c语言小球以任意角度反弹,《c语言深度剖析》第一章笔记

迈不过友情╰ 2022-10-05 02:57 207阅读 0赞

break 跳出当前循环 ,continue 结束当前循环，开始下一轮循环

break 关键字很重要，表示终止本层循环。现在这个例子只有一层循环，当代码执行到

break 时，循环便终止。

如果把break 换成continue 会是什么样子呢？continue 表示终止本次(本轮)循环。当

代码执行到continue 时，本轮循环终止，进入下一轮循环。

while(1)也有写成while(true) 或者while(1==1) 或者while((bool) 1)等形式的，效果一

样。

do-while 循环：先执行do 后面的代码，然后再判断while 后面括号里的值，如果为真，

循环开始；否则，循环不开始。其用法与while 循环没有区别，但相对较少用。

for 循环：for 循环可以很容易的控制循环次数，多用于事先知道循环次数的情况下。

留一个问题：在switch case 语句中能否使用continue 关键字？为什么？

不能 continue 只能用在循环结构里 除非switch case 里有循环

定义：所谓的定义就是(编译器)创建一个对象，为这个对象分配一块内存并给它取上一个名字，这个名字就是我们经常所说的变量名或对象名

什么是声明：有两重含义，如下：

第一重含义：告诉编译器，这个名字已经匹配到一块内存上了，比如extern

第二重含义：告诉编译器，我这个名字我先预定了，别的地方再也不能用它来作为变量名或对象名

定义声明最重要的区别：定义创建了对象并为这个对象分配了内存，声明没有分配内存

举个例子：

A)int i；(定义)

B)extern int i；(声明)(关于extern，后面解释)

static面向过程的用法：

第一个作用：修饰变量。变量又分为局部和全局变量，但它们都存在内存的静态区。

静态全局变量，作用域仅限于变量被定义的文件中，其他文件即使用extern 声明也没法使用他

由于被static 修饰的变量总是存在内存的静态区，所以即使这个函数运行结束，这个静态变量的值还是不会被销毁，函数下次使用时仍然能用到这个值。

第二个作用：修饰函数。函数前加static 使得函数成为静态函数。但此处“static”的含义不是指存储方式，而是指对函数的作用域仅局限于本文件(所以又称内部函数)

还有static面向对象的用法？

在32 位的系统上

short 咔出来的内存大小是2 个byte；

int 咔出来的内存大小是4 个byte；

long 咔出来的内存大小是4 个byte；

float 咔出来的内存大小是4 个byte；

double 咔出来的内存大小是8 个byte；

char 咔出来的内存大小是1 个byte。

(注意这里指一般情况，可能不同的平台还会有所不同，具体平台可以用sizeof 关键字测试一下)

sizeof 是关键字不是函数，其实就算不知道它是否为32 个关键字之一时，我们也可以

借助编译器确定它的身份。看下面的例子：

int i=0；

A),sizeof(int)； B)，sizeof(i)； C)，sizeof int； D)，sizeof i；

毫无疑问，32 位系统下A)，B)的值为4。那C)的呢？D)的呢？

在32 位系统下，通过Visual C++6.0 或任意一编译器调试，我们发现D)的结果也为4。

咦？sizeof 后面的括号呢？没有括号居然也行，那想想，函数名后面没有括号行吗？由此轻

易得出sizeof 绝非函数。

好，再看C)。编译器怎么怎么提示出错呢？不是说sizeof 是个关键字，其后面的括号

可以没有么？那你想想sizeof int 表示什么啊？int 前面加一个关键字？类型扩展？明显不

正确，我们可以在int 前加unsigned，const 等关键字但不能加sizeof。好，记住：sizeof 在

计算变量所占空间大小时，括号可以省略，而计算类型(模子)大小时不能省略。一般情况下，

咱也别偷这个懒，乖乖的写上括号，继续装作一个“函数”，做一个“披着函数皮的关键字”。

做我的关键字，让人家认为是函数去吧。

int \*p = NULL;

sizeof(p)的值是多少？=4

sizeof(\*p)呢？=4

char\* p = NULL;

sizeof(p) = 4;

sizeof(\*p) = 1;

int a\[100\];

sizeof (a) 的值是多少？=400

sizeof(a\[100\])呢？//请尤其注意本例。=4

sizeof(&a)呢？=4

sizeof(&a\[0\])呢？=4

int b\[100\];

