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C语言编程核心要点是什么

发表于:2024-11-25 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2024年11月25日,这篇文章主要讲解了"C语言编程核心要点是什么",文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习"C语言编程核心要点是什么"吧!C精简的语法集和标准库,让我们
千家信息网最后更新 2024年11月25日C语言编程核心要点是什么

这篇文章主要讲解了"C语言编程核心要点是什么",文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习"C语言编程核心要点是什么"吧!

C精简的语法集和标准库,让我们可以把精力集中到设计等真正重要的事情上来,而不是迷失在语法的海洋里,这对于初学者尤其重要。虽然C有抽象不足的缺点,但我更喜欢它的精巧,只需要花少量的时间,研究清楚它每一个知识点,看任何C源码就不会存在语法上的障碍,大家需要建立的知识共识足够少,少即是多,少好于多。

我教过6个人编程,教过HTML,教过JAVA,也教过C++。最近,我在教我小孩编程,他只有十岁,很多人建议我选择Python,但我最终选择了C,因为C简单且强大,现在看来,好像是个不错的选择。

类型

C是强类型语言,有short、long、int、char、float、double等build-in数据类型,类型是贯穿c语言整个课程的核心概念。

struct、union、enum属于c的构造类型,用于自定义类型,扩充类型系统。

变量

变量用来保存数据,数据是操作的对象,变量的变字意味着它可以在运行时被修改。

变量由类型名+变量名决定,定义变量需要为变量分配内存,可以在定义变量的同时做初始化。

int i;  float f1 = 0.5, f2= 0.8;

常量

const int i = 100; const char* p = "hello world";

运行中恒定、不可变,编译期便可确定。

数组

光有简单变量显然不够,我们需要数组,它模拟现实中相同类型的多个元素,这些对象是紧密相邻的,通过数组名+位置索引便能访问每个元素。

二维、三维、高纬数组本质上还是线性的,二维数组通过模拟行列给人平面的感觉,实际存储上还是连续内存的方式。

数组是静态的,在定义的时候,数组的长度就已经确认,运行中无法伸缩,所以有时候我们不得不为应付扩充多分配一些空间。数组元素不管用多用少,它都在哪里,有时候,我们会用一个int n去界定数组实际被使用的元素个数。

函数

函数封装行为,是模块化的最小单元,函数使得逻辑复用变得可能。

C是过程式的,现实世界都可以封装为一个个过程(函数),通过过程串联和编排模拟世界。

用C编程,行为和数据是分离的。调用函数的时候,调用者通过参数向函数传递信息,函数通过返回值向调用者反馈结果。

函数最好是无副作用的,函数内应该尽量避免修改全局变量或者静态局部变量,更好的方式是通过参数传递进来,这样的函数只是逻辑的盒子,它满足线程安全的要求。

有了变量和函数,就可以编写简单的程序了。

控制语句

  • 分支:if 、else、else if、switch case、?:

  • 循环:while、do while、for

  • break、continue、goto、default

结构体

build-in数据类型不足以描绘现实世界,或者用build-in类型描述不够直接,结构体用来模拟复合类型,它赋予了我们扩充类型系统的能力,我们把类型组合到一起构建更复杂的类型,而每个被组合的成分就叫成员变量。

结构体内的成分,对象通过点(.)运算符,指针通过箭头(->)访问成员。

指针

C的灵魂是指针,指针带来弹性,指针的本质是地址。

需要区分指针和指针指向的对象,多个指针变量可指向同一个对象,一个指针不能同时指向多个对象。

指针相关的基本操作包括:赋值(修改指针指向),解引用(访问指针指向的对象),取地址(&variable),指针支持加减运算。

因为指针变量要能覆盖整个内存空间,所以指针变量的长度等于字长,32位系统下32位4字节,64位系统下64位8字节。

指针的含义远比上述丰富,指针跟数组结合便有了指针数组(int* p[n])和数组指针(int (*p)[n]),指针跟函数结合便有了函数指针(ret_type (*pf)(param list)),指针跟const结合便有了const char*/char* const/const char* const,还有指向指针的指针(int **p)。

