【读书笔记】c和指针

第三章

1.作用域

1.代码作用域， {}
2.文件作用域，头文件
3.原型作用域，函数传参
4.函数作用域，goto

2.链接属性

external，外部链接，外部源文件也可以访问。

staic修饰完，external变为internal

internal，内部链接，本源文件内有效
none

3.存储类型

1.普通内存
2.运行时堆栈
3.硬件寄存器

1.代码外声明的变量 -> 静态存储。生命周期：程序一直运行就一直存在，而不是每次代码块开始时创建，代码执行完销毁
2.static关键字可以使类型从自动（生命周期是函数体内）变成静态（退出该函数后，尽管该变量还继续存在，但不能使用它）。自动和静态的作用域相同。
3.register，自动变量的声明，存储再硬件寄存器，特点：访问效率高，所以可以吧程序经常访问的指针存储再寄存器中

第六章指针

内存和地址

通过指针访问指向的地址过程叫间接访问或解引用

左值

int a; int *d = &a;都是左值
*d = 10 - *d; 10-*d是右值 *d是左值

指针未初始化

int *a; *a = 12;
未初始化的非法指针，会造成"段违例"或"内存错误"访问未分配给程序的内存位置

NULL指针

可以表示某个特定指针目前未指向任何东西。一般在解引用之前，首先要确保它是NULL指针

间接访问

*&a = 25; <⇒ a = 25;
&会产生a的地址，*操作符访问其地址

指针常量

(int)100 = 25;
指值100从整形转变未『指向整形的指针』

指针的指针

int **c;
int a = 12;
int *b = &a;
int **c = &b;
*c访问c指向的位置，是变量b
**c访问的是【*c】所指向的地址，也就是变量a
间接访问：
a ==> 12
b ==> &a
*b ==> a, 12
c ==> &b
*c ==> b, &a
**c ==> 12, *b, a

指针运算

int *p;
p + 1 +1会加上p类型字节的大小

总结

一个值应该只有一种意思
如果指针指向任何有意义东西，那么设置未NULL

第八章数组

8.1 一维数组

数组具有确定数量的元素，而指针只是一个标量值
当数组在表达式中使用时，编译器才会为它产生一个指针常量
数组名是一个指针常量（除了在sizeof操作符和单目操作符&场合下）

例子：

int a[10];
int b[10];
int *c;
c = &a[0];

c = &a[0]是一个指向数组第一个元素的指针, 等价于c = a;
b = a 是非法的，不能使用一个赋值符把一个数组所有元素复制到另外一个数组，必须使用一个循环复制每一个元素
a = c，非法的，因为a的值是个常量，不能被修改

下标引用

*(b + 3)

b是指向整形的指针
加法运算，指向数组第一个元素向后移3个整数长度的位置
间接引用访问这个新位置，或者取得那里的值（右值），或者把一个新值存储于该处（左值）。

array[subscript] < == > *(array + (subscript))

除优先级外，下标引用和间接访问完全相同

例子：

int array[10];
int *ap = array + 2;

ap ==> array + 2 ⇒ &array[2]
*ap ==> *(array + 2) ==> array[2]
ap[0] ==> *(array + 2) ⇒ array[2]
ap + 6 ⇒ &array[8] ==> array + 8
*ap + 6 ⇒ array[2] + 6（间接访问的优先级高）
*(ap + 6) ⇒ array[8]
ap[6] ⇒ array[8]
&ap 合法，但无法预测编译器会把ap放在array的什么位置
ap[-1] ⇒ array[1]

指针和下标

下标更容易理解
不要为了效率上的细微差别而牺牲可读性
当根据某个固定数目的增量在一个数组中移动时，使用指针变量比使用下标产生效率更高

指针和数组

int a[5];
int *b;

表达式*a是合法的，b是非法的（因为b是一个随机值）
b++可以编译成功，a++不行（a的值是个常量）

作为函数参数的数组名

数组名就是一个指向数组第一个元素的指针
传递给函数的是一份该指针的拷贝
所有传递给函数的参数都是通过传值方式进行的，但数组名参数是通过地址传递的，下标引用实际执行的就是间接访问

声明数组参数

int strlen(char *string);
int strlen(char string[]);

数组形参可以于任何长度的数组匹配 —— 它实际传递的只是指向数组第一个元素的指针
另一方面，这种实现方法使函数无法知道数组的长度，如果函数需要知道数组的长度，他必须作为一个显示的参数传递给函数

自动计算数组长度

int vector[] = {1,2,3,4,5}

如果未声明数组长度，编译器会自动设置长度。

字符数组初始化

// 字符数组的元素
char message[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
// 一个真正的字符串常量
char message[] = "hello";

8.2 多维数组

int c[2][4];
int d[3][6][10];

数组d可以看成3排，6行10列的整形三维数组

指向数组的指针

//合法，vp指针指向 整形的指针
int vector[10], *vp = vector;// 非法m, m是指向整形数组的指针
int m[3][10], *mp = matrix;
// 正确应该这样
int (*p)[10];

作为参数传递的多维数组

void func1(int (*mat)[10]);
void func2(int mat[][10]);

第一维的长度并不需要，因为计算下标值时用不到它，但需要知道第二个及以后各维长度

总结

可读性几乎总大于程序运行的效率
函数的指针形参都应该声明为const
有些环境，register关键字提高程序的运行时效率
多维数组用花括号，提高程序可读性

第九章字符串、字符和字节

不受限的字符串函数

复制字符串

char *strcpy(char *dst, char const *src);

注意：src长度如果大于dst长度会出core（abort）

连接字符串

char *strcat(char *dst, char const *src);