void fun(int b\[100\])//数组作为参数传递传递的是指针，sizeof是指针长度。当把一个数组定义为函数参数时，可以选择把它定义为数组，也可以定义为指针，不管用哪种方法在函数内部获得的都是指针

sizeof(b);// sizeof (b) 的值是多少？=4

void fun(int (&b)\[100\])//c++传递按引用传递的话那么sizeof就是数组长度

sizeof(b);// sizeof (b) 的值是多少？=400

把基本数据类型的最高位腾出来，用来存符号，同时约定如下：最高位如果是1，表明这个数是负数，其值为除最高位以外的剩余位的值添上这个“-”号；如果最高位是0，表明这个数是正数，其值为除最高位以外的剩余位的值。

这样的话，一个32位的signed int类型整数其值表示法范围为：- 231～231 -1；8 位的

char类型数其值表示的范围为- 27～27 -1。一个32位的unsigned int类型整数其值表示法

范围为：0～ 232 -1；8位的char类型数其值表示的范围为0～28 -1。同样我们的signed 关

键字也很宽恒大量，你也可以完全当它不存在，编译器缺省默认情况下数据为signed 类型

的。

上面的解释很容易理解，下面就考虑一下这个问题：

int main()

char a\[1000\];

int i;

for(i=0; i<1000; i++)

a\[i\] = -1-i;

printf("%d",strlen(a));

return 0;

此题看上去真的很简单，但是却鲜有人答对。答案是255。别惊讶，我们先分析分析。

for 循环内，当i 的值为0 时，a\[0\]的值为-1。关键就是-1 在内存里面如何存储。

我们知道在计算机系统中，数值一律用补码来表示(存储)。主要原因是使用补码，可

以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补码表示的数

相加时，如果最高位(符号位)有进位，则进位被舍弃。正数的补码与其原码一致；负数的

补码：符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反，然后整个数加1。

按照负数补码的规则，可以知道-1 的补码为0xff，-2 的补码为0xfe……当i 的值为127

时，a\[127\]的值为-128，而-128 是char 类型数据能表示的最小的负数。当i 继续增加，a\[128\]

的值肯定不能是-129。因为这时候发生了溢出，-129 需要9 位才能存储下来，而char 类型

数据只有8 位，所以最高位被丢弃。剩下的8 位是原来9 位补码的低8 位的值，即0x7f。

当i 继续增加到255 的时候，-256 的补码的低8 位为0。然后当i 增加到256 时，-257 的补

码的低8 位全为1，即低八位的补码为0xff，如此又开始一轮新的循环……

按照上面的分析，a\[0\]到a\[254\]里面的值都不为0，而a\[255\]的值为0。strlen 函数是计

算字符串长度的，并不包含字符串最后的‘\\0’。而判断一个字符串是否结束的标志就是看

是否遇到‘\\0’。如果遇到‘\\0’，则认为本字符串结束。

分析到这里，strlen(a)的值为255 应该完全能理解了。这个问题的关键就是要明白char

类型默认情况下是有符号的，其表示的值的范围为\[-128,127\]，超出这个范围的值会产生溢

出。另外还要清楚的就是负数的补码怎么表示。弄明白了这两点，这个问题其实就很简单了

留三个问题：

1)，按照我们上面的解释，那-0 和+0 在内存里面分别怎么存储？

2)，int i = -20;

unsigned j = 10;

i+j 的值为多少？为什么？

1、int和unsigned int运算时int会自动转成unsigned int

2、int和unsigned int都是4字节(32位情况下)存储，区别是int最高位是符号位，用来表示正负

3、负数用补码存储，-20存储为11111111111111111111111111101100，这个东西转为unsigned int后就是一个很大的数4294967276了，所以最后结果是4294967286

所以－20转换为一个无符号数，会得到一个很大的数，因此若两数相加也会得到一个很大的数。例如：你可以试下试，那j=10 更改为j=30就会发生溢出问题。

3) 下面的代码有什么问题？

unsigned int i ;

for (i=9;i>=0;i--)

printf("%u\\n",i);

因为你定义的i是无符号整型(unsigned int)，当i为0时，再减1，就变成了65535，永远不会小于0，所以循环的条件永远成立，是个死循环，改正方法是将unsigned i;改为int i;