既可以定义指向build-in数据类型的指针,也可以定义指向struct的指针,void*表示通用(万能)指针,它不能被解引用,也不能做指针算术运算。

函数指针与回调(callback)

c source code被编译链接后,函数被转换到可执行程序文件的text节,进程启动的时候,会把text节的内容装载到进程的代码段,代码段是c进程内存空间的一部分,所以任何c函数都会占一块内存空间,函数指针就是指向函数在代码段的第一行汇编指令,函数调用就会跳转到函数的第一个指令处执行。

函数指针经常被用来作为回调(callback),c语言也会用包含函数指针成员的结构体模拟OOP,本质上是把C++编译器做的事情,转给程序员来做(C++为包含虚函数的类构建虚函数表,为包含虚函数的类对象附加虚函数表的指针)。

字符串

char*是一类特殊的指针,它被称为c风格字符串,因为它总是以‘\0’作为结尾的标识,所以要标识一个字符串,有一个char*指针就够了,字符串的长度被0隐式指出,跟字符串相关的STD C API大多以str打头,比如strlen/strcpy/strcat/strcmp/strtok。

内存和内存管理

指针提供了c语言直接操作底层内存的能力,c程序区分栈内存和堆内存,栈内存是函数内的局部变量,它随程序执行而动态伸缩,所以不要返回临时变量的指针,栈内存容量有限(8/16M),所以我们要避免在函数内创建过大的局部变量,要警惕递归爆栈。

堆内存也叫动态内存,它由一个叫动态内存配置器的标准库组件管理,glibc的默认动态内存配置器叫ptmalloc,初始版本有性能问题,但后面用线程私有解决了竞争改善了性能。动态内存配置器是介于kernel与应用层的一个层次,从内核视角看ptmalloc是应用程序,从应用层来看ptmalloc又是系统库。malloc跟free必须配对,这是程序员的职责,动态分配的内存丢失引用就会导致内存泄漏,指向已释放的内存块俗称野(悬垂)指针。

预处理

从c source file到可执行程序需要经过预处理-编译-汇编-链接多个阶段,预处理阶段做替换、消除和扩充,预处理语句以#打头。

宏定义,#define,宏定义可以用\做行连接,#用来产生字符串,##用来拼接,宏定义的时候要注意加()避免操作符优先级干扰,可以用do while(0)来把定义作为单独语句,#undef是define的反操作。

#if #ifdef #ifndef #else #elif #endif用来条件编译,为了避免头文件重复包含,经常用#ifndef #define #endif。

#include用来做头文件包含;#pragma用来做行为控制;#error用来在编译的时候输出错误信息。

__FILE__、__LINE__、_DATE_、_TIME_、_STDC_等标准预定义宏可以被用来做一些debug用途。

#typedef用来定义类型别名。比如typedef int money_t;money_t比int更有含义。

typedef也能用来为结构体取别名,有时候会这样写:

typedef struct {   int a;   int b; } xyz_t;

这样在定义结构体变量的时候就可以少敲几下键盘。

typedef也可以用来重定义函数指针类型,比如 typedef void (*PF) (int a, int b); PF是函数指针类型,而非函数指针变量。

枚举

枚举能增加代码可读性和可维护性,枚举本质上是int,只是为了更有含义,将有限取值的几个int值放在一组,比如定义性别:enum sex { male = 1, female };

可以在定义的时候赋值,比如male=1,后面的值依次递增1,如果不赋值则从0开始。

联合体(union)

结构体和联合体(共用体)的区别在于:结构体的各个成员会占用不同的内存,互相之间没有影响;而共用体的所有成员占用同一段内存,修改一个成员会影响其余所有成员。

union u_data {     int n;     char ch;     double f; };

