基础知识篇

ASCII码

主要以下几点记住比较好

• A-Z 65-90
• a-z 97-122
• 对应的大小写字母差值32
• "\n"对应的ASCII是10
• 0-31这些特殊字符不可以在标准输出上打印

sizeof表达式

用法

1. sizeof (类型)
2. sizeof 表达式(表达式可以不加括号)

返回结果size_t

size_t返回的是对象所占内存大小，单位是字节，不过size_t在表示的可能的是unsigned int，也可能是unsigned long，unsigned long long，具体取决于平台，这也增加了代码的可移植性，因为size_t总代表当前平台size_t返回类型

sizeof返回的表达式不计算

inta=1,b=2;printf("%d",sizeof(b=a+1));//4，int的大小printf("%d",b);//2，上面的运算不进行

原因是在编译时就完成处理了，表达式的运算要在运行期间进行，所以自然就不计算了

signed 和 unsigned

是否有符号，用第一位二进制位表示正负，因此无符号在正数范围内表示范围大了一倍

值得注意的是，int 等价于signed int，但是chat 不等价与signed char，具体有环境确定

printf

左对齐与右对齐

printf默认右对齐，前面用空格填充，如果想要左对齐，使用‘-’

printf("%-5d",2);

最小宽度和小数位数的参数传入

printf("%*.*d",5,2,2);//输出结果 2.00

输出部分字符串

printf("%.5s\n","hello world");//输出结果 hello

参数个数问题

printf中占位符的个数与参数个数一一对应，有n个占位符，printf就有(n + 1)个参数，因为
前面制定的format也是参数

返回值

intprintf(constchar*format,...);

返回的是屏幕上打印字符的个数，比如以下程序，输出的结果是4321

printf("%d",printf("%d",printf("%d",43)));

scanf

使用方式

对于想要存入的变量，比如int char float…这些需要传址调用，而对于指针类变量，比如字符串，就不需要，因为他本身可以看作指向字符串第一个字符的指针

读取模式

用户进行输入时，会将输入内容存入缓冲区，当用户按下回车时，开始根据占位符进行解读，直到解读完毕或者出现错误

同时，scanf会自动过滤空白字符，比如换行符、制表符、回车符等等，直接从其他字符读取

//input: -13.45e12#0inta;floatb;scanf("%d",&a);printf("%d\n",a);//-13scanf("%f",&b);printf("%d\n",b);// .45e12

返回值

scanf返回成功读取到的数据的个数，全部匹配失败返回0，读取错误或者读取到文件结尾返回EOF(end of file)

%c 和 %s

这是两个比较特殊的

• %c 不忽略空白字符，接受读取到的第一个字符，如果要强制忽略的话，采取

chara;scanf(" %c",&a);

• %s 读取字符串时，遇到空白字符就停止，想要读取句子，就要多个%s一起使用，同时，%s
  在存储时，会在字符串末尾加上’\0’;

赋值忽略符

scanf("%d/%d/%d",&str);scanf("%d-%d-%d",&str);scanf("%d%*c%d%*c%d",&str);

这样，前两句能读取得第三句都可以读取，因为%*c表示这里读取的字符不存储

if else语句的悬空else问题：

inta=0,b=1;if(a==1)// (1)if(b==1)//(2)printf("a");elseprintf("b");

这里else语句就是悬空的else，他会与最近的if匹配，即(2)

因此上面的语句不会输出任何内容

switch语句

• 没有break就一直往下执行
• 只有整形表达式可以做switch的判断依据
• default和case的位置关系没有规定，只不过一般推荐default写在最后

rand与srand

• rand是C语言中常用的随机数产生算法，但这是伪随机，对传入的数字（“种子”）进行一系列确定的运算后得到一个“随机数”
• 因此，只要给定的种子是随机的，产生的数字也就是随机的，常用的种子有time和设备随机数（cpp）
• time传入null时，返回当前时间与1970年1月1日0时0分0秒的差值，以秒为单位，返回结果的类型是time_t，是32位或者64位的随机数。

