C语言开发总结（十九）

你的名字 2022-08-18 00:59 242阅读 0赞

[C99][]**详解**

## C99是什么 ##

C99是标准 ***ISO/IEC 9899:1999***的简称。

c99是在c89的基础上发展起来的，增加了基本 [数据类型][Link 1]，关键字和一些 [系统函数][Link 2]等。其实在初学阶段C89（ANSI C）和C99的区别是不易察觉的，所以不必太在意这个。

C99有一部分是对于大 [字符集][Link 3]的优化（很多资料上写的是ANSI标准化），还加入了一些 [数据库函数][Link 4]，是C89之后的标准，我们用的C是C89标准的，C++是C89编写的，目前的C99标准其实在以前的 [编译器][Link 5]中就或多或少的支持了，目前完全支持的有这些：GCC、 [Borland C++][Borland C]等。

## [编辑本段][Link 6]C99标准的新特性 ##

在ANSI标准化后，C语言的标准在一段相当的时间内都保持不变，尽管C++继续在改进。（实际上，Normative Amendment1在1995年已经开发了一个新的C语言版本。但是这个版本很少为人所知。）标准在90年代才经历了改进，这就是ISO9899:1999（1999年出版）。这个版本就是通常提及的C99。它被ANSI于2000年3月采用。

在C99中包括的特性有：

对 [编译器][Link 5]限制增加了， [比如][Link 7]源程序每行要求至少支持到 4095  [字节][Link 8]， [变量][Link 9]名函数名的要求支持到 63 字节 (extern 要求支持到 31)。

预处理增强了。例如：

宏支持取参数 \#define Macro(...) \_\_VA\_ARGS\_\_

使用宏的时候，参数如果不写，宏里用 \#，\#\# 这样的东西会扩展成空串。(以前会出错的)

支持 // 行注释（这个特性实际上在C89的很多 [编译器][Link 5]上已经被支持了）

增加了新关键字 restrict，inline，\_Complex，\_Imaginary，\_Bool

支持 long long，long double \_Complex，float \_Complex 这样的类型

支持 <: :> <% %> %: %:%: ，等等奇怪的符号替代，D&E 里提过这个

支持了不定长的 [数组][Link 10]。 [数组][Link 10]的长度就可以用 [变量][Link 9]了。声明类型的时候呢,就用 int a\[\*\] 这样的写法。不过考虑到效率和实现，这玩意并不是一个新类型。所以就不能用在全局里，或者 struct union 里面，如果你用了这样的东西，goto 语句就受限制了。

[变量][Link 9]声明不必放在语句块的开头，for 语句提倡这么写 for(int i=0;i<100;++i) 就是说，int i 的声明放在里面，i 只在 for 里面有效。(VC没有遵守这条标准，i 在 for 外也有效；但vc2005里已经默认是i在外面不可见了，但有编译选项可以设置。）

当一个类似结构的东西需要临时构造的时候，可以用 (type\_name)\{xx,xx,xx\} 这有点像 C++ 的 [构造函数][Link 11]

初始化结构的时候现在可以这样写：

struct \{int a\[3\], b;\} hehe\[\] = \{ \[0\].a = \{1\}, \[1\].a = 2 \};

struct \{int a, b, c, d;\} hehe = \{ .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5\} // 3，4 是对 .c，.d 的赋值

[字符][Link 12]串里面，\\u 支持 unicode 的字符

支持 16 进制的浮点数的描述

所以 printf和scanf 的格式化串多了支持 ll / LL (VC6 里用的 I64) 对应新的 long long 类型。

浮点数的内部数据描述支持了新标准，这个可以用 \#pragma  [编译器][Link 5]指定

除了已经有的 \_\_line\_\_ \_\_file\_\_ 以外，又支持了一个 \_\_func\_\_ 可以得到当前的函数名

对于非常数的 [表达式][Link 13]，也允许 [编译器][Link 5]做化简

修改了对于 / % 处理负数上的定义， [比如][Link 7]老的标准里 -22 / 7 = -3，-22 % 7 = -1 而现在 -22 / 7 = -4，-22 % 7 = 6

