對(duì)于工科生，C語言是一門必修課。?標(biāo)準(zhǔn)C（ANSI C）?這個(gè)?看似簡單?的語言在硬件底層編程、嵌入式開發(fā)領(lǐng)域還是穩(wěn)坐頭把交椅。在20年5月份，C語言就憑借其在醫(yī)療設(shè)備上的廣泛應(yīng)用，時(shí)隔五年重回編程語言榜首。

同學(xué)們?cè)谀玫綄W(xué)分之后還有沒有使用這門“手藝”呢？

想做軟硬件項(xiàng)目的同學(xué)還需要補(bǔ)足哪些知識(shí)呢？

不論是正在學(xué)習(xí)還是曾經(jīng)學(xué)習(xí)過C語言的同學(xué)，這篇文章總結(jié)的一些要點(diǎn)能提供一個(gè)?新的角度來理解C語言的設(shè)計(jì)理念和特性?。

一起來看看吧！

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關(guān)鍵字

一共有多少個(gè)關(guān)鍵字？這個(gè)的確不好說，在C99和C11里都添加了新的關(guān)鍵字，也有的關(guān)鍵字由于過時(shí)淡出了我們的視線。下面這些關(guān)鍵字的用法都掌握了嗎？

auto

它可謂默默無聞，不少人應(yīng)該知道它沒什么用——局部變量默認(rèn)就是auto類型。除此之外，auto變量存放在動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存區(qū)中的棧區(qū)。也就是這種變量時(shí)有時(shí)無，壽命可變，自動(dòng)（auto）管理。

注意：正因?yàn)閬砣プ匀?，?chuàng)建的局部變量不會(huì)自動(dòng)初始化為零??！切記

但是，在C++11里auto翻身了，可以用作?類型推導(dǎo)?。比如：

可是這和C有什么關(guān)系？

static

你能想到static的幾個(gè)用法？有人說是三個(gè)，我覺得就兩個(gè)。

修飾全局變量或函數(shù)時(shí)，它的作用是?僅限本文件訪問?。C語言里沒有命名空間，如果不加static，不同文件里的同名變量會(huì)引起混淆，畢竟他們的作用域相同。

修飾局部變量，成為存放在靜態(tài)儲(chǔ)存區(qū)的靜態(tài)變量。生命周期為整個(gè)程序執(zhí)行過程。與auto不同，靜態(tài)變量在程序開始之前就初始化完畢。這也就是常說的第三個(gè)用法，將局部變量初始化為零。其實(shí)這只是變量存放在靜態(tài)儲(chǔ)存區(qū)的一個(gè)特征，所以不單獨(dú)拿出來。

volatile

大多數(shù)學(xué)校課程是不會(huì)用到它的，接觸單片機(jī)和多線程就能懂得它的重要性。

volatile的意思是”易變的、無常的“，名副其實(shí)。

volatile是對(duì)變量的修飾，比如?volatile int flag=0;?它是對(duì)編譯器的提醒：

”嘿，這變量是變化無常的，你可小心點(diǎn)！“

這針對(duì)的是編譯器的”小聰明“——優(yōu)化。

舉個(gè)例子

計(jì)算機(jī)運(yùn)算要先把變量從內(nèi)存加載到寄存器，這一步是耗時(shí)間的。編譯器一看，前腳我才讓flag=1，這個(gè)flag還在寄存器里，到下一句判斷之間也沒有能改變flag的語句，那我不直接用這個(gè)寄存器里的flag=1嘛。

可萬萬沒想到，就在flag=1之后，if之前，來了一次?硬件中斷?，終端回調(diào)函數(shù)把flag改成0了。

編譯器是料不到的，就認(rèn)為flag=1。這在很多實(shí)際情況下是很恐怖的。

不僅僅是中斷，插入一段匯編，其他線程改變內(nèi)存都會(huì)引起這類問題。

如果改為?volatile int flag=0;?,凡是用到這個(gè)變量，?就會(huì)去內(nèi)存里不怕麻煩地找到它?，不再偷懶。

當(dāng)時(shí)我年輕不懂事，一個(gè)單片機(jī)項(xiàng)目里用中斷改變標(biāo)志位。怎么都不正常，后來哥們讓我在標(biāo)志前面加個(gè)volatile就解決了。。。

