一、C語言程序的構成

與C++、Java相比，C語言其實很簡單，但卻非常重要。因為它是C++、Java的基礎。不把C語言基礎打扎實，很難成為程序員高手。

1、C語言的結構

先通過一個簡單的例子，把C語言的基礎打牢。

C語言的結構要掌握以下幾點：

(1)C語言的注釋是/* ··· */，而不是//···，//是C++的單行注釋，有的C語言版本也認可。

(2)C語言區分大小寫，每句以分號結尾。

(3)C語言程序是從main函數開始的。函數的返回值如果缺省則為int，而不是void。

(4)函數必須用return來返回。即使void類型也不建議省略。

(5)使用函數時須包含相應的頭文件。自定義的頭文件用雙引號，C語言自身的頭文件用

2、main()函數的寫法與含義

main()的參數和返回值全部省略，這和上例含義相同。省略寫法是一種很不好的習慣。

main()的參數是一種不限個數的寫法，argc代表參數的個數，真正的參數是放在argv[]數組里面的。注意：當數組當參數用時，數組被降格為指針。初學者先照著樣子寫，以后小雅會詳細說明指針和數組的區別。

3、頭文件的意義

每個C程序通常分為兩個文件。一個文件用于保存程序的聲明(declaration)，稱為頭文件。另一個文件用于保存程序的實現(implementation)，稱為定義(definition)文件。

C程序的頭文件以“.h”為后綴，C 程序的定義文件以“.c”為后綴。

頭文件的內容也可以直接寫C程序中，但這是很不好的習慣。許多初學者用了頭文件，卻不明其理。在此略作說明。

(1)通過頭文件來調用庫功能。在很多場合，源代碼不便(或不準)向用戶公布，只要向用戶提供頭文件和二進制的庫即可。用戶只需要按照頭文件中的接口聲明來調用庫功 能，而不必關心接口怎么實現的。編譯器會從庫中提取相應的代碼。

(2)頭文件能加強類型安全檢查。如果某個接口被實現或被使用時，其方式與頭文件中 的聲明不一致，編譯器就會指出錯誤，這一簡單的規則能大大減輕程序員調試、改錯的 負擔。

關于頭文件的內容，初學者還必須注意。

(1)頭文件中可以和C程序一樣引用其它頭文件，可以寫預處理塊，但不能寫語句命令。

(2)可以申明函數，但不可以定義函數。

(3)可以申明常量，但不可以定義變量。

(4)可以“定義”一個宏函數。注意：宏函數很象函數，但卻不是函數。其實還是一個申明。

(5)結構的定義、自定義數據類型一般也放在頭文件中。

(6)#include ，編譯系統會到C語言固定目錄去引用。#include "filename.h"，系統一般首先在當前目錄查找，然后再去環境指定目錄查找。

4、好的風格是成功的關鍵

版本申明、函數功能說明、注釋等是C語言程序的一部分。不養成很好的習慣則不能成為C語言高手(專業人員)。

二、比較、邏輯、位運算符

只有類型相同(或C語言能自動轉換)的表達式才能比較，如果類型不同就必須用函數轉換。例如：判斷一字符串的長度是否等于10，就要用strlen()將字符串的長度求出來變成了整型，才能和10比較。

比較運算符只有6個，即：等于(==)、不等于(!=)、大于(>)、小于(=)、小于等于(<=)。比較運算符也叫關系運算符。

邏輯運算符只有3個，即：與AND(&&)、或OR(||)、非NOT(!)。

位運算符只有6個，即：與AND(&)、或OR(|)、非NOT(~)、異或XOR(^)、左移ShiftLeft(<>)。

三、數組

(1)數組名也是一變量名，定義時須指定類型和長度。

(2)長度可以方括號中直接指定，也可以通過賦值來間接指定。

(3)數組可以在定義時直接賦值，也可以定義時不賦值，之后再賦值。

(4)當使用超出范圍的值時，編譯不出錯，但運行會出錯。(上例運行時出錯后，選“忽略”后得到的結果)

數組的地址

弄清數組地址對使用數組有很大好處，另外，有的函數的參數是指針(如scanf函數)，如果要用數組的某一元素作參數，就必須知道其地址。

1.數組iArr是int類型，所以它的地址是按4字節遞增。

2.數組cArr是char類型，所以它的地址是按1字節遞增。

3.數組元素的地址是通過數組元素前面加“&”來取得。(如：&iArr[3])

4.數組名單獨使用時，代表該數組的首地址。(iArr等同于&iArr[0])(注意：以后使用指針會經常用到這一點)

四、字符數組和字符串的重定義

字符數組就是字符串嗎？有人說是，因為書上這么寫，教師也這么教的。小雅不敢說書上或教師們錯了，但至少可以說許多初學者都混淆了這兩個概念。因此，在這此將這2個概念再明確一下。