取消了不写函数返回类型默认就是 int 的规定

允许 struct 定义的最后一个 [数组][Link 10]写做 \[\] 不指定其长度描述

const const int i; 将被当作 const int i; 处理

增加和修改了一些标准头文件。 [比如][Link 7]定义 bool 的 <stdbool.h>，定义一些标准长度的 int 的 <inttypes.h>，定义复数的 <complex.h> 定义宽字符的 <wctype.h> 有点泛型味道的数学函数 <tgmath.h> 跟浮点数有关的 <fenv.h>。< [stdarg.h][]> 里多了一个 va\_copy 可以复制 ... 的参数。<time.h> 里多了个 struct tmx 对 struct tm 做了扩展

输入输出对宽字符还有长整数等做了相应的支持

long double\_Complex；long double\_Imaginary。

<complex.h>头文件中定义了complex和imaginary宏，并将它们扩展为\_Complex和\_Imaginary，因此在编写新的 [应用程序][Link 14]时，应该使用<stdbool.h>头文件中的complex和imaginary宏。

long long int

C99标准中引进了long long int（-(2e63 - 1)至2e63 - 1）和unsigned long long int（0 - 2e64 - 1）。long long int能够支持的整数长度为64位。

**[C99与C89对比][C99_C89]**

GCC 支持C99，通过 --std = c99命令行参数开启。 例如：gcc --std = c99 test.c

**　  
　　1、增加restrict指针**  
　　C99中增加了公适用于指针的restrict类型修饰符，它是初始访问指针所指对象的惟一途径，因此只有借助restrict指针表达式才能访问对象。restrict指针指针主要用做函数变元，或者指向由malloc()函数所分配的内存变量。restrict数据类型不改变程序的语义。  
　　如果某个函数定义了两个restrict指针变元，编译程序就假定它们指向两个不同的对象，memcpy()函数就是restrict指针的一个典型应用示例。C89中memcpy()函数原型如下：

代码:

<div dir="ltr">　　void *memcpy (void *s1, const void *s2, size_t size);</div>

**     如果s1和s2所指向的对象重叠，其操作就是未定义的。memcpy()函数只能用于不重叠的对象**。C99中memcpy()函数原型如下：

代码:

<div dir="ltr">　　
    　　void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2,size_t size);</div>

**　通过使用restrict修饰s1和s2 变元，可确保它们在该原型中指向不同的对象。**

** 2、inline（内联）关键字**  
　　内联函数除了保持结构化和函数式的定义方式外,还能使程序员写出高效率的代码.函数的每次调用与返回都会消耗相当大的系统资源,尤其是当函数调用发生在重复次数很多的循环语句中时.一般情况下,当发生一次函数调用时,变元需要进栈,各种寄存器内存需要保存.当函数返回时,寄存器的内容需要恢复。如果该函数在代码内进行联机扩展，当代码执行时，这些保存和恢复操作旅游活动会再发生，而且函数调用的执行速度也会大大加快。函数的联机扩展会产生较长的代码，所**以只应该内联对应用程序性能有显著影响的函数以及长度较短的函数**

**　3、新增数据类型　**  
　　\_Bool　  
　　值是0或1。C99中增加了用来定义bool、true以及false宏的头文件夹<stdbool.h>，以便程序员能够编写同时兼容于C与C++的应用程序。在编写新的应用程序时，应该使用  
<stdbool.h>头文件中的bool宏。  
  
　　\_Complex and \_Imaginary  
　C99标准中定义的复数类型如下：float\_Complex; float\_Imaginary; double\_Complex; double\_Imaginary; long double\_Complex; long double\_Imaginary.  
<complex.h>头文件中定义了complex和imaginary宏,并将它们扩展为\_Complex和\_Imaginary,因此在编写新的应用程序时,应该使用<stdbool.h>头文件中的complex和imaginary宏。  
  
　　long long int  
　　C99标准中引进了long long int（-(2e63 - 1)至2e63 - 1）和unsigned long long int（0 - 2e64 - 1）。long long int能够支持的整数长度为64位。