作用域和生命周期的概念

• 作用域
  程序中的变量并不是一直有效，限定这个变量有效的代码区间，就是这个变量的作用域
• 生命周期
  从申请内存到内存回收的时间区间就是一个变量的生命周期

static修饰

static修饰变量表示该变量为静态变量，存储在内存的静态区，生命周期与程序相同

static修饰，无论是变量还是函数，都只在本文件中有效，extern关键字也无法改变这一属性

函数栈帧与栈溢出

函数被调用时，需要在内存的栈区开辟一块空间来存放调用过程中局部变量，只要不返回空间就不释放，这就是函数栈帧；而如果栈空间被打满了，比如函数递归调用过深，就会出现栈溢出(stack overflow)，导致程序被操作系统杀死

源码、反码、补码

对于正数来说三者相同，对于负数来说三者不同

源码按位取反后得到反码，反码+1后得到补码，在内存中存放的也是补码

原因：cpu只有加法器，没有加法器，通过补码就可以使用“加法”处理减法，避免额外的电路设计

逻辑右移和算术右移

逻辑右移符号位补0，算术右移补原符号位;

整形提升

对于char，short这些长度比int（4）小的类型来说，参与运算时，因为cpu中整形运算器一般处理长度为4，并且这也是寄存器的处理长度，所以这些类型会被提升为int的长度
提升方式：对于有符号的类型，用原符号位补全，对于无符号的类型，使用0来进行补全

变长数组的“变长”

变长数组的“变长”之的并不是长度的可变性，指的是数组的大小有变量或者是表达式所确定，因此他的大小是在运行时确定的，而且确定后不会发生改变

函数的定义与声明的关系

• 所谓定义就是写出来这个函数需要进行怎样的操作，而声明就是告诉编译器有怎么样的一个函数
• 如果函数的定义写在使用之前，就不需要声明；否则，需要先声明后使用，否则连接报错

intadd(intx,inty);//定义在使用之后，先声明后使用intmain(){inta=add(1,2);return0;}intadd(intx,inty){returnx+y;}

const 修饰指针变量

一句话概括：const 在 * 左边，指针指向的变量不可修改；const 在 * 右边，指针变量
本身不可修改

关于数组名的理解

数组名代表了数组首元素的地址，但是在sizeof和&上有区别

intarr[10]={0};printf("%p",sizeof(arr));printf("%p",&arr);printf("%p",&arr+1);printf("%p",&arr[0]);

&加上数组名，取出的是整个数组的地址，因此进行指针+常数的运算时，跳过的是整个数组的地址

而sizeof(数组名)，计算的是整个数组的大小

[]下表引用操作符，可以理解为先移动，在解引用，例如arr[5]可以理解为*(arr + 5);

用二级指针模拟二维数组

所谓二级指针，其实就是指向指针的指针，而无论二维数组，还是以为数组，在内存中存放时，
其空间上都是连续的

intarr1={1,2,3};intarr2={4,5,6};intarr3={7,8,9};intarr4={arr1,arr2,arr3};

这里形成的arr4就是模拟的二维数组，只不过arr4每一行在空间上连续，但是行与行之间大概率是
分散的，而真正的二维数组无论行内还是行间都是连续的

二维指针数组的传参，这里可以引入指针数组的概念，即指向一个数组的指针

int(*parr)[10];//这就是一个数组指针，指向一个大小为10的数组voidfunction(intarr[2][3]);//这就是一个二维数组的传参，接受一个两行三列的指针数组voidfunction1(int(*arr)[3]);//这也是二维数组的传参方式，指向一个（首个）数组(二维数组的行)

字符指针变量

charstr1[]="hello world";charstr2[]="hello world";constchar*str3="hello world";constchar*str4="hello world";if(str1==str2)printf("1");if(str3==str4)printf("2");

以上程序只会输出2，原因是c和cpp会把常量字符串存放在单独的内存区域，所以str3和str4两个
指针会指向同一块内存；但是如果用常量字符串去初始化字符数组的话，就会单独初始化一块新的内存空间，所以str1和str2代表了不同的数组首元素地址