字符串比较

int strcmp(char const *s1, char const *s2);

长度受限的字符串函数

char *strncpy(char *dst, char const *src, size_t len);
char *strncat(char *dst, char const *src, size_t len);
char strncmp(char const *s1, char const *s2, size_t len);

字符串查找基础

查找一个字符

char *strchr(char const *str, int ch);
chra *strrchr(char const *str, int ch);

查找任意几个字符

char *strpbrk(char const *str, char const *group);

查找一个子串

char *strstr(char const *s1, char const *s2);

查找一个字符串的前缀

size_t strspn(char const *str, char const *group);
size_t strcspn(chat const *str, char const *group);

内存操作

void *memcpy(void *dst, void const *src, size_t length);
void *memmove(void *dst, void const *src, size_t length);
void *memcmp(void const *a, void const *b, size_t length);
void *memchr(void const *a, int ch, size_t length);
void *memset(void *a, int ch, size_t length);

总结

应该在使用有符号数的表达式中使用strlen函数
在表达式中混用有符号和无符号数
使用strcpy函数把一个长字符串复制到一个较短的数组中，导致数组溢出
使用strcat函数把一个字符串添加到一个数组中，导致数组溢出
把strcmp函数的返回值当做bool判断
把strcmp函数的返回值与1和-1进行比较
使用并非以NUL字节结尾的字符序列
使用strncpy函数和strxxx族函数混用
忘记strtok函数将会修改它所处理的字符串
strtok函数是不可再入的

第十章结构和联合

直接访问

点操作符(.)

间接访问

箭头操作符(->)

结构体的子引用

1.错误用法，会永无止境递归下去

struct test1 {int a;stuct test1 b;int c;
};

2.正确用法，现在的b是一个指针而不是一个结构

struct test2 {int a;stuct test2 *b;int c;
};

3.错误示例，类型名知道声明的末尾才定义

typedef struct  {int a;stuct test3 *b;int c;
} test3;

不完整的声明

需求：声明一些相互之前存在依赖的结构，其中一个结构包含了另外一个结构的一个或多个成员

struct B;
struct A {struct B *partner;
};struct B {struct A *partner;
};

结构指针和成员

typedef struct {int a;short b[2]
} EX2;
typedef struct EX {int a;char b[3];EX2 c;struct EX *d;
} EX;EX x = {10, "HI", {1, {-1, 23},}, 0}
EX *px = &x;

访问结构成员


// ->优先级大于&，所以不需要使用括号
pi = &px->x;

px->b[1];

px->c.a

px->d->c.b[1]

作为函数参数的结构

通常情况下传递指针比较高效

typedef struct  {char p[];int quantity;float unit_price;float total;
}Transation;
void test(register Transation *trans) {trans->total = trans->quantity *trans->unit_price;
}
// 调用
test(&current_trans);

联合

联合的所有
54w1 1 成员引用的是内存中的相同位置，如果想在不同时刻把不同的东西存储再同一个位置，就用联合

union {float f;int i;
} fi;

第十一章动态内存分配

malloc和free

malloc函数从内存池中提取一块合适的内存，返回一个指向这块内存的指针，但是不会初始化。分配失败返回NULL指针
calloc会初始化
free函数会把内存归还给内存池

void *malloc(size_t size);
void free(void *pointer);

calloc和realloc

void *calloc(size_t num_elements, size_t elements_size);
void  realloc(void *ptr, size_t new_size);

calloc参数包括所需元素的数量和每个元素的字节数，根据这些值，他能计算出总共所需分配的内存
realloc函数可以、扩大或缩小已经分配的内存块大小。如果扩大，在后面增加新的内存块。如果缩小，就把内存尾部的内存拿掉，剩余部分内存的原先内存保留。

常见的动态内存错误

NULL指针的解引用
对分配内存进行操作时越界
释放并非动态分配的内存
试图释放一块动态分配内存的一部分
内存被释放后继续使用

第十三章高级指针话题

指向指针的指针

int i;
int *p
int **ppi;1. printf("%d\n", ppi);  // 自动变量没有被初始化，打印一个随机值。如果是静态变量结果是0
2. printf("%d\n", &ppi);  // 把ppi的地址，以10进制的形式打印
3. *ppi = 5;  // 结果不能预测，因为ppi没有被初始化，所有也不应该执行间接访问ppi = &pi;  // 把ppi初始化为指向p的变量
*ppi = &i; // 把pi初始化为指向变量ii = 'a';
*pi = 'a';
**ppi = 'a'

为什么要对指针间接访问：在某些函数，变量名在函数的作用域内部是未知的，函数拥有的只是一个指向需要修改的内存位置的指针，所以要通过对指针间接访问来修改变量

高级声明

int f;  //整形变量
int *f; //  指向整形的指针int f(); // f是个函数，返回值是一个整数
int *f();   //  f是个函数，返回值是一个指向整形的指针int (*f)(); // f是一个函数指针，指向的函数返回一个整型值
int *(*f)(); // f是一个函数指针，指向的函数返回一个整形指针int *f[];  // f是一个数组，他的元素类型指向整形的指针
int f()[];  //f是一个函数，返回标量值，不能返回数组

函数指针，回调函数

Node *search_list(Node *node, int const value) {while (node != NULL) {if (node->value == value) break;node = node->link;}return node;
}

这个函数只适用值的整数链表，如果在一个字符串链表查询就需要另外编写函数。
解决方案就是函数指针，把一个指向这个函数的指针作为参数传递给查找函数，然后查找函数调用这个函数来执行值的比较。
回调函数：用户把一个函数指针作为参数传递给其他函数，后者将『回调』用户函数