被占用的空间(存在问题!!!具体操作原理为全部理解)。
5、申请效率的比较:
(1)栈是由系统自动分配,速度较快,但程序员是无法控制的。
(2)堆是由new分配的内存,一般速度比较慢,而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便。另外,在windows下最好的分配方式是使用VirtualAlloc分配内存,它不是在堆,也不是栈,是直接在进程的地址空间保留一块内存,虽然用以来最不方便,但是速度快,也最灵活。
6、堆和栈中的存储内容:
(1)栈:在函数调用时,第一个进栈的是主函数中的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址,然后是函数的各个参数,在大多数的C语言编译器中,参数是从右往左入栈的,然后是函数的局部变量。注意静态变量是不入栈的。在本次函数调用结束后,局部变量先出栈,然后是参数,最后栈顶指针指向最开始的地址,也就是主函数开始的下一条指令,程序由该点继续运行。
(2)堆:一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容由程序员安排。
7、堆的申请(动态内存的申请):
(1)申请到内存后返回的是泛类型的指针,即可以由任何其它类型的指针接收,所以必须进行强制类型的转换,将指针类型强转为与接收的指针类型相匹配的指针。
(2)申请类型:由不同的申请函数体现。
——malloc:格式—— malloc(sizeof(类型)*数量)。此函数是申请一大块连续的堆空间,然后再根据类型和数量进行细分,最后达到一维数组的效果。此函数申请的内存不会进行初始化。
——calloc:格式—— calloc(数量,sizeof(类型))。此函数是先确定类型,再分配指定类型长度的空间。最后也是达到一维数组的效果。但是此函数申请的内存会进行初始化。
——realloc:格式——realloc(原地址,sizeof(类型)*数量)。此函数是对已经分配的堆内存进行修改,修改前后的类型必须是相同的。当修改后的空间大于原来的,将会保留原来的内容,并对空间进行扩充;当修改后的空间小于原来的,将会对原来的内容进行截取(丢失原来内容多余的尾部分)。
8、堆内存的释放:free()
(1)格式—— free(指针)
(2)释放原因:在程序的生命周期内,程序不会自动归还所申请到堆内存,只有当程序死亡时,系统才会强制回收堆空间。而free函数可以手动回收堆空间。堆空间是有限的,及时手动回收可以尽量满足函数在运行过程中因为其他原因的申请。
八、库函数知识:
1、pow():求次方,此函数的结果为double值.
——特例:digit += a[i] * pow(10,2); (digit:int , = 0)(存在问题!!!原理没有解释清楚)
——结果等于99,而不是预期的100。
九、文件操作:
1、打开文件:fopen(文件路径);
(1)打开格式:r(只读);w(只写,若无文件则立刻创建,如果原来有内容,将被清空);a(以只写方式打开文件,但保留原来的内容,并将指针移向当前文件末尾,从而可以在文件末尾添加指针);b(表示以二进制打开文件);+(表示与其它方式组合,表示以读写方式打开)。
2、关闭文件:fclose(文件指针);
3、文件内容的操作函数:
(1)文件内容的字符操作:fgets(),fputs()
——fgets():函数原型—— char fgetc(FILE* buffer); 函数以文件指针作为实参,并返回char变量。
***** 功能:此函数用于从文件依次读取单个字符,如果读取成功,则返回该字符,若失败,则返回EOF(stdio.h中的符号常量,值为1)。
——fputs():函数原型—— fputc(int c,FILE *stream);函数每次向指定文件写入一个字符。
***** 功能: 此函数将字符变量中的字符写入当前文件,并依次向后移动指针,如果成功,则返回字符变量,,若失败,则返回EOF。
——feof():用于判断返回值是否为EOF(文件内容结尾标志)。
(2)文件的顺序读写:fscanf(),fprintf()。顺序读写是将内容当作字符流进行操作。
——文件内容的顺序读取函数:fscanf()
***** 函数原型:fscanf(FILE*stream, constchar*format, [argument...]);第一个参数为文件指针,第二个参数为格式控制参数,第三个参数为接收数据参数的的地址列表。
***** 函数功能:将文件中的内容按指定的格式进行读取后放入指定的容器中。
——文件内容的顺序写入函数:fprintf()
***** 函数原型:fprintf( FILE *stream, const char *format, [ argument ]...);第一个参数为文件指针,第二个参数为格式控制参数,第三个参数为输出参数列表。
***** 函数功能:将输出列表中的内容从容器中取出后,按指定格式写入到文件中。
(3)文件的随机读写:fread(),fwrite()。随机读写是将内容当做字节流进行操作。
——文件内容的随机读取函数:fread()
***** 函数原型:fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );第一个参数为读取的内容存放的地址的指针,第二个参数为每次读取的字节数(数据块),第三个参数为读取的次数(块数),第四个参数为文件指针。( size * count = 读取内容的大小)
***** 函数功能:从文件的指定位置读取指定大小的内容。每次读取位置为当前指针位置。
***** 函数返回值为实际读取的的数据块个数。
——文件内容的随机存储函数:fwrite()