1.字符數組，完整地說叫字符類型的數組。字符數組不一定是字符串。

2.字符串是最后一個字符為NULL字符的字符數組。字符串一定是字符數組。

3.字符數組的長度是固定的，其中的任何一個字符都可以為NULL字符。

4.字符串只能以NULL結尾，其后的字符便不屬于該字符串。

5.strlen()等字符串函數對字符串完全適用，對不是字符串的字符數組不適用。

從上面例子看來，還要注意以下幾點：

(1)char sArr[] = "quanxue";這種方式，編譯時會自動在末尾增加一個NULL字符。

(2)NULL字符也就是'\0'，在ASCII表中排在第一個，用16進制表示為0x00。

(3)sizeof()運算符求的是字符數組的長度，而不是字符串長度。

(4)strlen()函數求的是字符串長度，而不是字符數組。它不適用于字符串以外的類型。

(5)char sArr[] = "quanxue";也可以寫成char sArr[8] = "quanxue";(注意：是8而不是7)

字符數組和字符串數組的轉化

字符數組中插入一個NULL字符，NULL字符前面(包括NULL字符)就成了字符串，一般NULL字符插在有效字符的最后。

數組的輸入輸出『gets()，puts()』

getchar()和putchar()函數是單個字符的輸入輸出，gets()和puts()是字符串的輸入輸出，也是標準函數，在stdio.h中被定義。

五、指針

指針符號『*』和地址符號『&』

『&』符號是取變量的地址，『*』符號是取地址的內容(即：值)。兩個操作正好相反。例如：“&i”就是取變量i的地址，“*(&i)”就是取“&i”這個地址的值，其實就是變量i。即然如此，為什么還要定義指針呢？原來，用『&』所取到的地址，自身只能用而不能修改。因此，直接把『&』取到的地址放到指針變量中去，既然指針變量也是變量，這個變量就可以任意存放其它地址。

指針變量的賦值和指針的賦值

上例中p是指針變量，*p是p的指針，p存放的是某個變量的地址，*p存放的是某個變量的值。當*p的內容改變時，p所指的變量的內容也發生改變，因為是同一個地址的存貯單元的值發生改變。同理，當p所指的變量的值發生改變時，*p的內容也隨之改變。

被初始化的是指針變量還是指針

上面2例，指針變量都是用的p，初學者不要認為只能用p，既然是變量，只要不違反命名規則都可以。當指針變量被定義時立即賦值，這時被賦值的是指針變量還是指針呢？下面這段程序請大家千萬注意！

(1)charstr[] ="http://www.quanxue.cn/";中str是數組變量，當地址賦給point之后，point[11]就是str[11]，所以其內容可以改變。

(2)char*ptr ="http://www.51minge.com/";中賦值的性質和上面的str不同。這并不是將"http://www.51minge.com/"賦給*ptr指針，而是先定義一個常量"http://www.51minge.com/"，這個常量是定義在“棧”里面，然后將這個常量的地址賦給ptr，而不是*ptr。常量是不能被修改的，因此ptr[13]也就出錯了。這是初學者經常犯的錯誤。

不賦值的指針和NULL

未賦值的指針變量是不能被使用的，其地址指向未不能使用的空間。建議定義時如果暫不使用，先賦NULL。為一個指針申請空間時，一定義要判斷其是否為空，因為分配內存失敗時返回NULL。不僅如此，甚至在使用指針時都應該判斷一下是否為空。

六、指針、數組和字符串

一、數組和指針的關系

下面仍然是初學者容易搞錯的地方。指針變量加n或減n，并不是地址加n或減n，而是當前所指的地址向后或向前跳n次所指的地址。

二、指針數組

char型的指針數組相當于二維字符數組，并不等于說指針數組可以直接轉化為二為字符數組，相反字符數組可以直接轉化為指針數組。因為二維字符數組的地址是連續的，而指針數組所指的元素不一定連續(如下的m1、m2、m3的地址可以不連續，長度也可以不一樣)。

三、指向指針的指針

在第一章講main()函數的參數時，已經見過指針的指針，這和指針數組有相同的作用，但還是有細小的區別。指針數組可以在定義時直接初始化，而指向指針的指針不行。正如二維數組一樣，不指定第二維長度不能直接初始化一樣。即不能char str[][]={"...", "...", ...}

四、指針的長度

讓許多初學者遺憾的是，C語言沒有提供數組長度的函數，但可以用sizeof()運算符先求數組的總長度，再求出數組類型的長度，二者相除便得到數組的長度。C語言更大的一個遺憾便是，sizeof()對指針變量求值時，結果總是4，這是因為指針變量的內容是地址，地址總是4個字節來表示。