** 4、对数组的增强  
　　可变长数组**  
　　C99中,程序员声明数组时,数组的维数可以由任一有效的整型表达式确定,包括只在运行时才能确定其值的表达式,这类数组就叫做可变长数组,**但是只有局部数组才可以是变长的.  
可变长数组的维数在数组生存期内是不变的,也就是说,可变长数组不是动态的.可以变化的只是数组的大小.可以使用\*来定义不确定长的可变长数组。**  
　　  
　　数组声明中的类型修饰符  
　　在C99中，如果需要使用数组作为函数变元，可以在数组声明的方括号内使用static关键字，这相当于告诉编译程序，变元所指向的数组将至少包含指定的元素个数。也可以在数组声明的方括号内使用restrict,volatile,const关键字，但只用于函数变元。如果使用restrict，指针是初始访问该对象的惟一途径。如果使用const，指针始终指向同一个数组。使用volatile没有任何意义。  
 　　5、单行注释  
　　引入了单行注释标记 "//" , 可以象C++一样使用这种注释了。  
  
**　　6、分散代码与声明**

**　7、预处理程序的修改**  
　　ａ、变元列表  
　　宏可以带变元，在宏定义中用省略号（...）表示。内部预处理标识符\_\_VA\_ARGS\_\_决定变元将在何处得到替换。例：\#define MySum(...) sum(\_\_VA\_ARGS\_\_) 语句MySum(k,m,n);  
将被转换成：sum(k, m, n);　变元还可以包含变元。例： \#define compare(compf, ...) compf(\_\_VA\_ARGS\_\_) 其中的compare(strcmp,"small", "large"); 将替换成：strcmp("small","large");  
　　ｂ、\_Pragma运算符  
　　C99引入了在程序中定义编译指令的另外一种方法：\_Pragma运算符。格式如下：  
　　\_Pragma("directive")   
　　其中directive是要满打满算的编译指令。\_Pragma运算符允许编译指令参与宏替换。  
　　ｃ、内部编译指令  
　　STDCFP\_CONTRACT ON/OFF/DEFAULT 若为ON，浮点表达式被当做基于硬件方式处理的独立单元。默认值是定义的工具。  
　　STDCFEVN\_ACCESS ON/OFF/DEFAULT 告诉编译程序可以访问浮点环境。默认值是定义的工具。  
　　STDC CX\_LIMITED\_RANGE ON/OFF/DEFAULT 若值为ON，相当于告诉编译程序某程序某些含有复数的公式是可靠的。默认是OFF。  
　　ｄ、新增的内部宏  
　　\_\_STDC\_HOSTED\_\_ 若操作系统存在，则为1  
　　\_\_STDC\_VERSION\_\_ 199991L或更高。代表C的版本  
　　\_\_STDC\_IEC\_599\_\_ 若支持IEC 60559浮点运算，则为1  
　　\_\_STDC\_IEC\_599\_COMPLEX\_\_ 若支持IEC 60599复数运算，则为1  
　　\_\_STDC\_ISO\_10646\_\_ 由编译程序支持，用于说明ISO/IEC 10646标准的年和月格式：yyymmmL

**9、复合赋值**  
　　C99中，复合赋值中，可以指定对象类型的数组、结构或联合表达式。当使用复合赋值时，应在括弧内指定类型，后跟由花括号围起来的初始化列表；若类型为数组，则不能指定数组的大小。建成的对象是未命名的。  
　　例： double \*fp = (double\[\]) \{1.1, 2.2, 3.3\};  
　　该语句用于建立一个指向double的指针fp，且该指针指向这个3元素数组的第一个元素。 在文件域内建立的复合赋值只在程序的整个生存期内有效。在模块内建立的复合赋值是局部对象，在退出模块后不再存在。  
  
　　**10、柔性数组结构成员**  
　　C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组成员，但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。  
  