指针大练兵：手撕qsort

参考代码如下:

intcmp_func(void*p1,void*p2){return(*(int*)p1-*(int*)p2);}voidswap(void*p1,void*p2,intsz){for(inti=0;i<sz;i++){chartmp=*((char*)p1+i);*((char*)p1+i)=*((char*)p2+i);*((char*)p2+i)=tmp;}}voidmy_qsort(void*base,intcount,intsz,int(*cmp_func)(void*,void*)){for(inti=0;i<count-1;i++){for(intj=0;j<count-i-1;j++){if(cmp_func((char*)base+j*sz,(char*)base+(j+1)*sz)>0){swap((char*)base+j*sz,(char*)base+(j+1)*sz,sz);}}}}

面试中常考的手撕函数

strlen

这个是最经典的之一，《高质量的C/C++编成指南》中林锐老师就提过自己关于strlen函数在面试时的手撕经历。。。

intstrlen(char*str){if(str==NULL){return0;}char*begin=str;while(*str!='\0'){str++;}returnstr-begin;}

strcpy

char*strcpy(constchar*src,char*des){assert(src!=nullptr&&des!=nullptr);char*ret=des;while((*des++=*src++));returnret;}

strcat

char*strcat(char*des,constchar*src){assert(des!=NULL&&src!=NULL);char*ret=des;while(*des){des++;}while((*des++=*src++));returnret;}

strcmp

intstrcmp(constchar*str1,constchar*str2){assert(str1!=NULL&&str2!=NULL);while(*str1==*str2){if(*str1=='\0')return0;str1++;str2++;}return*str1-*str2;}

strstr

char*strstr(constchar*str1,constchar*str2){char*cp=(char*)str1;char*s1,*s2;if(!*str2){returnNULL;}while(*cp){s1=cp;s2=(char*)str2;while(*s1&&*s2&&*s1==*s2){s1++;s2++;}cp++;}returnNULL;}

strtok

char*strtok(char*str,constchar*sep);//使用方式：例如下面获取ip信息的过程intmain(){charip[]="172.17.0.1";for(str=strtok(ip,".");str!=NULL;str=strtok(NULL,".")){printf("%s",str);}return0;}

memcpy 和 memmove

这两个很相像，但是前者对于重合内存的处理是未定义行为，后者可以处理重叠内存

memcpy模拟实现

void*memcpy(void*des,constvoid*src,intnum){void*ret=des;while(num--){*((char*)des)=*((char*)src);des=(char*)des+1;src=(char*)src+1;}returnret;}

memmove的模拟实现

void*memmove(void*des,constvoid*src,intnum){void*ret=des;if(des<=src||(char*)des>=(char*)src+num){while(num--){*((char*)des)=*((char*)src);des=(char*)des+1;src=(char*)src+1;}}else{des=(char*)des+num-1;src=(char*)src+num-1;while(num--){*((char*)des)=*((char*)src);des=(char*)des-1;src=(char*)src-1;}}returnret;}

另外还有两个函数memset 和 memcmp

void*memset(void*des,intvalue,intnum);intmemcmp(constvoid*p1,constvoid*p2,intnum);

结构体相关

位段

不跨平台

这是位段的性质，需要注意

写法

structA{char_a:1;char_b:5;int_c:2;}

大小

位段空间的开辟以四个字节或者一个字节为单位

地址问题

因为位段实现的效果就是几个变量公用一个字节存储，所以会有一些变量的存储位置不是字节的起始位置，因此不能通过取地址的方式进行赋值（比如scanf）

可以采用的方式:

intnum_a=1;A a;a._a=num_a;

联合体

Union，与结构体的区别是各个成员变量公用统一块空间，因此可以通过联合体来判断当前机器的大小端字节序

之的注意的是，联合体也遵循结构体的的内存对齐原则

Union A{chara;intb;};/*01 00 00 00*/intmain(){Union A a;a.b=1;if(a.a==1)printf("小端");}