__WEAK

這?不是個(gè)關(guān)鍵字?，這只是GCC的一個(gè)特性?？碨TM32官方固件庫的同學(xué)應(yīng)該沒少見到它，但它不是C++里virtual那種虛函數(shù)。?如果有同名的不帶_WEAK前綴的函數(shù)，優(yōu)先使用不帶的。

如果用戶自定義了，那就使用用戶的，如果沒有，那就用默認(rèn)的。這樣方便用戶自定義一些回調(diào)函數(shù)、處理函數(shù)。

類型

相信大家對(duì)C語言的?強(qiáng)類型?特性印象非常深刻。尤其是printf的格式化輸出和復(fù)雜指針的類型。

程序不就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法，基本類型則是構(gòu)成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高樓大廈的一磚一瓦。

char

冥冥之中，我覺得char類型是最神奇的類型。在C語言標(biāo)準(zhǔn)里char的大小是1 Byte，這是不會(huì)變的，也就是sizeof(char)無論在哪都是1。但是：

輸出是多少？是4，一個(gè)int的大?。]錯(cuò)，?字符常量的類型不是char而是int?。

來放松一下。

你平時(shí)怎么讀“char”？反正我是讀了好幾年的?”差“?，后來轉(zhuǎn)念一想，字符的英文是character[?k?r?kt?(r)],那不應(yīng)該是。。。。其實(shí)有三個(gè)發(fā)音，英文char（煤炭）、car（汽車）、care（關(guān)心）都可以。

float

浮點(diǎn)數(shù)比整形更貼近實(shí)際，也不至于出現(xiàn)除法去尾的情況。要注意的是，計(jì)算機(jī)的浮點(diǎn)數(shù)是分立的，有時(shí)候1.30會(huì)變成1.299999。比如matlab里查看eps（epsilon）可以得到浮點(diǎn)數(shù)的最小分度值。(win64下)

結(jié)構(gòu)體、數(shù)組、指針

三者的關(guān)系可以說是糾纏不清。

剛學(xué)C都遇到過，函數(shù)返回值可以是一個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)體，卻不能是一個(gè)簡單的數(shù)組?？墒牵瑪?shù)組類型可以是結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體的成員也可以包含數(shù)組，僅僅是組織方式的區(qū)別。

結(jié)構(gòu)體和數(shù)組

舉例說明一下，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體struct_a，有成員a、b、c三個(gè)。

注意最后一種寫法，有時(shí)候編譯器為了對(duì)齊，會(huì)填充一些地址，導(dǎo)致不連續(xù)。不要這樣訪問結(jié)構(gòu)體成員！

如果是數(shù)組呢？我們常用arr[n]這種方式來訪問數(shù)組成員，”[]“這個(gè)符號(hào)的用途是把a(bǔ)[b]變成*(a+b)。請(qǐng)結(jié)合例子理解一下。

數(shù)組和指針

把數(shù)組傳入函數(shù)時(shí)，有兩種寫法

在C里，第一種會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化成第二種，所以訪問數(shù)組本質(zhì)還是指針。

教你個(gè)竅門：

int arr[10];

int* ptr=&arr[-1];

然后就可以從下標(biāo)1開始用數(shù)組ptr[]。

指針

毫無疑問，指針是個(gè)麻煩事。比如?char *(*(*(a[2])())()?是一個(gè)?包含2個(gè)指向返回 指向字符的指針的函數(shù)指針的數(shù)組?，幾乎很難看出它到底是數(shù)組還是指針。

希望這些要點(diǎn)能幫到你！

優(yōu)先與[]結(jié)合再與*結(jié)合

指針類型：把聲明中指針名稱去掉，就得到了指針的類型。

Int * ptr→int *

Int(* ptr)[3]→int(*)[3]

同時(shí)注意結(jié)合關(guān)系，比如下面這個(gè)的名稱就是ptr[3]，而不是上面的ptr

int *ptr[3]->int *

所指向的類型：去掉指針名稱和一個(gè)*

int*ptr; : 指針?biāo)赶虻念愋褪?int

int ** ptr; : 指針?biāo)赶虻牡念愋褪?int*

int(*ptr)[3]; : 指針?biāo)赶虻牡念愋褪?int()[3]