因此有經驗的編程人員，在用指針作參數時，一般總是同時多定義一個參數，來存放其長度。也就是指針和其長度同時傳遞過去。另外，數組長度如果事先知道，一般定義為常量。

七、為指針動態分配內存

C語言程序員要嚴防內存泄漏，這個“內存泄漏”就是由動態內存分配引起的。指針是C語言和其它語言的最大區別，也是很多人不能跨入C語言的一道門檻。既然指針是這么一個“危險”的壞東西，干嗎不取消它呢？

其實指針本身并沒有好壞，它只是一種操作地址的方法，學會了便可以發揮其它語言難以匹敵的功能，沒學會的話，只能做其它語言的程序員，也同樣發揮你的光和熱。小雅本人也在C語言門外徘徊多年，至今仍屬于初學者。

一、變量和數組可以通過指針來轉換

“int*x”中的x究竟是不是數組？光看這一句小雅無法告訴你，因為它既可表示單個變量內容，也可表示數組。下面是小雅專門為你準備的例子，理解之后，對動態分配時長度計算有好處。

二、動態分配內存

前面講到的指針，基本上將已經定義好的變量的地址賦給指針變量，現在要學的是向操作系統申請一塊新的內存。申請到的內存，必須在某個地方手動釋放，因此下面2個函數必須配對使用。malloc()和free()，都是標準函數，在stdlib.h中定義。

根據不同的電腦使用狀況，申請內存有可能失敗，失敗時返回NULL，因此，動態申請內存時，一定要判斷結果是否為空。malloc()的返回值類型是“void *”，因此，不要忘記類型轉換。(許多人都省略了。)

三、隱蔽的內存泄漏

內存泄漏主要有以下幾種情況：

(1)內存分配未成功，卻使用了它。

(2)內存分配雖然成功，但是尚未初始化就引用它。

(3)內存分配成功并且已經初始化，但操作越過了內存的邊界。

(4)忘記了釋放內存，造成內存泄露。

(5)釋放了內存卻繼續使用它。

下面的程序造成內存泄漏，想想錯在何處？如何修改？

四、對動態內存的錯誤觀念

有人對某一只在函數內使用的指針動態分配了內存，用完后不釋放。其理由是：函數運行結束后，函數內的所有變量全部消亡。這是錯誤的。動態分配的內存是在“堆”里定義，并不隨函數結束而消亡。

有人對某動態分配了內存的指針，用完后直接設置為NULL。其理由是：已經為NULL了，這就釋放了。這也是錯誤的。指針可以任意賦值，而內存并沒有釋放；相反，內存釋放后，指針也并不為NULL。

八、return和exit、assert的區別

return語句是結束當前函數。而exit是結束main()函數，即整個程序，一般都是在遇到非常錯誤時才調用exit()。assert()是一個宏定義，在assert.h中申明，用來在DEBUG方式診斷程序，當參數中的條件不成立時，中斷main()函數。建議多多使用assert()。

九、變量和函數

在函數之外定義的變量是全局變量，在函數內定義的變量是這個函數的局部變量。局部就是只能在當前函數內使用，而全局變量可以在任何一個函數中使用。

注意：一般而言，全局變量總是在所有函數之前定義，但如果某全局變量定義在兩個函數之間，則定義處后面的函數可以使用，而其前面函數不能使用。

有人說靜態變量相當于全局變量，這句話其實不對。全局變量變成靜態，就失去了靜態的意義，因此，靜態一般是加在局部變量上的。那么，究竟什么是靜態的局部變量呢？靜態變量隨函數的定義而定義，如果已經存在就延用，但并不隨函數的結束而消亡。在某一函數中定義的靜態局部變量，不能在其它函數使用。

當很多人編寫同一程序時，一般程序會被分割成幾個文件。當幾個人都定義了某一全局變量時，編譯時不出錯，Link時將出錯。解決這個問題的辦法：將其中一個定義原封不動，其余的定義前加上extend(即外部的定義)。

剛才所說是許多書上說的，小雅做了n次試驗，證明上述編譯時也不錯，Link時也不錯，也就是說extend完全是多余的。大概上面所說是幾十年前的版本吧。事實上與extend同列在一起的還有auto、regist等變量修飾符。auto是區別B語言的，早就沒用了，regist是將變量放到寄存器來運算，小雅認為基本沒有這種需要。

拆成多個文件，多次定義全局變量時要注意：

(1)變量的數據類型要一致。

(2)有長度的數組和沒定義長度的數組可以視為同一數據類型。

(3)數組和指針不能視為同一數據類型。

文章就分享到這里了，希望對大家有幫助！

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總結

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