　　**11、指定的初始化符**  
　　C99中，该特性对经常使用稀疏数组的程序员十分有用。指定的初始化符通常有两种用法：用于数组，以及用于结构和联合。用于数组的格式：\[index\] = vol; 其中，index表示数组的下标，vol表示本数组元素的初始化值。  
　　例如： int x\[10\] = \{\[0\] = 10, \[5\] = 30\}; 其中只有x\[0\]和x\[5\]得到了初始化．用于结构或联合的格式如下：   
　　member-name(成员名称)   
　　对结构进行指定的初始化时，允许采用简单的方法对结构中的指定成员进行初始化。  
　　例如： struct example\{ int k, m, n; \} object = \{m = 10,n = 200\};   
　　其中，没有初始化k。对结构成员进行初始化的顺序没有限制。

**12、printf()和scanf()函数系列的增强**  
　　C99中printf()和scanf()函数系列引进了处理long long int和unsigned long long int数据类型的特性。long long int 类型的格式修饰符是ll。在printf()和scanf()函数中，ll适用于d, i, o, u 和x格式说明符。另外，C99还引进了hh修饰符。当使用d, i, o, u和x格式说明符时，hh用于指定char型变元。ll和hh修饰符均可以用于n说明符。  
　　格式修饰符a和A用在printf()函数中时，结果将会输出十六进制的浮点数。格式如下：\[-\]0xh, hhhhp + d 使用A格式修饰符时，x和p必须是大写。A和a格式修饰符也可以用在scanf()函数中，用于读取浮点数。调用printf()函数时，允许在%f说明符前加上l修饰符，即%lf，但不起作用。

13、C99新增的库  
　　  
　　C89中标准的头文件  
　　<assert.h> 定义宏assert()  
　　<ctype.h> 字符处理  
　　<errno.h> 错误报告  
　　<float.h> 定义与实现相关的浮点值勤  
　　<limits.h> 定义与实现相关的各种极限值  
　　<locale.h> 支持函数setlocale()  
　　<math.h> 数学函数库使用的各种定义  
　　<setjmp.h> 支持非局部跳转  
　　<signal.h> 定义信号值  
　　<stdarg.h> 支持可变长度的变元列表  
　　<stddef.h> 定义常用常数  
　　<stdio.h> 支持文件输入和输出  
　　<stdlib.h> 其他各种声明  
　　<string.h> 支持串函数  
　　<time.h> 支持系统时间函数  
  
　　C99新增的头文件和库  
　　<complex.h> 支持复数算法  
　　<fenv.h> 给出对浮点状态标记和浮点环境的其他方面的访问  
　　<inttypes.h> 定义标准的、可移植的整型类型集合。也支持处理最大宽度整数的函数  
　　<iso646.h> 首先在此1995年第一次修订时引进，用于定义对应各种运算符的宏  
　　<stdbool.h> 支持布尔数据类型类型。定义宏bool，以便兼容于C++  
　　<stdint.h> 定义标准的、可移植的整型类型集合。该文件包含在<inttypes.h>中  
　　<tgmath.h> 定义一般类型的浮点宏  
　　<wchar.h> 首先在1995年第一次修订时引进，用于支持多字节和宽字节函数  
　　<wctype.h> 首先在1995年第一次修订时引进，用于支持多字节和宽字节分类函数  
  
　　14、\_\_func\_\_预定义标识符  
　　用于指出\_\_func\_\_所存放的函数名，类似于字符串赋值。

15、其它特性的改动  
  
　　放宽的转换限制  
　  
　　　　限制　　　　　　　　　　　　　C89标准　　C99标准  
　　　　数据块的嵌套层数　　　　　　　15　　　　　127  
　　　　条件语句的嵌套层数　　　　　　8　　　　　 63  
　　　　内部标识符中的有效字符个数　　31　　　　　63  
　　　　外部标识符中的有效字符个数　　6　　　　　　31  
　　　　结构或联合中的成员个数　　　　127　　　　1023  
　　　　函数调用中的参数个数　　　　　31　　　　　127  
  
  
　　不再支持隐含式的int规则  
  
　　删除了隐含式函数声明  
  
　　对返回值的约束  
　　　　C99中,非空类型函数必须使用带返回值的return语句.  
  
