关于Linux C的初级编程，在麦子学院上对应于5小节的课程：

c语言语法概述
c语言内存操作
c语言函数使用
linux 操作系统基础
GNU工具简介

因为内容有点多，本篇文章主要总结了前3节的C语言基础部分。
后2节的linux部分请看下一篇文章：https://blog.csdn.net/QiHsMing/article/details/85961964

c语言语法概述

GCC的使用及其常用选项介绍

GCC 的意思也只是 GNU C Compiler 而已。经过了这么多年的发展，GCC 已经不仅仅能支持 C 语言；它现在还支持 Ada 语言、C++ 语言、Java 语言、Objective C 语言、Pascal 语言、COBOL语言，以及支持函数式编程和逻辑编程的 Mercury 语言，等等。而 GCC 也不再单只是 GNU C 语言编译器的意思了，而是变成了 GNU Compiler Collection

GCC的常用命令：
详细教程请查看：https://blog.csdn.net/typename/article/details/8170213

	命令	描述
1	gcc mian.c	指定输出可执行文件的名字执行完上面这句命令，会在当前目录下输出一个名为a.out的可执行文件。
2	gcc -o main main.c	使用 -o选项可以指定输出的可执行文件名称, -->预处理+编译 +汇编 +链接
3	gcc -Wall main.c -o main	让所有编译警告都显示出来
4	gcc -E main.c > main.i	只输出预编译结果
5	gcc -S main.c > main.s	输出汇编代码 -->预处理+编译
6	gcc -C main.c	输出编译后的代码,生成.maino文件 -->预处理+编译 +汇编
7	gcc -save-temps main.c	输出所有的中间代码(a.out main.c main.i main.o main.s)
8	gcc -Wall main.c -o main -lpthread	链接共享库(动态链接库)指定编译选项 -lxxx,比如使用多线程需要链接 -lpthread共享库
9	gcc -Wall -v main.c -o main	打印输出有个执行过程的信息使用-V选项
10	gcc -Wall -ansi main.c -o main	指定编译选项-ansi，支持ISO C89 programs.
11	gcc -Wall -funsigned-char main.c -o main	指定编译选项 -funsigned-char选项将char类型解释为unsigned char类型
12	gcc -Wall -fsigned-char main.c -o main	指定编译选项 -fsigned-char选项将unsigned char类型解释为 char类型
13	gcc -Wall -D MY_MACRO main.c -o main	指定-D选项开启编译时的宏
14	gcc -Wall -Werror main.c -o main	将编译警告转换成错误
15	gcc main.c @opt_file	通过文件指定编译选项，指定@编译选项

c语言常见错误

c语言常见错误有以下几类：

预处理错误：一般是找不到头文件。
编译错误：语法错误，内存错误。
链接错误：原材料不够，原材料多了。

预处理

关键字	用法	意义
include	#include 头文件	包含头文件
define	#define 宏名宏体	相当于常量，不进行语法检查
ifdef else endif	#ifdef 宏名 #else 宏体 #endif	常与gcc -D同时使用

条件编译的使用代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
ifdef ABCprintf(“====%s====”,__FILE__);
#endifprintf("Hello World !");return 0;
}

编译时，使用gcc -D命令：

gcc -DABC -o test 003.c

预定义宏

__FUNCTION__ //函数名
__LINE__            //行号
__FILE__            //文件名

预定义宏的使用代码：

#include<stdio.h>
int fun()
{int a;printf(" the %s,%s,%d\n",__FUNCTION__,__FILE__,__LINE__);return 0;
}
int main()
{fun();return 0;
}

宏展开下的#与##的使用

#  字符串化
##   宏序列化

格式：

#define   ABC(x)     #x
#define   ABC(x)    day##x

#的使用代码：

 #include <stdio.h>#define ABC(x)   #xint main(){printf(ABC(ab\n));        //相当于printf("ab\n")   输出ab\nreturn 0; }

##的使用代码：

 #include <stdio.h>#define DAY(x)   day##xint main(){int day1 = 10;int day2 = 20;printf("the day is %d\n",DAY(1));     //输出10return 0; }

