你必须知道的495个C语言问题

不念不忘少年蓝@ 2022-08-05 11:07 188阅读 0赞

《你必须知道的495个C语言问题》这本书中列出了495个C语言中的问题，这些问题都比较都代表性，这是真实的有人提出的问题，然后作者给出了解答。这个有对应的网站：[http://c-faq-chn.sourceforge.net/][http_c-faq-chn.sourceforge.net]

2.12 [怎样向数据文件读写结构体][Link 1]  
  使用fwrite()编写结构相对简单  
  fwrite(&some\_struct,sizeof somestruct,1,fp);  
  对应的fread函数可以再把它读出来，此处fwrite受到一个结构的指针并把这个结构的内存映像作为字节流写入文件。sizeof操作符计算出结构占用的字节数。  
  但是这样用内存映像写出的数据文件却是不能够移植的，尤其是当结构中包含浮点成员或指针的时候。结构的内存布局跟机器和编译器都有关。不同的编译器可能使用不同数量的填充位，不同机器上基本类型的大小和字节顺序也不尽相同。因此，作为内存映像写出的结构在别的机器上（甚至是被别的编译器编译之后）不一定能被读回来。  
 ** 同时注意如果结构包含任何指针（char\*字符串或指向其他数据结构的指针），则只有指针值会被写入文件。当它们再次被读回来的时候可能已经失效。最后为了广泛的可移植性，你必需用"b"标志打开文件。**  
**2.15 如何确定域在结构中的字节偏移量**  
ANSI C在<stddef.h>中定义了offsetof()宏，利用offsetof(structs,f)可以计算出域f在结构s中的偏移量。  
其实现方式为：  
**\#define offsetof(type,f) (int)&(((type\*)0)->f)**  
[看下面的解说][Link 2]：  
struct AAA  
\{  
    int i;  
    int j;  
\};  
struct AAA \*pAAA;  
pAAA=new AAA;  
这时，pAAA实际上是一个Pointer, 指向某一确定的内存地址，比如0x1234;  
而 pAAA->i 整体是一个int型变量，其地址是&(pAAA->i) ,'&'为取址运算符；  
那么&(pAAA->i)一定等于0x1234，因为i是结构体AAA的第一个元素。  
而&(pAAA->j)一定是0x1234 + 0x4 = 0x1238; 因为sizeof(int) = 4;  
这个做法的巧妙之处就是：它把"0"作为上例中的pAAA,那么 &(pAAA->j)就是j的offset  
  
**6.6 动态分配多维数组**  
**方案一：分配一个指针数组，然后把每个指针初始化为动态分配的行：**  
   int \*\*array1=malloc(nrows\*sizeof(int\*));  
   for(i=0;i<nrows;i++)  
       array1\[i\]=malloc(ncolumns\*sizeof(int));  
   ...  
   for(i=0;i<nrows;i++)  
       free(array1\[i\]);  
    free(array1);  
  
**方案二：数组内容连续，但是后来重新分配行的时候会比较困难：**  
   int \*\*array2=malloc(nrows\*sizeof(int\*));  
   array2\[0\]=malloc(nrows\*ncolumns\*sizeof(int));  
   for(i=1;i<nrows;i++)  
       array2\[i\]=array2\[0\]+i\*ncolumns;  
    free(array2\[0\]);  
    free(array2);  
  
11.28** malloc(0)有什么用？返回一个空指针还是指向0字节的指针**  
**ANSI/ISO标准声称它可能返回任意一种，其行为由实现定义。**  
13.15 [怎样生成一个随机数][Link 3]  
标准C库有一个随机数生成器rand。  
下面是Park和MIller提供的"最小标准"的可移植随机数生成器的C语言实现：  
\#define a 16807  
\#define m 2147483647  
\#define q (m/a)  
\#define r (m%a)  
static long int seed=1;  
long int PMrand()  
\{  
    long int hi=seed/q;  
    long int lo=seed%q;  
    long int test=a\*lo-r\*hi;  
    if(test>0)  
        seed=test;  
    else  
        seed=test+m;  
  
    return seed;  
\}  
如果要返回(0,1)范围内的浮点数，需要修改：  
double PMrand()  
....  
return (double)seed/m;  
  
