C语言高手之路（干货）

1838039453 · 发表于 2016-9-19 09:12:42

C语言高级部分

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一、内存大话题
1.0、内存就是程序的立足之地，体现内存重要性。
1.1、内存理解：内存物理看是有很多个Bank（就是行列阵式的存储芯片），每一个Bank的列就是位宽，每一行就是Words，则存储单元数量=行数（words）×列数（位宽）×Bank的数量；通常也用M×W的方式来表示芯片的容量（或者说是芯片的规格/组织结构）。
M是以位宽为单位的总容量，单位是兆，W代表位宽，单位是bit。计算出来的芯片容量也是以bit为单位，但用户可以采用除以8的方法换算为字节（Byte）。比如8M×8，这是一个8bit位宽芯片，有8M个存储单元，总容量是64Mbit（8MB）。
1.2、c语言中其实没有bool类型：以0表示假，非0表示真，则在内存存储是以int型存放的。如果想要表示真假，可以用int/char型做替换，在c++中就有bool x=true/false;
1.3、内存对齐：内存对齐（提高访问效率速度，编译器一般默认是4字节对齐）
1.4、char/int/short/long/float/double型：放在内存的长度和解析作用。（int *）0，使0地址指向一个int型。又比如0000111010101可以解析成int型也可以解析成float型。

1.5、Linux内核是面向对象的，而c语言是面向过程的，但可以用结构体内嵌指针变成面向对象。如

struct student

{

int age; //变量
int lenth; //将相当于一个类，有变量有函数
char *name;
void (*eat)(void); //函数指针

}

1.6、栈的理解：

（1）运行时自动分配&自动回收：栈是自动管理的，程序员不需要手工干预。方便简单。（表现在汇编代码，编译时，会自动编译成汇编码实现函数调用完立即改变栈顶）

（2）反复使用：栈内存在程序中其实就是那一块空间，程序反复使用这一块空间。(硬件上有个寄存器，用来存放栈的栈顶地址，栈是有大小的空间)
（3）脏内存：栈内存由于反复使用，每次使用后程序不会去清理，因此分配到时保留原来的值。
（4）临时性：（函数不能返回栈变量的指针，因为这个空间是临时的）
（5）栈会溢出：因为操作系统事先给定了栈的大小，如果在函数中无穷尽的分配栈内存总能用完。栈的操作（怎么出栈怎么入栈）是由具体硬件来干预，程序员只要明白原理就可以了，但是要给相应的栈寄存器赋值。当调用函数时，变量会自动放在栈中（入栈）当函数调用完后，栈会自动出栈.
( 6 ) 栈的 "发展"有四种情况，满增栈，满减栈，空增栈，空减栈，至于是那种要根据编译器决定，而s5pv210 是满减栈。

1.7、堆的理解：

（1）操作系统堆管理器管理：堆管理器是操作系统的一个模块，堆管理内存分配灵活，按需分配。

（2）大块内存：堆内存管理者总量很大的操作系统内存块，各进程可以按需申请使用，使用完释放。
（3）脏内存：堆内存也是反复使用的，而且使用者用完释放前不会清除，因此也是脏的。
（4）临时性：堆内存只在malloc和free之间属于我这个进程，而可以访问。在malloc之前和free之后都不能再访问，否则会有不可预料的后果。
（5）程序手动申请&释放：手工意思是需要写代码去申请malloc和释放free。（记住：不要把申请的地址给搞丢了，不然自己用不了，也释放不了）
      申请一段内存，可以是: malloc(10*sizeof ( int ) ); 原型：void *malloc(size_t size);  //指针函数 size_t是宏定义int 都是便于可移植性，返回一个内存地址，void *可以看出，希望申请的内存用来存放什么就强制类型什么。    calloc( 10,sizeof ( int ) ); 原型：void *calloc(size_t nmemb, size_t size);// nmemb个单元，每个单元size字节
         void *realloc(void *ptr, size_t size);// 改变原来申请的空间的大小的ptr是原来申请内存的指针，size是想要重新申请内存的大小
使用就是*（p+1）=12 ; *(P+3)=110；
   申请失败返回NULL,申请成功返回一个地址，申请之后一定要检验（NULL!=p）用完一定要 free ( p )  ；释放后不是不能用，是不应该使用了。可以给它“洗盘子‘，p=NULL;  其实申请的内存并不能真正改变大小，原理是先重新申请一段内存，然后把原来申请的内存上的内容复制到新的内存上，然后释放掉原来的内存，返回新的指针。
(6) 在申请内存时，malloc（0）其实也是成功的，因为系统规定少于一定数目的大小，都申请规定的大小，如在win32系统下申请少于32字节的地址，最后申请到的空间是32字节。