还有就是如果你想只输出9到1，而不输出0的话，还可以将for(i=9;i>=0;i--)改为for(i=9;i>0;i--)

bool 变量与“零值”进行比较，采用

if(bTestFlag); if(!bTestFlag);

大家都知道if 语句是靠其后面的括号里的表达式的值来进行分支跳转的。表达式如果

为真，则执行if 语句后面紧跟的代码；否则不执行。那显然，本组的写法很好，既不会引

起误会，也不会由于TRUE 或FLASE 的不同定义值而出错。记住：以后写代码就得这样写。

float 变量与“零值”进行比较

if((fTestVal >= -EPSINON) && (fTestVal <= EPSINON)); //EPSINON 为定义好的精度

EPSINON 为定义好的精度，如果一个数落在\[0.0-EPSINON,0.0+EPSINON\] 这个闭区间

内，我们认为在某个精度内它的值与零值相等；否则不相等。扩展一下，把0.0 替换为你想

比较的任何一个浮点数，那我们就可以比较任意两个浮点数的大小了，当然是在某个精度

内。

指针变量与“零值”进行比较

int\* p = NULL;//定义指针一定要同时初始化，指针与数组那章会详细讲解。

if(NULL == p); if(NULL != p);

这个写法才是正确的，但样子比较古怪。为什么要这么写呢？是怕漏写一个

“=”号:if(p = NULL)，这个表达式编译器当然会认为是正确的，但却不是你要表达的意思。

所以，非常推荐这种写法。

case 关键字后面的值有什么要求吗？

好，再问问：真的就这么简单吗？看看下面的问题：

Value1 的值为0.1 行吗？-0.1 呢？-1 呢？0.1+0.9 呢？ 1+2 呢？3/2 呢？‘A’呢？“A”

呢？变量i(假设i 已经被初始化)呢？NULL 呢？等等。这些情形希望你亲自上机调试一

下，看看到底哪些行，哪些不行。

记住：case 后面只能是整型或字符型的常量或常量表达式

void 的字面意思是“空类型”，void \*则为“空类型指针”，void \*可以指向任何类型的数据。

void 真正发挥的作用在于：

(1) 对函数返回的限定；

(2) 对函数参数的限定。

void \*则不同，任何类型的指针都可以直接赋值给它，无需进行强制类型转换：

void \*p1;

int \*p2;

p1 = p2;

如果函数没有返回值，那么应声明为void 类型

在C 语言中，凡不加返回值类型限定的函数，就会被编译器作为返回整型值处理。但

是许多程序员却误以为其为void 类型

因此，为了避免混乱，我们在编写C 程序时，对于任何函数都必须一个不漏地指定其

类型。如果函数没有返回值，一定要声明为void 类型。这既是程序良好可读性的需要，也

是编程规范性的要求.

如果函数的参数可以是任意类型指针，那么应声明其参数为void \*。

典型的如内存操作函数memcpy 和memset 的函数原型分别为：

void \* memcpy(void \*dest, const void \*src, size\_t len);

void \* memset ( void \* buffer, int c, size\_t num );

这样，任何类型的指针都可以传入memcpy 和memset 中，这也真实地体现了内存操作

函数的意义，因为它操作的对象仅仅是一片内存，而不论这片内存是什么类型。如果memcpy

和memset 的参数类型不是void \*，而是char \*，那才叫真的奇怪了！这样的memcpy 和memset

明显不是一个“纯粹的，脱离低级趣味的”函数！

10.

char \* Func(void)

char str\[30\];

…

return str;

str 属于局部变量，位于栈内存中，在Func 结束的时候被释放，所以返回str 将导致错误。

【规则1-38】return 语句不可返回指向“栈内存”的“指针”，因为该内存在函数体结束时

被自动销毁。

11.