13.16 **怎样获得某一范围内的随机整数？**  
直接使用这种方法：rand()%N（试图返回从0到N-1的整数）不好，因为许多随机数生成器的低位并不随机。  
一种较好的方法是：  
(int)((double)rand()/((double)RAND\_MAX+1)\*N)  
如果不希望使用浮点数，另一种方法是：  
rand()/(RAND\_MAX/N+1)  
这两种方法都是需要知道RAND\_MAX,并且假设N要远远小于RAND\_MAX.如果N值接近RAND\_MAX而随机数生成器的范围又不是N的整数倍，那么这些方法都会失效，某些输出会比其他的频率更高。  
\[M,N\]范围内的随机整数：  
M+rand()/(RAND\_MAX/(N-M+1)+1)  
  
13.17 每次执行程序，rand都返回相同的数字序列，为什么？  
这是多数伪随机数生成器的一个特征，它们生成的随机数总是从同一个数字开始，然后是同一个序列。如果不需要这种可预测性，可以调用srand用真正随机的值来初始化模拟随机数生成器的种子。  
srand((unsigned int)time((tim\_t\*)NULL));  
这个代码可能存在的问题是:time()返回的time\_t可能是浮点值，转换到无符号整数时有可能上溢，导致不可移植。  
  
13.18 我需要随机的真/假值，所以，我就直接用rand()%，可是我得到交替的0,1,0,1....?  
低劣的伪随机数生成器在低位中并不随机，很不幸，某些系统就提供这样的伪随机数生成器。实际上，周期为2^e的纯线性同余随机数生成器的低n位会以2^n为周期重复，而很多e位机的随机数就是这样写出来的。因此，最好使用高位。  
  
13.20 产生高斯分布的随机数

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14.6 如何取整  
简单的方法是(int)(x+0.5)

改进方法:(int)(x<0?x-0.5:x+0.5)

14.7

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20.8 实现位数组或集合

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20.9 判断及其的字节顺序是大端还是小端  
方法一：使用指针  
int x=1;  
if(\*(char\*)&x==1)  
    printf("little-endian\\n");  
else  
    printf("big-endian\\n");  
方法二：使用联合  
union\{  
    int i;  
    char c;  
\}x;  
x.i=1;  
if(x.c==1)  
    printf("little-endian\\n");  
else  
    printf("big-endian\\n");

20.10 调换字节

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20.13 计算出整数中为1的位的个数  
使用查表的方式，并且采用每4位为一个单位  
 static int bitcounts\[\]=\{0,1,1,2,1,2,2,3,1,2,2,3,2,3,3,4\};  
 int bitcount(unsigned int u)  
 \{  
     int n=0;  
     for(;u!=0;u>>=4)  
         n++bitcounts\[u&0xf\];  
     return n;  
 \}  
  20.18 交换两个变量的值

![201207212347319594.png][]

20.24 实现异或的宏  
\#define XOR(a,b) ((a)&&!(b)||!(a)&&(b))   
\#define XOR(a,b) (!!(a)^!!(b)) //两次取反，严格0/1规范化   
\#define XOR(a,b) (!!(a)!=!!(b))   
\#define XOR(a,b) (!(a)^!(b))   
\#define XOR(a,b) (!(a)!=!(b))   
\#define XOR(a,b) ((a)?!(b)::!!(b))   
20.25 C语言中没有循环移位操作符  
部分原因是C语言的类型大小没有精确定义，但是，对大小已知的机器字进行循环移位很有意义。  
用两个常规移位和一个按位或操作就可以实现循环移位  
如：  
(x<<13)|(x>>3)   
对一个16位的机器字进行循环左移13位

20.26 C语言的词法分析  
规则是：在一个简单的从左到右扫描中的任何时刻，最长的记号被划分，不管最终的结果是否有意义。

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[http_c-faq-chn.sourceforge.net]: http://c-faq-chn.sourceforge.net/
[Link 1]: http://www.cnblogs.com/xkfz/archive/2012/02/17/2356019.html
[Link 2]: http://www.cppblog.com/lovedday/archive/2007/09/24/32801.html
[Link 3]: http://www.cnblogs.com/xkfz/archive/2011/10/14/2212668.html
[201207212347277515.png]: /images/20220731/86f868e85a3d4e21bc27b2ccd782abb7.png
[201207212347288910.png]: /images/20220731/9449b4f7a7b0458085cca1a0fb874918.png
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[201207212347295713.png]: /images/20220731/b7caac9300414b9586d91efad5067e44.png
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[201207212347305647.png]: /images/20220731/bb72bfb751ca4b3bab284a8ed4610e72.png
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