《C陷阱与缺陷》第三章阅读笔记

语义”陷阱“

3.1 指针与数组

C语言中数组值得注意的地方有以下两点：
1.C语言中只有一维数组，而且数组的大小必须在编译期就作为一个常数确定下来。然而，C语言中数组的元素可以是任何类型的对象，当然也可以是一个数组。这样，”仿真“出一个多维数组就不是一件难事。
（注：C99标准允许变长数组（VLA）。GCC编译器中实现了变长数组，但细节与C99标准不完全一致。）
2.对于一个数组，我们只能够做两件事：确定数组大小，以及获得指向该数组下标为0的元素的指针。其他有关数组的操作，实际上都是通过指针进行的。

给指针加上一个整数，如p+1，则p指向下一内存中的数据，而给指针的二进制表示（指针指向的地址）加上同样的整数，实际上是将p指向的地址+1，效果不一样。

如果两个指针指向的是同一个数组中的元素，我们可以把这两个指针相减。若两个指针指向的是不同数组中的元素，即使它们指向的地址在内存中位置正好间隔一个数组元素的整数倍，所得的结果仍然无法保证其正确性。

数组命除了被用作sizeof的参数这一情况外，其他所有情况下数组命都代表指向数组a中下标为0的元素的指针。

二维数组遍历代码如下：

 int i[12][31];int (*p)[31];for (p = i; p < &i[12]; p++){int *dp;for(dp = *p; dp < &(*p)[31]; dp++){*dp = 0;}}

3.2 非数组指针

在使用内存分配函数（malloc）的时候，需要注意的是，如果分配字符串空间，一定要注意’\0’字符，该字符在使用strlen函数求字符串长度的时候会被忽略。使用malloc函数对应的内存用完要使用free函数释放内存。
示例代码如下：

    char *r;char s[] = "Hello";char t[] = "World!";r = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1);if (r != NULL){strcpy(r, s);strcat(r, t);}printf("%s\n", r );free(r);

3.3 作为参数的数组声明

C语言会自动将作为参数的数组声明转换为相应的指针声明。
eg1：

int strlen(char s[])
{
}

与下面的写法完全相同

int strlen(char* s)
{
}

指针并不是所有情况下都指向数组首地址。
eg2：

extern char* hello;

与

extern char hello[];

前者只声明了一个字符型指针，而后者声明了字符数组，二者代表的概念不一样。

3.4 避免“举隅法”

”举隅法“是文学修辞上的手段，以隐喻表示代指物与被指物的相互关系。《牛津英语词典》对”举隅法“(synecdoche)的解释是：以含义更宽泛的词语来代替含义相对较窄的词语，或者相反。

C语言中的一个常见陷阱：混淆指针与指针所指向的数据。
复制指针并不同时复制指针所指向的数据。

3.5 空指针并非空字符串

C语言中将一个整数转换为一个指针，最后得到的结果取决于具体的C编译器实现。存在一个特殊情况0，编译器保证由0转换而来的指针不等于任何有效指针。

    char *p;
//    p = (char*)3;
//    p = NULL;p = (char*)0;printf("%s\n", p);  //未定义行为
//    printf("%d\n", p);    //打印出具体数字

3.6 边界计算与不对称边界

此处存在”栏杆错误“，也常被称为”差一错误“（off-by-one error）
避免”差一错误“的两个通用原则：
1.首先考虑最简单情况下的特例，然后将得到的结果外推
2.仔细计算边界，绝不掉以轻心
eg1:

static char buffer[N];
static char *bufptr;
char* clearbuffer(char* source);
void bufferwrite(char* source, int len)
{char* data = source;while (len > 0){
//        if (N - (&buffer[N] - bufptr) < N)
//        {
//            *bufptr++ = *data++;
//            len--;
//        }
//        else
//        {
//           bufptr = clearbuffer(buffer);
//        }if (bufptr == &buffer[N]){int l = sizeof(buffer);bufptr = clearbuffer(buffer);}else{int k, rem;rem = N - (bufptr - buffer);k = len > rem? rem:len;memcpy(bufptr, data, k);bufptr += k;data += k;len -= k;}}
}
char* clearbuffer(char* source)
{memset(source, 0, N);return source;
}

3.7 求值顺序

C语言中只有”&&“、”||“、”? :“、”,“四个运算符，存在贵定的求值顺序。
”&&“运算符和”||“运算符首先对左操作数求值，只在需要时才对右操作数求值。
运算符”? :“有三个操作数：在a?b:c中，操作数a首先被求值，根据a的值再求操作数b或者操作数c的值。
逗号操作符首先对左操作符求职，然后该值被”丢弃“，再对右操作数求值。
(注：分隔函数参数的逗号并非逗号运算符。例如,x和y在函数f(x,y)中的求值顺序是未定义的，而在函数g((x,y))中是确定的，先求x后求y。在后一个例子中，函数g只有一个参数，这个参数的值是这样求到的，先求x的值，然后x的值被”抛弃“，接着求y的值。)
C语言中其他所有运算符对其操作数求值的顺序是未定义的，特别地，赋值运算符并不保证任何求值顺序。

3.8 运算符&& || 和！

C语言中有两类逻辑运算符，某些时候可以互换：按位运算符& |和~。以及逻辑运算符&& ||和！。
逻辑运算符&&和||在左侧操作数的值能够确定最终结果时根本不会对右侧操作数求值。
运算符&左右两边的操作数都必须被求值。

3.9 整数溢出

C语言中存在两类整数运算，有符号运算与无符号运算。在无符号运算中，没有所谓的”溢出“一说。所有无符号运算都是以2的n次方为模，这里n是结果中的位数。如果超出表示范围，则从0开始继续运算。
如果算术运算符的一个操作数是有符号整数，另一个操作数是无符号整数，那么有符号整数会被转换成无符号整数，”溢出“也不可能发生。
当两个操作数都是有符号整数时，”溢出“就有可能发生，而且”溢出“的结果时未定义的。

3.10 为函数main提供返回值

函数如果未显示声明返回类型，那么函数返回类型的默认类型是整型。
main函数的返回值在不使用的情况下无关紧要，如果返回值表示函数是否执行成功，则需要明确具体的返回值，不能不写返回值，否则有可能系统会判断函数执行失败。