C语言常用关键字及运算符操作

关键字
关键字概念：编译器预先定义了一定意义的字符串。

sizeof：编译器给我们查看内存空间容量的一个工具。
return：定义函数的返回值。

数据类型关键字：限制内存大小的关键字。

常用的数据类型有

数据类型	位宽
char	8bit
short	16bit
int	32bit
long	64bit
float	23bit
double	64bit

自定义数据类型：struct,union,enum,typedef。
struct结构体：元素之间的和

struct   结构体名{
成员1
成员2
...
}

union联合体：元素之间的累积，首地址共用。

union结构体名{
成员1
成员2
...
}

enum枚举：被命名的整形常量的集合。

enum 枚举名 { 常量列表}例：enum week{Mondey = 0, Tuesday = 1, Webnesday = 2, Thursday, Friday, Saturday,Sunday};

typedef：数据类型的别名。

逻辑结构：
逻辑结构包括：

a. 判断语句：if-else 、switch-case
b. 循环语句：do-while、for
c. 中断：continue、break、goto

类型修饰符：对内存资源存放位置的限定，资源属性中位置的限定。有：register,static_const,volatile。

运算符

a.算术操作运算：+、-、、/、%、mod。
b.逻辑运算：&&、||、>、>=、<、<=、！、？:
c.位运算：~、&、|、^、<<、>>
赋值运算：=、+=、-=、&=
内存访问符：()、[]、｛｝、->、&、

C语言内存空间的使用

指针

指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向（points to）存在电脑存储器中另一个地方的值。

指针变量 的大小由它的数据类型决定。指针的数据类型不同，可以导致取地址的内容不同。

例：

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 0x12345678;int *p1;char *p2;p1 = &a;p2 = &a；printf ("the p1 is %x\n",*p1);printf ("the p2 is %x\n",*p2);
｝

编译后，运算结果：

指针+修饰符

修饰指针的修饰符有：const、volatile、typedef。
1）const :常量，只读。

写法1：const char *p；通常修饰常用的字符串
写法2：char * const P；通常修饰硬件资源
写法3：const char *const p；通常修饰地址不可变且内容不可变的ROM

例1：指针指向的内容被非法访问了

#include <stdio.h>int main()
{char *p = "Hello World !";  printf("the one is %x\n",*p);*p = 'a';printf("the %x\n",p);
}

运行结果：

例2：指针操作数组

#include <stdio.h>int main()
{char *p = "Hello World !";char buff[] = {"Hello World !"};char *p1 = buff;printf("the one is %x\n",*p1);*p1 = 'a';printf("the %s\n",p1);
}

运行结果：

例3：const 修饰的指针变量不能改变

#include <stdio.h>int main()
{const char *p = "Hello World !";char buff[] = {"Hello World !"};char *p1 = buff;printf("the one is %x\n",*p1);*p = 'a';printf("the %s\n",p1);
}

运行结果：

volatile：防止优化指向内存地址
typedef：为指针变量起别名

指针+运算符

在指针中的运算符有：（1）加减运算符（2）逻辑运算符

（1）加减运算符：指针的加法减法运算，实际上加的是一个单位，单位的大小可以使用sizeof(p[0]),运算符有：++ 、–。

例：指针+运算符加减

#include <stdio.h>int main()
{int a = 0x123456789;int b = 0x99991199;int *p1 = &b;char *p2 = (char *)&b;printf("the p1+1 is %x,%x,%x\n",*(p1+1),p1[1],*p1+1);printf("the p2+1 is %x\n",p2[1]);
}

运行结果：

（2）逻辑运算符：运算符有：>=、<=、==、！=

多级指针

多级指针：指向存放地址的地址空间。
例：

#include <stdio.h>int main(int argc,char **argv)
{int i = 0;while(argv[i] != NULL){printf("the argv[%x] is %s\n",i,argv[i]);i++;}return 0;
}

运行结果：

数组

数组：内存分配的一种形式。

数组空间的初始化
一般原则，数组空间的赋值是按照标签逐一处理，但这样赋值的工作量比较大；让编译器进行自动处理，就是空间初始化。

数组初始化方式：

方式一： char buf[] =“abc”;
方式二：char buf[10] = “abc”;

