读书笔记-C语言关键字

001 关键字

• C语言一共32个关键字

  1. 声明和定义

• 在开始认识关键字前，必须要明白什么是声明，什么事定义：
  • 定义：（编译器）创建一个对象，为这个对象分配一段内存并给他取上一个名字。在一个作用域内，一个变量或者对象只能定义一次，并且定以后为它分配的内存不可变；
  • 声明：1、告诉编译器这个名字已经和一片内存匹配上了，并且这个内存是在其他地方定义的，声明可以多次；2、告诉编译器，这个名字已经占用，不能再用来定义其他变量或者对象了。
• 备注：定义创建了对象，并为它分配了内存，声明没有分配内存

2. 关键字

2.1. auto（最宽宏大量的关键字）

• 在默认情况下，编译器默认所有变量都是auto的，所以我们可以当它不存在。

2.2. register（最快的关键字）

• 请求编译器，尽可能的把使用register定义的变量发到CPU的寄存器中，不保证一定放。（CPU的寄存器有限）
• 注意：register变量长度应该小于等于int，并且不能使用&（register变量不存放在内存中）

2.3. static （最名不符实的关键字）

• 修饰变量
  • 修饰全局变量，从定义开始到文件结束可用，其他文件即使使用extern 也不能使用
  • 修饰局部变量，只能在函数体里面使用
  • 由于被static修饰的变量都是存放在内存的静态区，所以即使函数运行结束，这个变量也不会被销毁，函数下次使用时任然能用到这个值。
• 修饰函数
  • 函数使用static修饰表示作用域仅限于本文件，又称内部函数

2.4. short、int、long、char、float、double（基本数据类型）

• 变量的命名规则
  • min length && max information
  • 望而知意，便于记忆
  • 由多个单词组成是，要么用下划线隔开，要么每个单词首字母大写
  • 尽量避免出现数字编号，除非逻辑上需要
  • 所有宏定义、枚举常数、只读变量全部用大写字母命名，用下划线分割单词
  • 循环变量 n 、m、i、j、k；char c; int a[]; int *p 。

2.5. sizeof （最冤枉的关键字）

• sizeof 是 32 个关键字中的一个，而不是一个函数。
• sizeof(int) * p 表示什么意思呢？

2.6. signed unsigned 关键字

• 先来分析一段代码

#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;
}

当 i = 128 的时候，a[128] = -1 - 128 = -129 ，signed char 的取值范围是 -128~127，所以超出了范围，-129 源码： 1 1000 0001 ，补码：1 0111 1111 ，低 8 位 0111 1111 ，即 127。

当 i = 255 的时候，a[255] = -1 - 255 = -256 ， -256 的原码 11 0000 0000 补码：11 0000 0000 ，低 8 位全为 0， strlen 遇到 '\0' 就结束，所以上述代码输出 255。

所以，char 类型如果直接使用就用来表示字符，如果加了 signed 和 unsigned 限定符的话就用来表示数字。

2.7. if else 组合

• bool变量与“零值”比较

bool b = FALSE;

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

上面这种写法是值得推荐的，其他方式会有问题。

• float 变量与“零值”比较

  if(test > -EPSINON) || (test < EPSINON); // EPSINON 为定义好的精度

• 指针变量与“零值”比较

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

• 先处理正常情况后处理异常情况或者说先处理概率大的，再处理概率小的
• 赋值运算不能用在产生 bool 值得表达式上

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

  这样写是错误的，应该这样写

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

2.8. switch case 组合

当嵌套比较少量的分支的时候可以使用 if else 组合，但是当嵌套的分支多的时候就要使用 switch case 组合了，但是也不要刻意去创造一个 switch 变量。

• 每个case 的结尾不要忘了 break; 除非你有意让多个分支重合。
• 最后必须使用 default 分支，也需要 break; 。
• 在 switch case 组合中禁止使用 return 语句。
• switch 表达式不应该是有效的 bool 值，例如下面的表达式是不允许的。

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

• case 后面的值只能是×××或者字符型的常量或者常量表达式。
• case 语句的拍立顺序
  • 按照字母顺序排列
  • 把正常情况放在前面，把异常情况放在后面，并做好注释，哪里是开始，哪里是结束。
  • 把常执行的情况放在前面，不常执行的情况放在后面。
• 没种情况的相关代码要尽量简洁，必要时可以使用函数。

2.9. do while for 关键字

• break 和 continue 的区别
  • break 跳出循环
  • continue 终止本次循环，进入下一次循环
• 多重循环的时候应该把最长的循环放在最内层，最短的循环放在最外层，这样可以有效降低CPU切换循环层数的次数。
• for 循环中，半开区间比闭区间直观，能写成 a < 10，绝不写成 a <= 9。
• 不要在 for 循环体内改变循环变量，否则会导致循环失控，像下面这种代码是不好的。

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

• 循环嵌套控制在3层以内。
• for 循环的控制语句不能包含任何浮点类型的变量。

2.10. goto 关键字

goto 关键字可以在代码中灵活的跳转，存在很大的争议，有的建议慎用 goto ，有的建议不要用。我觉得用得好还是可以用。

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

2.11. void 关键字

void *p = NULL;
int *p_int = NULL;
p = p_int;    //不会报错，是正确的
p_int = p;    //报错，是错误的