内存分配

• 内核空间：这个区域用户代码无权修改
• 栈区：在内核空间之上，主要存储局部变量，向下增长
• 内存映射段：文件映射、动态库等，向栈区和堆区伸展
• 堆区：动态内存，向上增长
• 数据段：主要存储全局变量和静态变量
• 代码段：主要存放只读常量(比如字符串)和二进制代码

柔性数组

C99之后支持的，在结构体各个成员变量的最后，允许一个大小不固定的数组的存在，可以通过动态内存的方式来改变其大小

输入输出函数

stdin和stdout

printf和scanf，最常用，不必多说

文件相关

文件打开关闭函数

fopen用于打开文件，返回一个FILE* 类型的文件指针，用于对文件的读写操作，具有两个参数，一个是文件名，另一个是打开方式，常见的打开方式有，其实就是 排列组合的方式。。。

对于打开失败的文件，返回NULL

对于关闭，使用fclose(FILE*);

写入函数

• fputc 和 fputs，用于文件的写入，使用方法为写入内容+文件指针，两者主要区别是前者是char，后者是char*
• fwrite，用于文件的二进制写入，需要传入写入内容，写入单元大小，写入单元数目，以及文件指针
• fprintf，针对所有输出流，使用方法类似于printf，不过需要先传入文件指针或者输出目标

读取函数

• fgetc 和 fputc，两者依旧是字符和字符串的区别，传入文件指针，用buffer来接收返回值
• fread，二进制读取，第一个参数是buffer，其他与fwrite相同
• fscanf，格式化输入，针对所有输入流，类似于scanf，也需要先知名目标输入流

随机读写函数

其实就是定位文件指针的位置

• fseek，指明文件指针的便宜量，需要传入文件指针、偏移量、选项
• ftell，获取文件指针位置，传入文件指针即可，返回size_t
• rewind，将文件指针回其起始位置

读写情况判断

判断文件读取是否因为读到了EOF结束，采用feof()，而是否读写出错需要通过ferror

字符串操作函数

主要是两个格式化输入输出字符串函数: sprintf, sscanf，使用方法也基本与printf和scanf一样，只不过加上输入输出对象

函数示例

#defineSIZE5intmain(){FILE*pf=fopen("log.txt","w+");if(pf==NULL){return1;}fputs("hello world",pf);fseek(pf,5,SEEK_SET);fputs("hello world",pf);fseek(pf,0,SEEK_END);intpos=ftell(pf);printf("ths size of the file currently is %d",pos);rewind(pf);inta;while((a=fgetc(pf))!=EOF){putchar(a);}if(ferror(pf)){printf("I/O fail\n");}elseif(feof(pf)){printf("read successfully\n");}charfirst_word[50];fscanf(pf,"%s",first_word);printf("the first word is %s\n",first_word);fclose(pf);pf=fopen("arr.txt","wb+");if(pf==NULL){return1;}doublenums={1.,2.,3.,4.,5.};fwrite(nums,sizeof(*num),SIZE,pf);doublebuffer[SIZE];intread_num=fread(buffer,sizeof(*buffer),SIZE,pf);if(read_num!=SIZE){charerrmsg[50];sprintf(errmsg,"the errmsg is %s","文件字符读取数目出错");printf("%s",errmsg);}for(inti=0;i<SIZE;i++){printf("%d ",buffer[i]);}return0;}

宏

末尾‘；’问题

最好不要加，有可能会导致在预处理阶段展开错误

#

可以将宏的一个参数替换为字面量，比如想实现一个宏完成对变量的值的打印

#definePRINT(n)printf("the val of "#n" is %d",n)

##

起到一个粘合剂的作用，把两边“粘”到一起

#defineMAX_FUNC(type)type type##_func(type a,type b){returna>b?a:b;}MAC_FUNC(int)

这样就完成了定义一个函数int_func，返回两个整形的较大者

做题提醒

因为宏其实就是在预处理时完成文本替换，所以一定要注意操作符的优先级与结合性

/* 比如下面的宏，预处理后是4 * A + B，而不是4 * (A + B) */#defineMAXA+Bchar*buffer=(char*)malloc(sizeof(int)*MAX);