很多人都认为被const 修饰的值是常量。这是不精确的，精确的说应该是只读

的变量，其值在编译时不能被使用，因为编译器在编译时不知道其存储的内容

编译器通常不为普通const 只读变量分配存储空间，而是将它们保存在符号表中，这使

得它成为一个编译期间的值，没有了存储与读内存的操作，使得它的效率也很高。

例如：

\#define M 3 //宏常量

const int N=5; //此时并未将N 放入内存中

......

int i=N; //此时为N 分配内存，以后不再分配！

int I=M; //预编译期间进行宏替换，分配内存

int j=N; //没有内存分配

int J=M; //再进行宏替换，又一次分配内存！

const 定义的只读变量从汇编的角度来看，只是给出了对应的内存地址，而不是象\#define

一样给出的是立即数，所以，const 定义的只读变量在程序运行过程中只有一份拷贝(因为

它是全局的只读变量，存放在静态区)，而\#define 定义的宏常量在内存中有若干个拷贝。

\#define 宏是在预编译阶段进行替换，而const 修饰的只读变量是在编译的时候确定其值。

\#define 宏没有类型，而const 修饰的只读变量具有特定的类型。

int const i=2; 或const int i=2;

int const a\[5\]=\{1, 2, 3, 4, 5\};或

const int a\[5\]=\{1, 2, 3, 4, 5\};

const int \*p; // p 可变，p 指向的对象不可变

int const \*p; // p 可变，p 指向的对象不可变

int \*const p; // p 不可变，p 指向的对象可变

const int \*const p; //指针p 和p 指向的对象都不可变

在平时的授课中发现学生很难记住这几种情况。这里给出一个记忆和理解的方法：

先忽略类型名(编译器解析的时候也是忽略类型名)，我们看const 离哪个近。“近水楼

台先得月”，离谁近就修饰谁。

const int \*p; //const 修饰\*p,p 是指针，\*p 是指针指向的对象，不可变

int const \*p; //const修饰\*p,p 是指针，\*p 是指针指向的对象，不可变

int \*const p; //const修饰p，p 不可变，p 指向的对象可变

const int \*const p; //前一个const 修饰\*p,后一个const 修饰p，指针p 和p 指向的对象

都不可变

const 修饰符也可以修饰函数的参数，当不希望这个参数值被函数体内意外改变时使

用。例如：

void Fun(const int i);

告诉编译器i 在函数体中的不能改变，从而防止了使用者的一些无意的或错误的修改。

volatile 关键字和const 一样是一种类型修饰符，用它修饰的变量表示可以被某些编译器

未知的因素更改，比如操作系统、硬件或者其它线程等。遇到这个关键字声明的变量，编

译器对访问该变量的代码就不再进行优化，从而可以提供对特殊地址的稳定访问。

再看另一个例子：

volatile int i=10;

int j = i；//(3)语句

int k = i；//(4)语句

volatile 关键字告诉编译器i 是随时可能发生变化的，每次使用它的时候必须从内存中取出i

的值，因而编译器生成的汇编代码会重新从i 的地址处读取数据放在k 中。

这样看来，如果i 是一个寄存器变量或者表示一个端口数据或者是多个线程的共享数

据，就容易出错，所以说volatile 可以保证对特殊地址的稳定访问。

留一个问题：const volatile int i=10；这行代码有没有问题？如果没有，那i 到底是什么

属性？

没问题，const和volatile这两个类型限定符不矛盾。const表示(运行时)常量语义：被const修饰的对象在所在的作用域无法进行修改操作，编译器对于试图直接修改const对象的表达式会产生编译错误。volatile表示“易变的”，即在运行期对象可能在当前程序上下文的控制流以外被修改(例如多线程中被其它线程修改；对象所在的存储器可能被多个硬件设备随机修改等情况)：被volatile修饰的对象，编译器不会对这个对象的操作进行优化。一个对象可以同时被const和volatile修饰，表明这个对象体现常量语义，但同时可能被当前对象所在程序上下文意外的情况修改。

extern 可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中(声明)，下面的代码用到的这些变量或函数是外来的，不是本文件定义的，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义

struct student

\}stu;

sizeof(stu)的值是多少呢

不是0，而是1

假设结构体内只有一个char 型的数据

成员，那其大小为1byte(这里先不考虑内存对齐的情况).也就是说非空结构体类型数据最

少需要占一个字节的空间，而空结构体类型数据总不能比最小的非空结构体类型数据所占

的空间大吧

而最小的数据成员需要1 个byte，编译器为每个结构体类型数据至少预留1 个byte

的空间。所以，空结构体的大小就定位1 个byte。

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(了解)，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。

typedef struct st\_type

int i;

int a\[\];

\}type\_a;

这样我们就可以定义一个可变长的结构体， 用sizeof(type\_a) 得到的只有4 ， 就是

sizeof(i)=sizeof(int)。那个0 个元素的数组没有占用空间，而后我们可以进行变长操作了。通

过如下表达式给结构体分配内存：

type\_a \*p = (type\_a\*)malloc(sizeof(type\_a)+100\*sizeof(int));