• void 修饰函数返回值和函数参数
  • 如果函数没有返回值应该将其声明为 void 类型，函数没有参数也应该将其声明为 void 类型
  • 如果函数的参数可以是任意类型的指针，则声明为 void *

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

• void 不能代表一个真实的变量，例如下面的代码是错的

  void a;
  fun(void a);

2.12. return 关键字

• return 用来终止一个函数，并返回其后跟的值。

  return(value);    //括号可以省略，但一般不省略，尤其是返回一个表达式的值得时候

• return 不能返回指向栈内存的指针，因为该内存在函数体结束的时候就被销毁了。

2.13. const 关键字

• const 修饰的只读变量必须在定义的同事初始化（首先 const 修饰的变量，其次是只读，两层含义）
• 想一想 switch case 中 case 语句后面就可以是 const 修饰的只读变量吗？

先忽略类型，看 const 离谁近就修饰谁

const int *p;           // const *p ，修饰 *p , p 可以改变， p 指向的内容不可变
int const *p;           // const *p ,同上
int * const p;          // * const p ，修饰 p，p 不可以改变，p 指向的内容可以改变
const int * const p;    // const * const p ，第一个 const 修饰 *p，第二个 const 修饰 p，所以 p 和 p 指向的内容都不能改变

• 修饰函数的参数，当不希望函数的参数在函数体中被改变的时候可以使用 const 修饰函数的参数。
• 修饰函数的返回值（const int fun(void)）。
• 在另一个文件引用 const 变量时使用 extern const int i; 声明即可，而不是定义。

2.14. volatile 最易变的关键字

• volatile 关键字和 const 一样，是一种类型修饰符。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，硬件或其他线程。遇到这个关键字修饰的变量，编译器就不对它做优化，每次需要访问的时候都重新去内存中读取。

在这里 volatile 只是告诉编译器 a 的值可能会被改变，需要访问时每次都要重新到内存中去取。

2.15. extern 最会戴帽子的关键字

• 修饰函数和变量，表示函数和变量不是在本文件定义的，在本文件只是使用 extern 声明。

2.16. struct 关键字

空结构体占多大内存？大多数编译器是 1，gcc 是 0。所以不要太相信书本上的东西，一定要自己亲自验证。

• 柔性数组
  • 不要惊讶，C语言中确实有柔性数组这个说法的。
  • C99 中，结构体最后一个成员允许是未知大小的数组，这就是柔性数组。但是柔性数组成员前必须至少有一个其他成员。sizeof 计算的大小不包含柔性数组所占的空间。为包含柔性数组的结构体分配内存要使用 malloc ，并且分配的内存应该大于 sizeof计算的值。

typedef struct st_type{
    int i;
    a[0];
}type_a;
//有些编译器会报错，可以改成
typedef struct st_type{
    int i;
    int a[];
}type_a;

//可以使用下面的代码为柔性数组分配内存，但是分配好之后使用 sizeof 计算结构体的大小依然是不包含柔性数组所占的内存的。
type_a *p = (type_a *)malloc(sizeof(type_a) + 100 * sizeof(int));

//记得用完之后要 free
free(p);

• 结构体里面能不能放函数呢？

2.17. union 关键字

• union 中所有数据成员共用一块内存，同一时间只能存储其中一个数据成员。union 的大小是最大成员所占内存的大小。

  2.17.1. 大小端对 union 类型数据的影响

union {
        int i;
        char ch;
}c;

c.i = 1;

//这时候 ch 只需要一个字节存储，在低地址，如果 ch 的值等于 1， 说明 i 的值得低字节 1 存储在低地址，是小端模式。Ubuntu、Windows 等 x86 架构都是小端模式。

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 关键字

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

• enum_type_name 是自定义的枚举类型，而 enum_variable_name 是 enum_type_name 类型的一个变量。
• sizeof(enum_variable_name) 的值是多少呢？ 想想枚举成员的类型就会知道是 4 了， 空枚举类型的大小也是 4。

2.19. typedef 关键字，最伟大的缝纫师

• typedef 是给已经存在的数据类型取一个别名，而不是重新定义新的数据类型。

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

const stu_2 student_1;    // 其实是 const （struct student *）student_1; 所以 修饰的是 student_1 本身，而不是指向的内容
stu_2 const student_2;    // 其实是 （struct student *）const student_2; 所以 修饰的也是 student_2 这个指针本身，而不是指向的内容

• typedef 和 #define 之间的区别

#defien INT32 int
typedef int INT32_t

unsigned INT32 i = 10;    //没问题，只是替换
unsigned INT32_t j = 10;  //错误，不支持

#defien PCHAR char*
typedef char* pchar

PCHAR ch2, ch3;    //ch2 是 char * 类型，ch3 却是 char 类型
pchar ch3, ch5;    //ch4, ch5 都是 char * 类型

3. 总结

不复习不知道，一复习吓一跳，原来 C语言 关键字还有这么多知识点，以前也没怎么注意，当然不止这些，我只是记录了我认为比较重要而且容易搞混淆的。

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