【C++笔记】1.C语言复习-创新互联

1. C语言复习 1.1 基础部分

1. C99之后可以用const int来表示常量，初始化后不能再被赋值。

   

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2. 整数和整数运算只会得到整数。当有浮点数参与运算的时候，就会变成浮点数。

3. 整数用int（输入输出都是%d），浮点数double（输入%lf，输出%f）。

4. 运算符优先级：

   优先级	运算符号	运算意义	结合关系
   1	+ -	正、负	自右向左
   2	* / %	乘、除、取余	自左向右
   3	+ -	加、减	自左向右
   4	=	赋值	自右向左

5. =赋值语句，也是运算，也是有结果的。
   比如a=b=6在C语言中，自右向左运算a=(b=6)，意义是：b=6的结果是6，再赋给a。
   虽然可以“嵌套式赋值”（比如int c = 1 + (b=a)），但不建议这么做。

6. 调试运行的时候，下一步和单步进入，是有区别的。

7. 复合赋值运算符：+=、-=、*=、/=。

8. 递增递减运算符：++、–。

   表达式	运算	表达式的值
   count++	给count加1	count原来的值
   ++count	给count加1	count+1的值
   count- -	给count减1	count原来的值
   - -count	给count减1	count-1的值

9. scanf("%d,%d")，scanf("%d %d")，scanf("%d, %d")、scanf("%d %d\n")这四种方式是不同的。
   scanf()函数用于接收输入进来的东西，返回值是接收了几个东西。
   对于空格和回车，会等待后续输入。
   对于其他非%d数据，scanf()函数接收失败，返回成功接收的个数，但会继续执行下一条语句。

10. %x为16进制的输入或输出，%o为8进制的输入或输出。

11. 取余运算的应用：number%10运算可提取出number的个位数字。
    辗转相除法、判断素数等，都用到了取余符号。

12. 关系运算（<、<=、>、>=、==、!=）：自左向右运算，且==和!=的运算级低。
    语句a==b==6，实际上就是判断1==6，最终结果是0。
    语句6>5>4，实际上就是判断1>4，最终结果是0。

13. if语句中，if(条件){语句}，注意分号和大括号。

14. switch语句中，case只是入口。如果不break，语句会继续执行。

15. do…while循环，while括号里的都是循环的条件（虽和直觉不符。但和while循环保持了一致）。

16. continue和break的差别，continue跳出当前循环，break跳出整个循环。

17. goto语句在多层循环嵌套时候使用，其他场合不建议使用。

18. sizeof()函数是静态函数，比如sizeof(a++)语句编译后，a++不执行。

19. &&与运算会屏蔽0后的语句、||或运算会屏蔽1后的语句。

20. 补码=反码+1。

21. 浮点数是有精度的。判断两个浮点数是否相等，应采用fabs(f1-f2)<=1e-12。

22. char型变量其实是一种特殊的int类型：int a = 49和char c ='A'，
    按照%d输出时，输出的都是49，
    按照%c输出时，输出的都是'1'。
    综上，a+'a'-'A'或a+'A'-'a'就可以进行大小写转换。

23. 逗号运算符,，主要是用在for语句里用。

24. C语言调用函数时，是值传递。

25. 本地变量、局部变量：定义在大括号（块）里。
    生存期、作用域：大括号（块）里。
    块里定义的变量，块外无效。
    块外定义的便令，块里也有效。
    如果块里定义了与块外同名变量，屏蔽掉块外的变量。

