讀書筆記-C語言關鍵字

001 關鍵字

• C語言一共32個關鍵字

  1. 聲明和定義

• 在開始認識關鍵字前，必須要明白什么是聲明，什么事定義：
  • 定義：（編譯器）創建一個對象，為這個對象分配一段內存并給他取上一個名字。在一個作用域內，一個變量或者對象只能定義一次，并且定以后為它分配的內存不可變；
  • 聲明：1、告訴編譯器這個名字已經和一片內存匹配上了，并且這個內存是在其他地方定義的，聲明可以多次；2、告訴編譯器，這個名字已經占用，不能再用來定義其他變量或者對象了。
• 備注：定義創建了對象，并為它分配了內存，聲明沒有分配內存

2. 關鍵字

2.1. auto（最寬宏大量的關鍵字）

• 在默認情況下，編譯器默認所有變量都是auto的，所以我們可以當它不存在。

2.2. register（最快的關鍵字）

• 請求編譯器，盡可能的把使用register定義的變量發到CPU的寄存器中，不保證一定放。（CPU的寄存器有限）
• 注意：register變量長度應該小于等于int，并且不能使用&（register變量不存放在內存中）

2.3. static （最名不符實的關鍵字）

• 修飾變量
  • 修飾全局變量，從定義開始到文件結束可用，其他文件即使使用extern 也不能使用
  • 修飾局部變量，只能在函數體里面使用
  • 由于被static修飾的變量都是存放在內存的靜態區，所以即使函數運行結束，這個變量也不會被銷毀，函數下次使用時任然能用到這個值。
• 修飾函數
  • 函數使用static修飾表示作用域僅限于本文件，又稱內部函數

2.4. short、int、long、char、float、double（基本數據類型）

• 變量的命名規則
  • min length && max information
  • 望而知意，便于記憶
  • 由多個單詞組成是，要么用下劃線隔開，要么每個單詞首字母大寫
  • 盡量避免出現數字編號，除非邏輯上需要
  • 所有宏定義、枚舉常數、只讀變量全部用大寫字母命名，用下劃線分割單詞
  • 循環變量 n 、m、i、j、k；char c; int a[]; int *p 。

2.5. sizeof （最冤枉的關鍵字）

• sizeof 是 32 個關鍵字中的一個，而不是一個函數。
• sizeof(int) * p 表示什么意思呢？

2.6. signed unsigned 關鍵字

• 先來分析一段代碼

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    signed char a[1000];
    int i = 0;

    for (i = 0; i < 1000; i++)
    {
        a[i] = -1 - i;
    }
    printf("%d\n", strlen(a));

    return 0;
}

當 i = 128 的時候，a[128] = -1 - 128 = -129 ，signed char 的取值范圍是 -128~127，所以超出了范圍，-129 源碼： 1 1000 0001 ，補碼：1 0111 1111 ，低 8 位 0111 1111 ，即 127。

當 i = 255 的時候，a[255] = -1 - 255 = -256 ， -256 的原碼 11 0000 0000 補碼：11 0000 0000 ，低 8 位全為 0， strlen 遇到 '\0' 就結束，所以上述代碼輸出 255。

所以，char 類型如果直接使用就用來表示字符，如果加了 signed 和 unsigned 限定符的話就用來表示數字。

2.7. if else 組合

• bool變量與“零值”比較

bool b = FALSE;

if(b)
    printf("TRUE");
if(!b)
    printf("FALSE");

上面這種寫法是值得推薦的，其他方式會有問題。

• float 變量與“零值”比較

  if(test > -EPSINON) || (test < EPSINON); // EPSINON 為定義好的精度

• 指針變量與“零值”比較

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

• 先處理正常情況后處理異常情況或者說先處理概率大的，再處理概率小的
• 賦值運算不能用在產生 bool 值得表達式上

  if((x = y) != 0 )
  printf("------");

  這樣寫是錯誤的，應該這樣寫

  x = y;
  if(x != 0)
  printf("-----");