　　扩展的整数类型  
　　　　扩展类型 含义  
　　　　int16\_t 整数长度为精确16位  
　　　　int\_least16\_t 整数长度为至少16位  
　　　　int\_fast32\_t 最稳固的整数类型,其长度为至少32位  
　　　　intmax\_t 最大整数类型  
　　　　uintmax\_t 最大无符号整数类型  
  
　　对整数类型提升规则的改进  
　　　　C89中,表达式中类型为char,short int或int的值可以提升为int或unsigned int类型.  
　　　　C99中,每种整数类型都有一个级别.例如:long long int 的级别高于int, int的级别高于char等.在表达式中,其级别低于int或unsigned int的任何整数类型均可被替换成int或unsigned int类型.

# [\_\_FILE\_\_,\_\_LINE\_\_][FILE_LINE] #

**前言：**

我们在写程序的时候，总是或多或少会加入一些printf之类的语句用于输出调试信息，但是printf语句有个很不方便的地方就是当我们需要发布程序的时候要一条一条的把这些语句删除，而一旦需要再次调试的时候，这些语句又不得不一条条的加上，这给我们带来了很大的不便，浪费了我们很多的时间，也造成了调试的效率低下。所以，很多人会选择使用宏定义的方式来输出调试语句。

比如，定义一个宏开关：

\#define \_\_DEBUG

当需要调试的时候，使用语句：

\#ifdef \_\_DEBUG

printf(xxx);

\#endif

这种方式的调试，可以通过undef \_\_DEBUG的方式让告知编译器不编译这些语句，从而不再输出这些语句。但是这种方式的麻烦之处也是显而易见的，每一条调试语句都需要使用两条宏定义来包围，这不但在代码的编写上不便，源码结构也不好看，工作量依然不小。

如果我们能够把这三条语句编程一条，那该多舒服呀~，于是，我们想到使用这样的语句：

\#ifdef \_\_DEBUG

\#define DEBUG(info)    printf(info)

\#else

\#define DEBUG(info)

\#endif

这样，我们在编写代码的时候，使用DEBUG一条语句就可以了，我们把宏开关\_\_DEBUG打开，所有的DEBUG(info)宏定义信息都会被替换为printf(info)，关上则会被替换成空，因此不会被编译。嗯，这次方便多了，一条语句就可以了~~~ 但是，问题也随之而来了，printf是支持多个参数的，而且是不定参数，当你使用下面这样的语句时就会报错：

DEBUG("%s",msg)

这是因为，DEBUG(info)这条宏定义只支持一个参数的替换。

因此，我们希望DEBUG能够像printf那样，支持多个参数，并且这些参数刚好展开成为printf语句本身使用的参数，譬如：我们希望DEBUG("%s",msg)能够展开为printf("%s",msg)

**正文：**

通过网上的资料查阅，发现自C99规范以后，编译器就开始支持不定参数的宏定义，就像printf一样。

大家可以看看这篇文章：[http://blog.csdn.net/aobai219/archive/2010/12/22/6092292.aspx][http_blog.csdn.net_aobai219_archive_2010_12_22_6092292.aspx]

（这个链接也转的，我已经找不到原始作者到底是谁了，唉，互联网啊。。。）

于是，我们定义了一个这样的东东：

\#define DEBUG(format, ...) printf (format, \#\#\_\_VA\_ARGS\_\_)（' \#\# '的意思是，如果可变参数被忽略或为空，将使预处理器（ preprocessor ）去除掉它前面的那个逗号。）

于是乎，我们神奇地发现，DEBUG完全取代了printf，所有的DEBUG(…)都被完成的替换成了printf(…)，再也不会因那个可恶的逗号而烦恼了。

但是，我们发现，光有printf还不够，虽然调试信息是输出了，可是很多的调试信息输出，我们并不能一下子知道这条信息到底是在那里打印出来的，于是，我们又想，能不能把当前所在文件名和源码行位置也打印出来呢，这样不就一目了然了吗，哪里还用的着去想，去找调试信息在哪里输出的呢，都已经打印出来了！