26. 同一个c文件里，函数声明和定义的头，必须一致，否则会编译出错。

27. f(a,b)和f( (a,b) )不一样，前者传了2个参数，后者传了1个参数。

28. 函数里面可以声明另一个函数，但不能定义另一个函数。

29. C99之前，数组元素数量必须是编译时刻确定了的字面量。

30. 数组一旦创建，长度固定。

31. 数组创建后，最好要初始化。数组的访问，不能越界（即超过大下标）。

32. 数组的集成初始化：int a[]={1,2,3,4,5,6};。
    int a[]={[1]=2,4,[5]=6};。

33. 数组长度算法：sizeof(a)/sizeof(a[0]);。

34. 数组变量不能互相赋值：int b[] = a;这种写法是错误的。只能遍历数组，每个元素依次赋值。

35. 数组作为参数传入函数时，应把数组长度一同传入。
    原因：数组作为参数时，传入的只是地址。

36. unix系统下，可以使用man sqrt命令，查阅sqrt函数。

37. 求素数的方法：方法一 顺序往下挑选、方法二 剔除已有素数的倍数。

38. 二维数组，列数不可以省略，行数可以。int a[][5] = {{1,2,3,4,5},{6,7,8,9,0}};。

1.2 指针和数组

1. 运算符&：对变量取地址，不能是表达式，如&(i+p)或&(i++)等做法是错误的。

2. printf()函数里用%p来输出地址。

3. 对于一个数组a[]来说，a和&a和&a[0]都是相同的，都是a的首地址。

4. 作为参数的指针，在函数里面可以通过这个指针访问外面这个i。
   如果只是传值，那么调用的函数无法改变外面的i。
   但是传了i的地址，那么就能对地址里面的东西进行改动，也就是把i进行改动。

5. 赋值号的左边不一定是个变量，也有可能是个运算表达式的结果，这就叫左值。
   *p就是p取内容的运算，但是可以被赋值，所以*p是左值。
   a[0]就是a取0位置内容的运算，但是可以被赋值，所以a[0]是左值。

6. 指针的应用，使得被调用的函数能够更改原来函数的变量！

7. 一般情况下，函数使用return返回运行状态，使用指针返回值。

8. 指针必须进行初始化，即指向某个变量的地址。否则将会是一个“野指针”，很危险。

9. 传数组，实际上就是在传地址。所以说，被调用的函数可以改外部函数的数组元素！
   但sizeof(a)在内外却不等，因为外面的sizeof(a)求的是整个数组地址所占长度，里面的sizeof(a)求的是首地址的长度。

10. 数组变量本身表达地址，因此int *p = a;无需用&来取地址。
    数组名就是地址指针，因此a等价于&a[0]。
    []运算符可以对数组做，也可以对指针做：p[0]等价于a[0]。
    *运算符也可以对数组做：*a。

11. 实质：数组就是常量指针，所以不能被赋值。
    int a[]等价于int * const a。

12. 指针与const

    int i;
    const int* p1 = &i;   // *p1是const，即不能通过*p1修改i
    int const* p2 = &i;   // *p2是const，即不能通过*p2修改i
    int *const p3 = &i;   //  p3是const，即p3只能指向i，等价于数组

13. void f(const int* x);，表示f()不会改动传来的指针的指向的值。

14. const数组：const int a[]={1,2,3,4,5,6,}，这样的话，内部的函数不会修改外部数组了。

15. 指针p、q可以递增/递减，即进行p++、p--、p-q运算。
    p=p+1，实际上指的是，将p指到下一个单元。
    而数组实际上就是特殊的指针，因此：
    *p等价于a[0]，
    *(p+1)等价于a[1]。

16. *p++：取出p的东西，顺便把指针向后移动一次。举例：

    for( int i=0; i< sizeof(a)/sizeof(a[0]) ; i++ ){printf("%d\n",a[i]);
    }
    // 可以改写成：
    char *p = a[];
    while( *p != -1 ){printf("%d\n", *p++);
    }

17. 指针是可以比较的，比如数组中的单元的地址就是线性递增的。

18. 不建议使用0地址，但可以初始化为NULL。

19. 类型不同的指针不能互相赋值。除非进行强制类型转换。

20. void*表示不知道指向什么东西的指针。经常在比较底层的情况下应用到。

21. 在C99之前（ANSI C）时，如何用变量定义数组的大小呢？
    使用stdlib.h中的函数malloc()。
    int *a = (int*) malloc(n*sizeof(int));
    原因：malloc()函数申请到的是一块(void*)类型的地址空间，以字节为单位，需要强制类型转化为(int*)。
    接下来，把a当作数组来用。如a[0]。
    最后，用了malloc()就要释放掉，即free(a)。

