C/C++编程笔记：C语言编程须要掌握的核心要点有哪些？建议收藏

C语言做为编程的入门语言，学习者如何快速掌握其核心知识点，面对茫茫书海，彷佛有点迷茫。为了让各位快速地掌握C语言的知识内容，在这里对相关的知识点进行了概括。

引言

笔者有十余年的C++开发经验，相比而言，个人C经验只有一两年，C比较简单，简单到《The C Programming Language》（C程序设计语言）只有区区的200多页，相比上千页的C++大部头，不得不说真的很人性化了。

C语言精简的语法集和标准库，让咱们能够把精力集中到设计等真正重要的事情上来，而不是迷失在语法的海洋里，这对于初学者尤为重要。虽然C语言有抽象不足的缺点，但我更喜欢它的精巧，只须要花少许的时间，研究清楚它每个知识点，看任何C源码就不会存在语法上的障碍，你们须要创建的知识共识足够少，少便是多，少好于多。

我教过6我的编程，教过HTML，教过JAVA，也教过C++。最近，我在教我小孩编程，他只有十岁，不少人建议我选择Python，但我最终选择了C语言，由于C语言简单且强大，如今看来，好像是个不错的选择。

 

类型

C是强类型语言，有short、long、int、char、float、double等build-in数据类型，类型是贯穿c语言整个课程的核心概念。

struct、union、enum属于c的构造类型，用于自定义类型，扩充类型系统。

 

变量

变量用来保存数据，数据是操做的对象，变量的变字意味着它能够在运行时被修改。

变量由类型名+变量名决定，定义变量须要为变量分配内存，能够在定义变量的同时作初始化。

int i;

float f1 = 0.5, f2= 0.8;

 

常量

const int i = 100;

const char* p = "hello world";

运行中恒定、不可变，编译期即可肯定。

 

数组

光有简单变量显然不够，咱们须要数组，它模拟现实中相同类型的多个元素，这些对象是紧密相邻的，经过数组名+位置索引便能访问每一个元素。

二维、三维、高纬数组本质上仍是线性的，二维数组经过模拟行列给人平面的感受，实际存储上仍是连续内存的方式。

数组是静态的，在定义的时候，数组的长度就已经确认，运行中没法伸缩，因此有时候咱们不得不为应付扩充多分配一些空间。数组元素无论用多用少，它都在哪里，有时候，咱们会用一个int n去界定数组实际被使用的元素个数。

 

函数

函数封装行为，是模块化的最小单元，函数使得逻辑复用变得可能。

C语言是过程式的，现实世界均可以封装为一个个过程（函数），经过过程串联和编排模拟世界。

用C语言编程，行为和数据是分离的。调用函数的时候，调用者经过参数向函数传递信息，函数经过返回值向调用者反馈结果。

函数最好是无反作用的，函数内应该尽可能避免修改全局变量或者静态局部变量，更好的方式是经过参数传递进来，这样的函数只是逻辑的盒子，它知足线程安全的要求。

有了变量和函数，就能够编写简单的程序了。

 

控制语句

分支：if 、else、else if、switch case、?:

循环：while、do while、for

break、continue、goto、default

 

结构体

build-in数据类型不足以描绘现实世界，或者用build-in类型描述不够直接，结构体用来模拟复合类型，它赋予了咱们扩充类型系统的能力，咱们把类型组合到一块儿构建更复杂的类型，而每一个被组合的成分就叫成员变量。

结构体内的成分，对象经过点（.）运算符，指针经过箭头（->）访问成员。

 

指针

C语言的灵魂是指针，指针带来弹性，指针的本质是地址。

须要区分指针和指针指向的对象，多个指针变量可指向同一个对象，一个指针不能同时指向多个对象。

指针相关的基本操做包括：赋值（修改指针指向），解引用（访问指针指向的对象），取地址（&variable），指针支持加减运算。

由于指针变量要能覆盖整个内存空间，因此指针变量的长度等于字长，32位系统下32位4字节，64位系统下64位8字节。

指针的含义远比上述丰富，指针跟数组结合便有了指针数组（int* p[n]）和数组指针（int (*p)[n]），指针跟函数结合便有了函数指针（ret_type (*pf)(param list)），指针跟const结合便有了const char*/char* const/const char* const，还有指向指针的指针（int **p）。

既能够定义指向build-in数据类型的指针，也能够定义指向struct的指针，void*表示通用（万能）指针，它不能被解引用，也不能作指针算术运算。

 

函数指针与回调（callback）

c source code被编译连接后，函数被转换到可执行程序文件的text节，进程启动的时候，会把text节的内容装载到进程的代码段，代码段是c进程内存空间的一部分，因此任何c函数都会占一块内存空间，函数指针就是指向函数在代码段的第一行汇编指令，函数调用就会跳转到函数的第一个指令处执行。