于是我们就有了下面的故事。。。

**编译器内置宏：**

*先介绍几个编译器内置的宏定义，这些宏定义不仅可以帮助我们完成跨平台的源码编写，灵活使用也可以巧妙地帮我们输出非常有用的调试信息。*

*ANSI C标准中有几个标准预定义宏（也是常用的）：*

*\_\_LINE\_\_：在源代码中插入当前源代码行号；*

*\_\_FILE\_\_：在源文件中插入当前源文件名；*

*\_\_DATE\_\_：在源文件中插入当前的编译日期*

*\_\_TIME\_\_：在源文件中插入当前编译时间；*

*\_\_STDC\_\_：当要求程序严格遵循ANSI C标准时该标识被赋值为1；*

*\_\_cplusplus：当编写C++程序时该标识符被定义。*

*编译器在进行源码编译的时候，会自动将这些宏替换为相应内容。*

看到这里，你的眼睛应该一亮了吧，嗯，是的，\_\_FILE\_\_和\_\_LINE\_\_正是我们前面想要的输出的，于是，我们的每一条语句都变成了：

DEBUG("FILE: %s, LINE: %d…",\_\_FILE\_\_,\_\_LINE\_\_,…)

其实没有必要，\_\_FILE\_\_本身就会被编译器置换为字符常量，于是乎我们的语句又变成了这样：

DEBUG("FILE:"\_\_FILE\_\_", LINE: %d…",\_\_LINE\_\_,…)

但是，我们还是不满足，依然发现，还是很讨厌，为什么每条语句都要写"FILE:"\_\_FILE\_\_", LINE: %d 以及,\_\_LINE,这两个部分呢？这不是浪费我们时间么？

哈哈，是的，这就是本次大结局，把DEBUG写成这样：

**DEBUG(format,...) printf("FILE: "\_\_FILE\_\_", LINE: %d: "format"/n", \_\_LINE\_\_, \#\#\_\_VA\_ARGS\_\_)**

没错，就是这样！下面，所有的DEBUG信息都会按照这样的方式输出：

FILE: xxx, LINE: xxx, …….

**最后：**

最后，老规矩，coding测试。

1.  //============================================================================  
2.  // Name : debug.cpp  
3.  // Author : boyce  
4.  // Version : 1.0  
5.  // Copyright : pku  
6.  // Description : Hello World in C++, Ansi-style  
7.  //============================================================================  
8.  \#include  
9.  \#define \_\_DEBUG\_\_  
10. \#ifdef \_\_DEBUG\_\_  
11. \#define DEBUG(format,...) printf("File: "\_\_FILE\_\_", Line: %05d: "format"/n", \_\_LINE\_\_, \#\#\_\_VA\_ARGS\_\_)  
12. \#else  
13. \#define DEBUG(format,...)  
14. \#endif  
15. **int** main() \{  
16.     **char** str\[\]="Hello World";  
17.     DEBUG("A ha, check me: %s",str);  
18.     **return** 0;  
19. \}

测试结果：

![0_1308129677iX2t.gif][]

是不是感觉很酷？O(∩\_∩)O哈哈~

[C99]: http://blog.csdn.net/daiyutage/article/details/8578591
[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/675645.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/710031.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/51987.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/1265540.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/487018.htm
[Borland C]: http://baike.baidu.com/view/1756743.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/1967819.htm#
[Link 7]: http://baike.baidu.com/view/6814120.htm
[Link 8]: http://baike.baidu.com/view/60408.htm
[Link 9]: http://baike.baidu.com/view/296689.htm
[Link 10]: http://baike.baidu.com/view/209670.htm
[Link 11]: http://baike.baidu.com/view/411124.htm
[Link 12]: http://baike.baidu.com/view/263416.htm
[Link 13]: http://baike.baidu.com/view/420676.htm
[stdarg.h]: http://baike.baidu.com/view/3373010.htm
[Link 14]: http://baike.baidu.com/view/330120.htm
[C99_C89]: http://blog.csdn.net/daiyutage/article/details/8578631
[FILE_LINE]: http://www.cnblogs.com/lixiaohui-ambition/archive/2012/08/21/2649052.html
[http_blog.csdn.net_aobai219_archive_2010_12_22_6092292.aspx]: http://blog.csdn.net/aobai219/archive/2010/12/22/6092292.aspx
[0_1308129677iX2t.gif]: /images/20220731/abf26c2f5fd443c5ae4c0721ca58d5e2.png