其实本质上,联合体就是对一块内存的多种解释,大小按最大的来。

位域(bitfield)

struct SNField {        unsigned char seq:7 ;        // frame sequnce        unsigned char startbit:1 ;   // indicate if it's starting frame 1 for yes. };

节省空间,在面向底层的编码,或者编写处理网络等程序时候用的比较多,注意这个语法特征是跟机器架构相关的。

位操作

  1. 位与 &

  2. 位或 |

  3. 位取反 ~

  4. 位异或 ^

  5. 位移 << >>

static、extern、register、volatile、sizeof

  1. static修饰全局函数,表示模块内(编译单元)内可用,不需要导出全局符号。

  2. static修饰局部变量,意味超越函数调用的生命周期,不存储在栈上,只会被初始化1次。

  3. extern声明外部变量。

  4. register,寄存器变量,建议编译器将变量放在寄存器里。

  5. volatile,告诉编译器不要做优化,每次从内存读取,不做寄存器优化。

  6. sizeof求大小,可以作用于变量,类型,表达式

可变参数

void simple_printf(const char* fmt, ...) va_list、va_start、va_arg、va_end

C的高级感

  1. 泛型:linux内核链表,通过offset和内嵌node,写出泛型链表

  2. OOP:通过定义带函数指针成员变量的结构体,在运行中,为结构体对象设置上函数指针,模拟运行时绑定,实现类似OOP多态的感觉。

GNU C扩展

GNU C扩展不是标准C,建议以符合标准C的方式编写C代码,但如果你阅读linux kernel code,你会发现有很多有趣看不懂的语法,它来自GNU C扩展,它确实也带来了一些便利性。

比如结构体成员可以不按定义顺序初始化:

struct test_t { int a; int b; };  struct test_t t1 = { .b = 1, .a = 2 };

比如可以通过指定索引初始化数组:

int a[5] = {[2] 5,[4] 9};

或 int a[5] = { [2] = 4, [4] = 9 };

相当于int a[5] = {0, 0, 4, 0, 9};

或者int a[100] = {[0 ... 9] = 1, [10 ... 98] = 2, 3};

比如0长度数组

struct foo {    int i;    char a[0]; };

比如用变量作为数组长度

void f(int n) {     char a[n];     ... }

比如case范围,case 'A' ... 'Z' case 1 ... 10

比如表达式扩展({...}),比如三元运算符扩展...

感谢各位的阅读,以上就是"C语言编程核心要点是什么"的内容了,经过本文的学习后,相信大家对C语言编程核心要点是什么这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

指针 函数 变量 内存 类型 数组 结构 指向 对象 成员 程序 编译 语言 时候 编程 动态 字符 字符串 数据 核心 数据库的安全要保护哪些东西 数据库安全各自的含义是什么 生产安全数据库录入 数据库的安全性及管理 数据库安全策略包含哪些 海淀数据库安全审计系统 建立农村房屋安全信息数据库 易用的数据库客户端支持安全管理 连接数据库失败ssl安全错误 数据库的锁怎样保障安全 客户机访问服务器的方法 剑网三正在进入服务器列表闪退 软件开发项目启动会简报 服务器远程密码修改 网络安全经典面试题 初始化云服务器 sql数据库多张表怎么删除 大学生网络安全教育英文 网易云怎么会服务器发生错误 公众号的网络安全维护 台式电脑raid和服务器的区别 中兴云平台软件开发工程师 网络安全知识答题邀你来挑战 查看db2 数据库名 lol国内玩什么服务器不卡 脏小豆服务器预告片 u8单据对应数据库表 中外合作办学网络安全硕士项目 网络安全方案汇报工作 非关系型数据库查询 学校开展网络安全政治活动 国家哲学社会科学数据库注册 公安局信息通信和网络安全 揭阳行业专业软件开发 金山在线网络技术有限公司 神通数据库服务管理工具 塔式服务器横放 网络安全审查员工资 电脑更新数据库产生大量垃圾 网络安全专科录取分数线
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