1.8、内存里的数据：

（1）代码段：存放代码二进制、常量（char *p="linux",则”linux“存放在代码段，是不可更改的）

（2）数据段:  存放非0全局变量、静态局部变量（局部只属于函数的，不是整个程序的）
（3） bss    :  存放为0的全局变量/为0的静态局部变量、存放未初始化全局变量/静态局部变量
  注意：const int a=9; 有两种存放方式：第一种确实存放在代码段，让a不能修改，第二种是仍然存放在数据段中，让编译器来判断，如果有改变的代码就会报错。至于那种，是不确定的，像单片机就属于第一种。

1.9、《1》一个源文件实际上是以段为单位编译成连接成可执行文件（a .out ）;这个可执行文件总的说是分为数据段，代码段，自定义段，数据段还可以细分成 .bbs 段。而杂段会在执行的时候拿掉。所以a.out分为杂段，数据段（存放的是非0全局变量）.bbs段，代码段。
《2》内存实际上被划分了两大区域，一个是系统区域，另一个是用户区域，而每一个区域又被划分成了几个小区域，有堆，栈，代码区，.bbs区，数据区（存放的是非0全局变量）。
      《3》对于有操作系统而言，  当我们在执行a.out可执行文件时，执行这个文件的那套程序会帮我们把杂段清掉，然后把相应的段加载到内存对应的段。对于裸机程序而言，我们是使用一套工具将a.elf的可执行程序给清掉了所有段的符号信息，把纯净的二进制做成.bin格式的烧录文件。所以我们加载到内存的程序是连续的，也就是说代码段和数据段、.bbs段都是连续的。当然，栈空间是我们自己设置的。而且在裸机中我们不能使用malloc函数，因为我们使用的只是编译器、连接器工具没有集成库函数，没有定义堆空间区。
《4》大总结多程序运行情况：在Linux系统中运行cdw1.out时，运行这个文件的那套程序会帮我们把相应的段加载到内存对应的段。然后操作系统会把下载到内存的具体物理地址与每条命令（32位）的链接地址映射到TTB中（一段内存空间），当我们又运行cdw2.out时，同样也像cdw1.out一样加载进去，并映射到TTB表中。而且这两个.out文件默认都是链接0地址（逻辑），当cpu发出一个虚拟地址（Linux中程序逻辑地址）通过TTB查找的物理地址是不一样的。所以对于每一个程序而言，它独占4G的内存空间，看不到其他程序。

二、位操作
2.1  ~(0u)是全1；
2.2 位与&    位或 |          位取反~    位异或^
2.3、位与、位或、位异或的特点总结：
      位与：（任何数，其实就是1或者0）与1位与无变化，与0位与变成0
      位或：（任何数，其实就是1或者0）与1位或变成1，与0位或无变化
      位异或：（任何数，其实就是1或者0）与1位异或会取反，与0位异或无变化

2.4、左移位<< 与右移位>>  C语言的移位要取决于数据类型。
                                                对于无符号数，左移时右侧补0（相当于逻辑移位）
                                                对于无符号数，右移时左侧补0（相当于逻辑移位）
                                                对于有符号数，左移时右侧补0（叫算术移位，相当于逻辑移位）
                                                对于有符号数，右移时左侧补符号位（如果正数就补0，负数就补1，叫算术移位）