2.8. switch case 組合

當嵌套比較少量的分支的時候可以使用 if else 組合，但是當嵌套的分支多的時候就要使用 switch case 組合了，但是也不要刻意去創造一個 switch 變量。

• 每個case 的結尾不要忘了 break; 除非你有意讓多個分支重合。
• 最后必須使用 default 分支，也需要 break; 。
• 在 switch case 組合中禁止使用 return 語句。
• switch 表達式不應該是有效的 bool 值，例如下面的表達式是不允許的。

  switch (x == 0)
  {
  ......
  }

• case 后面的值只能是×××或者字符型的常量或者常量表達式。
• case 語句的拍立順序
  • 按照字母順序排列
  • 把正常情況放在前面，把異常情況放在后面，并做好注釋，哪里是開始，哪里是結束。
  • 把常執行的情況放在前面，不常執行的情況放在后面。
• 沒種情況的相關代碼要盡量簡潔，必要時可以使用函數。

2.9. do while for 關鍵字

• break 和 continue 的區別
  • break 跳出循環
  • continue 終止本次循環，進入下一次循環
• 多重循環的時候應該把最長的循環放在最內層，最短的循環放在最外層，這樣可以有效降低CPU切換循環層數的次數。
• for 循環中，半開區間比閉區間直觀，能寫成 a < 10，絕不寫成 a <= 9。
• 不要在 for 循環體內改變循環變量，否則會導致循環失控，像下面這種代碼是不好的。

  for(int i = 0; i < n; i++)
  {
  n = 10;
  }

• 循環嵌套控制在3層以內。
• for 循環的控制語句不能包含任何浮點類型的變量。

2.10. goto 關鍵字

goto 關鍵字可以在代碼中靈活的跳轉，存在很大的爭議，有的建議慎用 goto ，有的建議不要用。我覺得用得好還是可以用。

int *p = NULL;
...
goto error;
...
error:
    return -1;

2.11. void 關鍵字

void *p = NULL;
int *p_int = NULL;
p = p_int;    //不會報錯，是正確的
p_int = p;    //報錯，是錯誤的

• void 修飾函數返回值和函數參數
  • 如果函數沒有返回值應該將其聲明為 void 類型，函數沒有參數也應該將其聲明為 void 類型
  • 如果函數的參數可以是任意類型的指針，則聲明為 void *

    void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t len)

• void 不能代表一個真實的變量，例如下面的代碼是錯的

  void a;
  fun(void a);

2.12. return 關鍵字

• return 用來終止一個函數，并返回其后跟的值。

  return(value);    //括號可以省略，但一般不省略，尤其是返回一個表達式的值得時候

• return 不能返回指向棧內存的指針，因為該內存在函數體結束的時候就被銷毀了。

2.13. const 關鍵字

• const 修飾的只讀變量必須在定義的同事初始化（首先 const 修飾的變量，其次是只讀，兩層含義）
• 想一想 switch case 中 case 語句后面就可以是 const 修飾的只讀變量嗎？

先忽略類型，看 const 離誰近就修飾誰

const int *p;           // const *p ，修飾 *p , p 可以改變， p 指向的內容不可變
int const *p;           // const *p ,同上
int * const p;          // * const p ，修飾 p，p 不可以改變，p 指向的內容可以改變
const int * const p;    // const * const p ，第一個 const 修飾 *p，第二個 const 修飾 p，所以 p 和 p 指向的內容都不能改變

• 修飾函數的參數，當不希望函數的參數在函數體中被改變的時候可以使用 const 修飾函數的參數。
• 修飾函數的返回值（const int fun(void)）。
• 在另一個文件引用 const 變量時使用 extern const int i; 聲明即可，而不是定義。

2.14. volatile 最易變的關鍵字

• volatile 關鍵字和 const 一樣，是一種類型修飾符。它修飾的變量表示可以被某些編譯器未知的因素更改，比如操作系統，硬件或其他線程。遇到這個關鍵字修飾的變量，編譯器就不對它做優化，每次需要訪問的時候都重新去內存中讀取。