22. 但是系统空间是有限的，malloc()不一定总能成功的申请到需要的空间。
    malloc()返回值为1代表申请成功，返回值为0代表申请失败。

23. free()函数只能释放掉malloc()来的地址。
    常见问题：
    （1）malloc了没free，会导致运行内存逐渐下降。
    （2）free过了再去free。
    （3）地址变了，直接去free。

1.3 字符串

1. 字符串以'\0'结束，但它不是字符串的一部分。计算这个字符串长度的时候不包括这个'\0'。

2. 字符串以数组形式存在，以指针形式访问。
   因此，可以通过遍历数组的方式来遍历字符串。

3. 对字符串进行操作时，需要#include。

4. 字符串的定义形式：
   由双引号括起来的东西Hello，叫字符串的字面量.
   字符数组长度为6，因为结尾还有'\0'。

   char *str = "Hello";
   char word[] = "Hello";
   char line[10] = "Hello";

5. char *s = "Hello, world!"中：
   这种写法，会把"Hello, world!"写在常量空间里，实际上s是const char *s，不允许写入操作，赋值只能靠初始化。
   s是个指针，初始化为指向一个字符串常量。
   试图对s所指的字符串做写入会导致严重后果。

6. char s[] = "Hello, world!"中：
   这种写法，会把"Hello, world!"写在变量空间里。
   在程序运行结束后，会被自动回收。

7. 这两种写法如何选择？
   数组形式：作为本地变量，空间自动回收。
   指针形式：只读、处理参数、动态分配空间。
   如果要处理一个字符串，用数组。
   如果要构造一个字符串，用指针。

8. char*不一定是字符串，它本意是“指向char型单个变量的指针”。

9. 符串赋值，实质上是让指针s指向了指针t所指的字符串，任何对s的操作就是对t做的，因为对于字符串，赋值符号赋的是地址。

   char *t = "Hello";
   char *s;
   s = t;

10. 使用scanf()来读字符串时，读到空格、tab、回车为止。
    scanf("%7s",string);表示读入字符串最多7位。

11. 常见错误：

    char * string;
    scanf("%s", string);
    // 指针string很有可能指向了一个危险的地方。
    // 改正方法：
    // 1. 赋初值，但以后无法更改
    // 2. 数组形式定义字符串变量
    char buffer[100] = "";
    // 这是一个空字符串，buffer[0]=='\0'
    char buffer[] = "";
    // 这个数组长度只有1，放不下任何东西

12. char **a，char a[][10]，char *a[]，这三者是不同的。
    char **a：表示a是一个指针，指向另一个指针，那个指针指向一个字符（串）
    char a[][10]：表示a是一个二维数组变量，每一个元素都是一个含有10个元素的一维数组。
    char *a[]：表示a是一个存放指针的一维数组，每个指针都指向一个char型变量。

13. main(int argc, char const *argv[])
    这里的*argv[]表示：main()函数调用的参数。
    常常在命令行中使用到。

14. int putchar(int c)函数：返回写了几个字符，EOF(-1)表示写失败。

15. int getchar(void)函数：返回类型是int，是为了返回EOF(-1)。

16. windows环境下Ctrl+Z表示输入结束；Unix环境下Ctrl+D表示输入结束。

17. 通过下面的例子，可以感受到 shell 的存在和工作机制。
    输入设备和用户程序之间有缓冲区，这个缓冲区会在不同编译环境下有不同的工作机制。
    另外，搭建 VScode的 C++ 开发环境时，win 下使用 powershell 作为终端，ubuntu下默认的终端。
    这二者对于cout函数的处理是不一样的。
    前者cout输出不一定要有endl，后者cout输出一定要有endl才会输出。

    int main( int argc, char const *argv[])
    {int ch;
        while ( ( ch = getchar() ) != EOF ){putchar( ch ) ;
        }
        printf("EOF\n");
        return 0;
        // getchar() 是用 int 型变量来接收 char。
        // putchar() 是把 int 型变量输出为 char。
        // 这段代码，输入什么就输出什么
        // 按下Ctrl+C会停止程序
        // 输入Ctrl+Z会输出EOF
    }