函数指针常常被用来做为回调（callback），c语言也会用包含函数指针成员的结构体模拟OOP，本质上是把C++编译器作的事情，转给程序员来作（C++为包含虚函数的类构建虚函数表，为包含虚函数的类对象附加虚函数表的指针）。

 

字符串

char*是一类特殊的指针，它被称为c风格字符串，由于它老是以‘\0’做为结尾的标识，因此要标识一个字符串，有一个char*指针就够了，字符串的长度被0隐式指出，跟字符串相关的STD C API大多以str打头，好比strlen/strcpy/strcat/strcmp/strtok。

 

内存和内存管理

指针提供了c语言直接操做底层内存的能力，c程序区分栈内存和堆内存，栈内存是函数内的局部变量，它随程序执行而动态伸缩，因此不要返回临时变量的指针，栈内存容量有限（8/16M），因此咱们要避免在函数内建立过大的局部变量，要警戒递归爆栈。

堆内存也叫动态内存，它由一个叫动态内存配置器的标准库组件管理，glibc的默认动态内存配置器叫ptmalloc，初始版本有性能问题，但后面用线程私有解决了竞争改善了性能。动态内存配置器是介于kernel与应用层的一个层次，从内核视角看ptmalloc是应用程序，从应用层来看ptmalloc又是系统库。malloc跟free必须配对，这是程序员的职责，动态分配的内存丢失引用就会致使内存泄漏，指向已释放的内存块俗称野（悬垂）指针。

 

预处理

从c source file到可执行程序须要通过预处理-编译-汇编-连接多个阶段，预处理阶段作替换、消除和扩充，预处理语句以#打头。

宏定义，#define，宏定义能够用\作行链接，#用来产生字符串，##用来拼接，宏定义的时候要注意加()避免操做符优先级干扰，能够用do while(0)来把定义做为单独语句，#undef是define的反操做。

#if #ifdef #ifndef #else #elif #endif用来条件编译，为了不头文件重复包含，常常用#ifndef #define #endif。

#include用来作头文件包含；#pragma用来作行为控制；#error用来在编译的时候输出错误信息。

__FILE__、__LINE__、_DATE_、_TIME_、_STDC_等标准预约义宏能够被用来作一些debug用途。

#typedef用来定义类型别名。好比typedef int money_t；money_t比int更有含义。

typedef也能用来为结构体取别名，有时候会这样写：

typedef struct{  int a;  int b;} xyz_t;复制代码

这样在定义结构体变量的时候就能够少敲几下键盘。

typedef也能够用来重定义函数指针类型，好比 typedef void (*PF) (int a, int b); PF是函数指针类型，而非函数指针变量。

 

枚举

枚举能增长代码可读性和可维护性，枚举本质上是int，只是为了更有含义，将有限取值的几个int值放在一组，好比定义性别：enum sex { male = 1, female };

能够在定义的时候赋值，好比male=1，后面的值依次递增1，若是不赋值则从0开始。

 

联合体（union）

结构体和联合体（共用体）的区别在于：结构体的各个成员会占用不一样的内存，互相之间没有影响；而共用体的全部成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其他全部成员。

其实本质上，联合体就是对一块内存的多种解释，大小按最大的来。

 

位域（bitfield）

节省空间，在面向底层的编码，或者编写处理网络等程序时候用的比较多，注意这个语法特征是跟机器架构相关的。

 

位操做

位与 &

位或 |

位取反 ~

位异或 ^

位移 << >>

 

static、extern、register、volatile、sizeof

（1）static修饰全局函数，表示模块内（编译单元）内可用，不须要导出全局符号。

（2）static修饰局部变量，意味超越函数调用的生命周期，不存储在栈上，只会被初始化1次。

（3）extern声明外部变量。

（4）register，寄存器变量，建议编译器将变量放在寄存器里。

（5）volatile，告诉编译器不要作优化，每次从内存读取，不作寄存器优化。

（6）sizeof求大小，能够做用于变量，类型，表达式

 

可变参数

void simple_printf(const char* fmt, ...)

va_list、va_start、va_arg、va_end

 

C的高级感

泛型：linux内核链表，经过offset和内嵌node，写出泛型链表。

OOP：经过定义带函数指针成员变量的结构体，在运行中，为结构体对象设置上函数指针，模拟运行时绑定，实现相似OOP多态的感受。

 

GNU C扩展

GNU C扩展不是标准C，建议以符合标准C的方式编写C代码，但若是你阅读linux kernel code，你会发现有不少有趣看不懂的语法，它来自GNU C扩展，它确实也带来了一些便利性。

好比结构体成员能够不按定义顺序初始化：

好比能够经过指定索引初始化数组：

好比case范围，case 'A' ... 'Z' case 1 ... 10

好比表达式扩展({...})，好比三元运算符扩展...

原文连接：https://juejin.im/post/6847902225226956813#heading-13

但愿对你们有帮助！

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