在C++里struct 关键字与class 关键字一般可以通用，只有一个很小的区别。struct 的成

员默认情况下属性是public 的，而class 成员却是private 的。很多人觉得不好记，其实很容

易。你平时用结构体时用public 修饰它的成员了吗？既然struct 关键字与class 关键字可以

通用，你也不要认为结构体内不能放函数了

union 维护足够的空间来置放多个数据成员中的“一种”，而不是为每一个数据成员配置

空间，在union 中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所

有的数据成员具有相同的起始地址。例子如下：

union StateMachine

char character;

int number;

char \*str;

double exp;

\};

一个union 只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的数据成员，以上例而言，最大

长度是double 型态，所以StateMachine 的空间大小就是double 数据类型的大小。

下面再看一个例子：

union

int i;

char a\[2\];

\}\*p, u;

p =&u;

p->a\[0\] = 0x39;

p->a\[1\] = 0x38;

p.i 的值应该为多少呢？

这里需要考虑存储模式：大端模式和小端模式。

大端模式(Big\_endian)：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放

在高地址中。

小端模式(Little\_endian)：字数据的高字节存储在高地址中，而字数据的低字节则存放

在低地址中。

union 型数据所占的空间等于其最大的成员所占的空间。对union 型的成员的存取都是

相对于该联合体基地址的偏移量为0 处开始，也就是联合体的访问不论对哪个变量的存取都

是从union 的首地址位置开始。如此一解释，上面的问题是否已经有了答案呢？

上述问题似乎还比较简单，那来个有技术含量的：请写一个C 函数，若处理器是

Big\_endian 的，则返回0；若是Little\_endian 的，则返回1。

先分析一下，按照上面关于大小端模式的定义，假设int 类型变量i 被初始化为1。

以大端模式存储，其内存布局如下图：

![c314a4d88005e11031a0ba7c1f242cd9.png][]

以小端模式存储，其内存布局如下图：

![4035815956e2d501b97d7b8050dccef4.png][]

变量i 占4 个字节，但只有一个字节的值为1，另外三个字节的值都为0。如果取出低

地址上的值为0，毫无疑问，这是大端模式；如果取出低地址上的值为1，毫无疑问，这是

小端模式。既然如此，我们完全可以利用union 类型数据的特点：所有成员的起始地址一致。

到现在，应该知道怎么写了吧？参考答案如下：

int checkSystem( )

union check

int i;

char ch;

\} c;

c.i = 1;

return (c.ch ==1);

现在你可以用这个函数来测试你当前系统的存储模式了

typedef 的真正意思是给一个已经存在的数据类型(注意：是类型不是变量)取一个别

名，而非定义一个新的数据类型

在实际项目中，为了方便，可能很多数据类型(尤其是结构体之类的自定义数据类型)

需要我们重新取一个适用实际情况的别名。这时候typedef 就可以帮助我们。例如：

typedef struct student

//code

\}Stu\_st,\*Stu\_pst;//命名规则请参考本章前面部分

A)，struct student stu1；和Stu\_st stu1；没有区别。

B)，struct student \*stu2；和Stu\_pst stu2；和Stu\_st \*stu2；没有区别。

好，下面再把typedef 与const 放在一起看看：

C),const Stu\_pst stu3;

D),Stu\_pst const stu4;

大多数初学者认为C)里const 修饰的是stu3 指向的对象；D)里const 修饰的是stu4

这个指针。很遗憾，C)里const 修饰的并不是stu3 指向的对象。那const 这时候到底修饰

的是什么呢？我们在讲解const int i 的时候说过const 放在类型名“int”前后都行；而const int

\*p 与int \* const p 则完全不一样。也就是说，我们看const 修饰谁都时候完全可以将数据类

型名视而不见，当它不存在。反过来再看“const Stu\_pst stu3”，Stu\_pst 是“struct student

\{ /\*code\*/\} \*”的别名, “struct student \{/\*code\*/\} \*”是一个整体。对于编译器来说，只认为

Stu\_pst 是一个类型名，所以在解析的时候很自然的把“Stu\_pst”这个数据类型名忽略掉。

现在知道const 到底修饰的是什么了吧.

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