2.5、小记：常与  1 拿来做位运算。让他取反、移位得到想要的数。

2.6、直接用宏来置位、复位（最右边为第1位）。置位置1，复位置0  ；
      #define SET_NTH_BIT(x, n)  (x | ((1U)<<(n-1)))
      #define CLEAR_NTH_BIT(x, n) (x & ~((1U)<<(n-1)))

三、指针—精髓
3.1  printf("%p \n"); 其中%p表示输出一个指针，就是指针变量（其存放的那个地址），可以理解为输出一个地址。

3.2  int* p1, p2 ;    等同于 int *p1; int  p2;　　int　＊ｐ＝＂Ｌｉｎｕｘ＂，其不能改变＊Ｐ，因为”ｌｉｎｕｘ＂是一个常数。

3.3 ( 代码规范性 )在定义指针时，同时赋值为NULL，在用指针时，先判断它是不是NULL。尤其是在malloc申请内存后，free(p);则一定要让p=NULL

3.4  C/C++中对NULL的理解： #ifdef _cplusplus// 定义这个符号就表示当前是C++环境
                                                   #define NULL 0；// 在C++中NULL就是0
                                                   #else
                                                   #define NULL (void *) 0；// 在C中NULL是强制类型转换为void *的0
                                                   #endif
3.5、修饰词：const (修饰变量为常量，应该理解为不应该去变它，当作常量，而并非永远不能改变,当然要看具体运行环境，在gcc,const 这种就可以采用指针方式修改，但是
在VC6.6++中就不可以修改)：其虽然是当作常数，但是仍然存放在数据段中，用指针仍然可以改变值。
第一种：const int *p;
第二种：int const *p;
第三种：int * const p;
第四种：const int * const p;
3.6、数组 int a[2]; 其中a是指首元素的首地址，&a是整个数组的收地址（数组指针，其这个指针指向一个数组），他们的值是一样的，但意义不一样，可以参照 int a; int *p=&a; 来理解。数组和指针天生姻缘在于数组名；int a[3]; int* p=a;是可以的，但是 int *p=&a;就会报错，尽管他们的值是一样的，但意义不一样，所以是不允许的，除非强制类型转换。在访问时是a[0],其实编译器会把它变成*（a+0)的方式，只是用a[0]看起来更方便，封装了一下而已，实质还是指针。

3.7、 siziof()是一个运算符，测试所占内存空间，如 int a[100] ;sizeof(a)=400; 与strlen( )要有所区别，他是测字符串实际长度的，不包括‘\0‘，如果给strlen传的参数不是一个字符串，则它会一直去找，直到找到第一个 ‘\0’，然后再计算其长度。如 char a[]="chen"; char *p=a; 则strlen(p)=4;

3.8、当数组作为一个形参时，其实参是一个数组名（也可以是指针，其本质就是指针），意义是首元素的首地址，则传过去只影响形参的第一个元素。形参数组的地址被实参数组地址所绑定；实参的大小会丢失，所以往往会传一个int num 大小进去。

3.9、结构体做为形参时，应尽量用指针/地址方式来传，因为结构体变量有时会占很大，效率很低。

4.0、 int *p=&u; p存放的是变量u的地址，而&p的意思就是变量p本身的地址。

4.1、当要传参的个数比较多时，我们可以打包成一个结构体，传参的个数越多，其开销就更大．　

4.2 一个函数作用其实就是输入输出，参数可以作为输入，返回可以作为输出，但是当要返回多个输出时，这时候就不够用了，所以常常返回值用来判断程序又没有出错，而参数    就是当作输入输出的，输入时可以加const表示它没必要去修改，而输出都是指针，因为要改变它的值，只能采用地址传递这种方式。比如：char *strcpy(char *dest,const char *src)

四、C语言复杂表达式
4.1、在表达式中，要看符号的优先级和结合性。

4.2、在理解内存时，内存0地址在最底下，至上地址逐渐增加。

4.3、int *p;是定义的一指针变量p，而int  ( *p)[4]；也是一个指针变量p；也可以这样想：凡是遇到（*p）什么的判断他是指针后，就可以说他是指针变量，包括函数指针。