在這里 volatile 只是告訴編譯器 a 的值可能會被改變，需要訪問時每次都要重新到內存中去取。

2.15. extern 最會戴帽子的關鍵字

• 修飾函數和變量，表示函數和變量不是在本文件定義的，在本文件只是使用 extern 聲明。

2.16. struct 關鍵字

空結構體占多大內存？大多數編譯器是 1，gcc 是 0。所以不要太相信書本上的東西，一定要自己親自驗證。

• 柔性數組
  • 不要驚訝，C語言中確實有柔性數組這個說法的。
  • C99 中，結構體最后一個成員允許是未知大小的數組，這就是柔性數組。但是柔性數組成員前必須至少有一個其他成員。sizeof 計算的大小不包含柔性數組所占的空間。為包含柔性數組的結構體分配內存要使用 malloc ，并且分配的內存應該大于 sizeof計算的值。

typedef struct st_type{
    int i;
    a[0];
}type_a;
//有些編譯器會報錯，可以改成
typedef struct st_type{
    int i;
    int a[];
}type_a;

//可以使用下面的代碼為柔性數組分配內存，但是分配好之后使用 sizeof 計算結構體的大小依然是不包含柔性數組所占的內存的。
type_a *p = (type_a *)malloc(sizeof(type_a) + 100 * sizeof(int));

//記得用完之后要 free
free(p);

• 結構體里面能不能放函數呢？

2.17. union 關鍵字

• union 中所有數據成員共用一塊內存，同一時間只能存儲其中一個數據成員。union 的大小是最大成員所占內存的大小。

  2.17.1. 大小端對 union 類型數據的影響

union {
        int i;
        char ch;
}c;

c.i = 1;

//這時候 ch 只需要一個字節存儲，在低地址，如果 ch 的值等于 1， 說明 i 的值得低字節 1 存儲在低地址，是小端模式。Ubuntu、Windows 等 x86 架構都是小端模式。

int main()
{
    int a[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int *p1 = (int *)(&a + 1);
    int *p2 = (int *)((int)a + 1);
    printf("%x %x\n", p1[-1], *p2);

    return 0;
}
// 5 2000000 小端模式 大端模式 5 100

2.18. enum 關鍵字

enum enum_type_name{
    ENUM_CONST_1,
    ENUM_CONST_2,
    ENUM_CONST_3,
    ...
    ENUM_CONST_n
} enum_variable_name;

• enum_type_name 是自定義的枚舉類型，而 enum_variable_name 是 enum_type_name 類型的一個變量。
• sizeof(enum_variable_name) 的值是多少呢？ 想想枚舉成員的類型就會知道是 4 了， 空枚舉類型的大小也是 4。

2.19. typedef 關鍵字，最偉大的縫紉師

• typedef 是給已經存在的數據類型取一個別名，而不是重新定義新的數據類型。

typedef struct student{
    int age;
    char name;
} stu_1, *stu_2;

const stu_2 student_1;    // 其實是 const （struct student *）student_1; 所以 修飾的是 student_1 本身，而不是指向的內容
stu_2 const student_2;    // 其實是 （struct student *）const student_2; 所以 修飾的也是 student_2 這個指針本身，而不是指向的內容

• typedef 和 #define 之間的區別

#defien INT32 int
typedef int INT32_t

unsigned INT32 i = 10;    //沒問題，只是替換
unsigned INT32_t j = 10;  //錯誤，不支持

#defien PCHAR char*
typedef char* pchar

PCHAR ch2, ch3;    //ch2 是 char * 類型，ch3 卻是 char 類型
pchar ch3, ch5;    //ch4, ch5 都是 char * 類型

3. 總結

不復習不知道，一復習嚇一跳，原來 C語言 關鍵字還有這么多知識點，以前也沒怎么注意，當然不止這些，我只是記錄了我認為比較重要而且容易搞混淆的。

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