18. 字符串头文件string.h里常用的函数：strlen()：
    形式：size_t strlen(const char *s
    功能：返回s的字符串长度（不包括结尾的\0）
    备注：一般情况下，等于sizeof()-1。

19. 字符串头文件string.h里常用的函数：strcmp()：
    形式：int strcmp(const char *s1, const char *s2)
    功能：比较两个字符串并返回0、正数、负数。0表示相等，正数表示s1大，负数表示s2大
    比较原则：从第一个字符开始比较，相同则继续，不同则相减。任一串读完则跳出。
    备注：s1==s2是warning而非error，因为s1==s2比较的是地址，而非字符串内容。

20. 字符串头文件string.h里常用的函数：strcpy()：
    形式：char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src):
    功能：把src的字符串拷贝到dst，并返回dst（最后的\0也拷贝）
    备注：restrict表示这两个字符串在存储上不能重叠。

21. 复制字符串的套路：

    char *dst = (char*)malloc (strlen(src)+1);
    // 不能用sizeof，src还有可能是指针、数组
    // malloc后最后要free
    strcpy(dst,src);

22. 字符串头文件string.h里常用的函数：strcat()：
    形式：char *strcat(char *restrict s1, const char *restrict s2)
    功能：把s2拷贝到s1后面，接成一个长的字符串，返回s1
    原理：把s2的第一个char写在s1的\0的位置
    备注：s1必须有足够的空间

23. strcpy()和strcat()的安全问题：如果目的地没有足够空间会产生安全问题。
    因此，尽量使用安全版本。
    char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src， size_t n)
char *strcat(char *restrict s1, const char *restrict s2， size_t n)
int strcmp(const char *s1, const char *s2， size_t n)
    其中，strcmp()函数的n表示，只比较前n个字符。

24. 字符串中找字符函数strchr()，分为从左和从右两个版本。
    利用字符串找字符函数，可以截取字符串中的某段。

25. 字符串中找字符串函数strstr()，分为不忽略和忽略大小写两个版本。

1.4 枚举

1. 程序中如果有数字，尽量采用符号来表示，比如枚举。
   enum COLOR {RED, YELLOW, BLUE, NumCOLOR};
   数据类型enum COLOR，实际上就是int，可以用%d进行输出。
   技巧：枚举最后一个元素的值，实际上就是枚举元素总数。
2. 当然，也可以不按顺序进行枚举声明，比如：
   enum COLOR {RED=1, YELLOW, BLUE=5};

1.5 结构体

1. 结构体声明、定义一个结构体变量时，最好放在main()函数外边。
   结尾一定要记得写分号;

   // 方式一：先声明，在定义。结构体类型名：struct date。
   struct date{int month;
       int day;
   };
   struct date today, tommorow;
   
   // 方式二：直接定义。结构体类型没有名字。
   struct{int month;
       int day;
   } today, tommorow;
   
   //方式三：同时声明和定义变量。结构体类型名：struct date。
   struct date{int month;
       int day;
   } today, tommorow;

2. 结构变量的初始化：struct date today = {.month=4, .day=19}

3. 结构变量的访问：today.month

4. 结构变量的赋值：
   方式一（成员分别赋值）：
   today = (struct date){4, 19};
   方式二（变量整体赋值）：
   today = tomorrow;

5. 结构变量的名字就是变量本身，并非地址（与数组和字符串不同）。
   因此对结构变量取地址，&today。
   当然也可以对结构变量的成员取地址，&today.month

6. 结构体是可以作为函数参数、返回值的。

7. 结构体不能直接printf和scanf，但可以自己做类似的函数。
   编写时，最好使用指针方式。

8. 指向结构体的指针，最好使用->：

   struct date *ptoday = &today;
   (*ptoday).month = 12;
   ptoday->month = 12;