4.4、一个函数 int max（int a ,int b）; 则他的函数指针是 int ( *p  ) (int ,int );其意思就是定义这个类型的函数指针变量p; p=max是赋值，引用是p();则相当于max()调用这个函数。  函数指针必须和原函数的类型一样。

4.5 函数指针其实就是为了做结构体内嵌指针的，这样就构成了高级语言中的类。再一个就是上述4.4中p=&max;也是可以的，它和p=max,值和意义都是一样的，这个和数组有所区别，数组的a和&a的值虽然一样，但是意义完全不一样。int a[4];a有两层意思，第一层是数组名，&a表示整个数组的地址，第二层表示首元素的首地址。

4.6  int (*p[4])(int ,int)其意思是函数指针数组，一个4长度的数组，里面存了4个函数指针。

4.7 printf在做输出时，其机制是缓冲行来输出，即当遇到一个\n后再打印出来，即使再多printf，没有遇到\n,都不是一个一个打印。
   '\r'是回车，'\n'是换行，前者使光标到行首，后者使光标下移一格，通常敲一个回车键，即是回车，又是换行（\r\n）。Unix中每行结尾只有“<换行>，
   即“\n”；Windows中每行结尾是“<换行><回车>”，即“\r\n”；Mac中每行结尾是“<回车>”。scanf("");里面不要加\n符。

4.8 在一个c文件中，有时候会多次引入一个.h文件，所以在写.h文件时，要写

#ifndef _FINE_

#define _FINE_
XXXXXXXX
XXXXXXXXXXX

#endif

4.9、typedef int *intType; const intType p,其意思是指针p为const；

4.9.1 对于typedef的定义：如typedef const int cdw;  可以这样理解，typedef就是给一个类型区别名的，那么系统会自动识别该类型，如果typedef const int char 则就报错。

4.9.2 在开发中经常会typedef int  int32_t ; typedef short int16_t; 这样做的目的是便于在不同平台下的移植，如果当在另一个平台下，int 是64位的，但是我的项目中都是用的int32_t;  所以只需要修改int32_t就可以了，我可以让他typedef short  int32_t;这样我只更改一次，其余的都改了，做到一改全改。

4.9.3  int **p; int *a[4]; p=a;可以这样理解：首先它是指针数组，既然是数组，则a即表示数组名又表示首元素的首地址，a[0]是一个一重指针，而a是a[0]的地址，          那么a就是一个二重指针；{  一重指针的地址就是二重指针变量，所以有p=a;  而 int a[4][3] ,a和一维数组的意思是一样的，如 int a[3][6],int *p ;p=a[0];所以不能p=a,

int *a[3][3],int **p;p=a[0];}

4.9.4、二维数组是为了简化编程，平面型。数组以下标示方式访问其实是编译器封装起来的，实质是指针访问。int (*p)[5]; int a[2][5];则有 p=a; 关键是要把二维数组抽象成n行n列用指针访问方式理解：二维数组可以看作是一个方格子的矩阵，比如a[2][5],那么就是2行5列的10个小格子，第一行可以收纳起来变成一个指向一维数组的指针，第二行也是如此；这样收纳后就变成了一个新的数组a[2]，每一个格子存放的是它收纳的第一个元素的地址，如a[0]存放的是第一行第一列元素的地址，“a”[1]存放的是第二行第一列的地址；再与一维数组相联系，一维数组名即表示数组名又表示数组第一个元素的地址，所以a[2][5]中的a表示“a"[2]数组第一个元素的地址；那么再把p=a;层层推递，（p+i）表示指向第几行的地址，*（p+i）表示取第几行的值（而这个值存放的是第几行一列元素的首地址），*（p+i）+j 表示指向第几行第几列的地址，最后在引用这个地址，*（*（p+i）+j）就表示第几行第几列的值了。

一重指针----------->一维数组

二重指针----------->指针数组
数组指针----------->二维数组
函数指针----------->普通函数