指針賦值時(shí)，左邊指針?biāo)赶虻念愋捅仨毦哂杏疫呏羔標(biāo)赶蝾愋偷娜肯薅ǚ?/strong>，比如

函數(shù)

C語言絕不是Python那樣自備電池的全能型語言，它是一門中級(jí)語言。

標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)往往看起來簡陋而且有缺陷。

來了解一下吧。

函數(shù)調(diào)用順序

這三個(gè)函數(shù)的執(zhí)行順序是不確定的，C標(biāo)準(zhǔn)把選擇順序的權(quán)力交給編譯器以便針對(duì)各個(gè)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化。

可以確定的一點(diǎn)是，乘法優(yōu)先級(jí)高于加法。

參數(shù)壓棧順序：從右至左嗎？

可能很多人都知道這個(gè)考點(diǎn)，函數(shù)參數(shù)壓棧的順序是從右至左，右邊的表達(dá)式會(huì)先被運(yùn)行。

重點(diǎn)在后面的問號(hào)

C標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于壓棧順序?并沒有明確規(guī)定?，也就是編譯器?可以修改成從左至右?的壓棧順序。

默認(rèn)的從右至左是為了支持可變參數(shù)，用來計(jì)算棧的大小。

確保你明白它們的用法、原理和......缺陷

早期的?gets()?導(dǎo)致了蠕蟲病毒，因?yàn)樗粰z查緩沖區(qū)是否越界，其實(shí)scanf也有這個(gè)問題。標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出有許多設(shè)計(jì)上的細(xì)節(jié)需要被了解，比如printf使用%來轉(zhuǎn)義%而不是\ , scanf里的?\n?并不代表等待一個(gè)換行符而是讀取并拋棄所有空格......

這些設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)可能會(huì)在意想不到的地方產(chǎn)生出意想不到的效果。所以，為了程序的健壯性，多多了解它們吧。

預(yù)處理

預(yù)處理是個(gè)很好的想法，增強(qiáng)了程序的可移植性和裁剪性。

不僅僅是常見的#include、#define，它的功能可以非常強(qiáng)大，如果用得好的話。

#include能做些什么？

復(fù)制，原封不動(dòng)的復(fù)制。

甚至可以這樣：

真就是原封不動(dòng)，但要注意預(yù)處理命令是要?在一行的開頭，獨(dú)占一行?。

如果是?#include<>?則會(huì)首先在標(biāo)準(zhǔn)位置（C語言安裝位置）搜尋，?#include ""?則現(xiàn)在同一文件夾下搜索，找不到再去標(biāo)準(zhǔn)位置搜索。

#define不好嗎？

在C++里，用#define來定義常量是不被推薦的，因?yàn)?define也僅僅是預(yù)處理替換，沒有類型檢查。

推薦使用const修飾的變量。仁者見仁，兩種方法各有特點(diǎn)。

結(jié)語

“?看似簡單?”這個(gè)描述對(duì)于C語言是再恰當(dāng)不過的。最早的K&R標(biāo)準(zhǔn)只有40頁，ANSI C手冊(cè)則超過了兩百頁，盡管這樣，C語言特性給了編程者極大的自由，衍生出來許多意想不到的用法和Bug。。。

本文整理的內(nèi)容不過是冰山一角，還有更多的進(jìn)階內(nèi)容等待探索。

周雖舊邦，其命唯新。多次的標(biāo)準(zhǔn)更新已經(jīng)讓C語言不再是教科書里的簡陋模樣。了解新特征，有利于C語言的實(shí)際應(yīng)用。

希望大家都能夠熟練掌握這門?傳統(tǒng)藝能?！

最后還有句話是這么說的：栽一棵樹最好的時(shí)間是十年前，其次是現(xiàn)在。對(duì)于學(xué)習(xí)編程或者在工作想升職的程序員，如果你想更好的提升你的編程能力幫助你提升水平！筆者這里或許可以幫到你~

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