***** 函数原型:int fwrite(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream );第一个参数为读取的内容存放的地址的指针,第二个参数为每次写入的字节数,第三个参数为写入的次数,第四个参数为文件指针。(size * count = 写入内容的大小)
***** 函数功能:将内容指针中的内容以数据块的形式写入文件当中。每次写入位置为当前指针位置。
***** 函数返回值为实际写入的数据块个数。
(4)随机读写的数据块必须使用sizeof辅助计算出字节数大小。
(5)指针定向函数:fseek()
**** 函数原型:int fseek(FILE *stream, long offset, int fromwhere);第一个参数为需要操作的文件指针,第二个参数为文件指针的基准点,第三个参数为以基准点为起始点的偏移量(此偏移量需要使用sizeof进行计算)。偏移量用字节数表示,表明当前指针需要跳过多少个字节,偏移量为正时,指针向后移动;偏移量为负时,指针向前移动。指针当前位置的可能取值有三种:SEEK_SET(0),表示文件开始处;SEEK_CUR(1),表示文件指针当前位置;SEEK_END(2),表示文件末尾。如果文件读取成功,返回值为非0 值,否则返回0值。
**** 函数功能:用于定位文件指针的位置,为下一次文件写入做准备。
(6)文件头定位函数:rewind()
**** 函数原型:void rewind(FILE *fp),传入参数为需要操作的文件指针。
**** 函数功能:重置文件指针到头部。
(7)当前文件指针位置获取函数:ftell()
**** 函数原型:long ftell(FILE *stream);传入参数为需要操作的文件指针。
**** 函数功能:用于获得文件指针的当前位置,通常与fseek联合使用,使用fseek函数后再调用函数ftell()就能非常容易地确定文件的当前位置(存在问题!!!未测试)。
(8)缓冲区数据清除函数:fflush()
***** 函数原型:int fflush(FILE *stream);传入参数为需要操作的文件指针。
***** 函数功能:fflush()会强迫将缓冲区内的数据写回参数stream 指定的文件中. 如果参数stream 为NULL,fflush()会将所有打开的文件数据更新,此函数可以一次性把缓冲区中的数据写入文件或硬件设备。
十、C语言的IO操作:
1、标准输入/输出的重定向:
(1)标准输入:stdin,标准输入默认为键盘。
(2)标准输出:stdout,标准输出默认为屏幕。
(3)标准错误:stderr
2、输入输出的等价函数:
(1)putchar( C ) = fputc(C , stdout);
(2)getchar() = fgetc(stdin);
(3)puts(str) = fputs(str , stdout);
3、重定向:
(1) 输入重定向:<
(2) 输出重定向:>
十一、函数式编程:
(1)函数式编程是用编程语言实现数学函数,尽可能将可以一步完成的多步骤语句进行直接实现。
(2)与面向过程的区别:尽可能进行步骤的拆分。
十二、预处理命令:
1、宏定义的语句:
(1)定义常量和宏:#define
—— 定义带参数的宏时,又叫宏展开。宏替换为机械替换,当参数发生替换后,只按替换后的表达式自身的运算优先级进行运算。所以在定义宏时应该使用括号强行限制运算顺序。
(2)宏的生命周期:宏的生命截止到撤销宏定义的表达式或程序结束。
(3)撤销宏定义:#undef
——格式:#undef 宏标识符
——作用:宏定义从此表达式开始被撤销,如果仍然被当作宏来使用,编译器会报错。
(4)条件宏定义:
—— 格式:
# if ! defined(宏名)
宏名 表达式
#endif
——作用:语句先判断宏名是否被定义,如果已经定义了则跳过整个表达式,否则便执行第二个语句为此宏重新定义。
——使用条件:该宏已经被声明,但是没有被赋值。
——每一个#if语句都必须以#endif结束.
(5)语句等价:#ifdef = #if defined; #ifndef = #if !defined; #elif原理上等价于else if ; #else原理上等价于else
(6)代码段注释:
——格式:
#if 0/1
代码段
#endif
——作用:当判断值为0时,此代码段被注释;当判断值为1时,此代码段可被重新被编译。
(7)报错提示:
——格式:
#if (语句)
#error (打印错误信息)
#endif
——作用:当定义的宏满足判断条件时,将打印标记信息,同时终止预处理和停止编译。
(8)执行编译:(存在问题!!!知识遗漏)
(9)标记(字符串)替换:
——格式:
#define get(x) (#x ,"\n"); //get是一个自定义的宏函数。
——作用:#运算符必须用在一个带参数的宏中,字符串文本将自动替换#+参数,并且其中的空格会被自动忽略,并将内容链接在一起。
(10)标记拼接:##
——格式:
#define CONNCT(x,y) (x##y); //CONNECT是一个自定义的宏函数
——作用:将x与y参数拼接到一起。##运算符必须拥有两个操作数。
(11)行号:#line
——格式:
#line number(行号) file(文件名);
——作用:表示从此语句开始,代码行数从规定行数开始编号。
(12)断言:assert
——格式:
assert code; //code是待判断语句
——作用:用于判断语句是否为真,如果为假,则打印错误信息,并终止程序;宏语句assert在<assert.h>文件中,打印信息需要调用abort,abort在<stdlib.h>文件中。断言只用于当程序运行时发现逻辑错误,而并不能作为处理错误的手段。
——assert的撤销:
***** 如果定义了符号常量(#define NDEBUG),则之后的断言都将失效。
***** 直接删除断言。