9. 视频11.2 结构与函数在15分22秒处的例子，把结构体指针做为参数，又把结构体指针作为函数返回值。因此各个函数之间可以互相调用、赋值。

10. 结构体中有数组：直接套就行了。
    数组中有结构体：直接套就行了。
    结构体中有结构体：直接套就行了。
    但注意：成员是变量时用.，成员是指针时用->。

1.6 自定义数据类型

1. 普通的数据类型：typedef int Length;

2. 定义结构体：

   typedef struct ADate{int month;
       int day;
   } Date;
   // 或者省略`ADate`：
   typedef struct{int month;
       int day;
   } Date;
   // 定义变量时，可以直接写
   Date today = {4, 19};

1.7 联合

1. 表面上看起来和struct一样，但实际上所有成员占用相同的内存空间。
   如果发生重叠，会“冲掉”原来的值。

   union AnElt{int i;
       char c[4];
   } elt1;
   // 当然此处也可以用typedef
   elt1.c[0] = 'a';
   elt1.i = 0xDEADBEEF;
   // 此时，后填写的`i`会把先填写的`c`冲掉

2. 本例中union的作用：查看int变量中每个字节的情况。
   当然，x86的CPU采用小端形式进行存储数据。
   因此，如果对上边的c数组进行遍历读取的话，会得到：
   c[0]等于0xEF，
   c[1]等于0xBE，
   c[2]等于0xAD，
   c[3]等于0xDE。

1.8 全局变量

1. 定义在函数外边的变量，就是全局变量。

2. 字符串__func__，输出时自动变为当前函数名。

   int main(){printf("%s", __func__);
       return 0;
   }

3. 全局变量在没有初始化时，会得到0值（指针得到NULL）。

4. 全局变量必须使用已知值来初始化。

5. 不能将一个全局变量赋值给另一个全局变量。

6. 本地变量会屏蔽外部的全局变量。

7. 静态本地变量，本质上就是全局变量。
   原因：在程序进行编译时，紧挨着放在放在同一块区域中。
   static int i = 1;
   函数第二次被调用时会保留函数第一次执行后的值。

8. 总结：
   本地变量：本地作用域，本地生存期。
   全局变量：全局作用域，全局生存期。
   静态本地变量：本地作用域，全局生存期。

9. 函数返回指针，不能返回本地变量的地址。

10. 过多使用全局变量和静态本地变量，在多线程时是不安全的。
    因此，应尽量不要使用全局变量和静态本地变量。

1.9 宏定义

1. 编译预处理指令：#开头的那一行。
   它们不是C语言的部分，但C语言离不开它们。
2. #define PI 3.14159，其中PI是宏的名字，3.14159是宏的值。
3. #define：只是文本的替换，经常需要加括号()。
4. #define：可以使用//进行注释。
5. build的过程：源代码文件(.c) ->中间结果文件(.i) ->汇编代码文件(.s) ->目标代码文件(.o) ->可执行文件(.out)
6. #define：可以定义没有值的宏。
7. 预定义的宏：__DATE__、__TIME__等等。
8. 带参数的宏，原则：整体括号，参数有括号。
   #define cube(x) ((x)*(x)*(x))。
   #define MIN(a,b) ((a)>(b)?(b),(a))
9. 宏定义中不建议加分号;。
10. 带参数的宏在大型程序中非常普遍。
11. 宏的使用容易出错。

1.10 多文件项目

1. 将各个函数分开放在不同的(.c)文件中。

2. 编译(compile)：对单个源代码文件的编译。
   构建(build)：对整个项目做链接。

3. 如果没有头文件(.h)，编译器遇到main()里陌生的函数会乱猜。
   因此，头文件里包括了函数的声明，用来作为不同源文件之间的桥梁。

4. #include用来插入对应的头文件中的文本内容。

5. #include后的<>用于自带头文件，""用于用户头文件。

6. 一般来说，任何c文件都有对应的h文件。

7. 头文件中还包括了，在源文件中的全局变量的声明。
   extern int AllVariable;

8. 头文件中，建议只放声明。

9. 同一个编译单元里，同名的结构不能被重复声明。

10. 因此，有标准头文件结构。

    #ifnedf _MAX_H_
    #define _MAX_H_
    
    #endif

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