指针数组：数组中存放的是一组指针地址

数组名的指针保存

例1：定义一个指针，指向int a[10]的首地址
int a[10];
int *p a;

例2：定义一个指针，指向int b[5][6]的首地址
int b[5][6];
int (*p)[5]

结构体字节对齐

合理的内存对齐可以提高访问效率。为使CPU能够对数据进行快速访问，数据的起始地址应具有“对齐”特性。比如4字节数据的起始地址应位于4字节边界上，即起始地址能够被4整除。

关于结构体字节对齐具体参考：https://www.cnblogs.com/clover-toeic/p/3853132.html

例：

#include <stdio.h>struct csi{char  a;short b;int c;
};struct cis{char a;int c;short b;
};int main()
{struct csi buf1;struct cis buf2;   printf("csi : cis is %lu：%lu\n",sizeof(buf1),sizeof(buf2));return 0;
}

运行结果：

内存分布

内存分布:https://www.cnblogs.com/yanhewu/p/8360541.html
https://blog.csdn.net/xyh930929/article/details/79496659

典型的C语言程序内存表示分区共有5个部分：

① 正文段 Text segment
② 已初始化数据段（数据段）Initialized data segment
③ 未初始化数据段（bss）Uninitialized data segment
④ 堆 Stack
⑤ 栈 Heap

内存区域	存放	作用
text 段	字符串常量和函数体的二进制代码	通常可共享，只读
data段	已初始化全局变量、静态变量	通常是指用来存放程序中已初始化的全局变量的一块内存区域。数据段属于静态内存分配。
bss段	未初始化全局变量、静态变量	通常是指用来存放程序中未初始化的全局变量的一块内存区域。BSS段属于静态内存分配。（注意：即使是赋值为0也是未初始化！）
Stack	malloc内存分配	用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。
Heap	局部变量、在函数调用时的形参和返回值	为最近被调用的函数分配自动变量和临时变量的存储空间

具体分布图

C语言函数的使用

函数的概述：一堆代码的集合，具有复用性。
函数的三要素：①函数名②参数③返回值

1. 形参与实参
在代码中，函数有两种形式：调用者和被调者。

调用者：

  函数名(要传递的数据)         //实参

被调者：

函数名(接收的数据)                //形参
{函数的具体实现
}

函数实参形参拷贝举例：

运行结果：

2. 值传递、地址传递和连续空间传递

传递：实参和形参的数据传递

① 值传递：将实参的数据copy给形参，不改变实参的数据，函数调用完后，形参数据销毁。

值传递的作用：上层调用者保护自己的空间值不被修改。

值传递示例：

运行结果：

② 地址传递：将实参的地址传给形参。形参的数据被修改的同时，实参的数据也会被修改。

地址传递的作用：上层调用者，让下层函数修改自己的空间值。
注意：static修饰的变量进行传参的，都是地址传递。
地址传递示例：

运行结果：

③连续空间传递：包括数组空间传递和结构体空间传递，连续空间的传递大都是地址传递。

数组空间传递：都是地址传递

int abc[10];         //定义实参：
fun(abc);形参：
void fun(int *p)                等价于         void fun(int p[10])

结构体空间传递：

struct abc {int a,int b,int c};              //定义
struct abc buf;                             //别名实参：
fun(buf);                                   //值传递
fun(&buf);                                  //地址传递形参：
void fun(struct abc a)                      //值传递
void fun(struct abc *a)                     //地址传递

面试常见的知识点：

1）宏定义，可以是表达式，编译过程中已经计算了表达式

#define SECOND_OF_YEAR (365*24*3600)UL

2）数据声明

用变量a给出下面的定义

①一个整形数
int a;
②一个指向整型数的指针
int *a
③一个指向指针的指针，它指向的指针是指向一个整型数
int **a
④一个有10个整型数的数组
int a[10]
⑤一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型数的
int *a[10]
⑥一个指向有10个整型数数组的指针
int (*a)[10]
⑦一个指向函数的指针，该函数有一个整形参数并返回一个整形数
int * fun(int a);
⑧一个有10个指针的数组，该指针指向一个函数，该函数有一个整型参数并返回一个整形数
int (*fun[10])(int a)
3）修饰符：

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