必须知道的C语言问题

### 必须知道的C语言问题 #### 1. 声明和初始化 ##### 1.1 如何决定使用哪种整数类型？ 在C语言中，选择合适的整数类型对于确保程序的效率和可移植性至关重要。通常情况下，`int`是最常用的整数类型，但在某些特定场景下，其他类型可能更为合适。例如： - **短整型（short int）**：占用较少的空间（通常为16位），适用于内存敏感的应用场景。 - **长整型（long int）**：提供更大的数值范围（通常为32位），适用于需要更大数值范围的情况。 - **长长整型（long long int）**：提供更广泛的数值范围（通常为64位），适用于极端大数的处理。 在64位系统上，`long`类型通常与`int`相同，都为64位；`long long`则也是64位，但具体实现可能会有所不同，因此最好查阅具体的编译器文档来了解这些类型的精确大小。 ##### 1.2 64位机上的64位类型是什么样的？ 在64位系统上，常见的整数类型`int`和`long`通常是64位。此外，`long long`也可能是64位。具体来说： - `int`和`long`: 64位。 - `long long`: 64位或更高。 为了编写可移植的代码，建议使用`<stdint.h>`头文件中的固定宽度整数类型，如`int32_t`、`int64_t`等，它们分别代表32位和64位的带符号整数。 ##### 1.3 怎样定义和声明全局变量和函数最好？ 定义全局变量时，应考虑其可见性和作用域： - 使用`static`关键字可以使变量仅在本文件内可见。 - 如果希望在其他文件中访问该变量，则应将其声明为`extern`，并在某个文件中实际定义它。 对于函数，最佳做法是在一个头文件中声明所有函数原型，并在实现文件中定义它们。这种方式提高了代码的组织性和可维护性。 ##### 1.4 `extern`在函数声明中是什么意思？ `extern`关键字用于声明一个变量或函数，表明它是在另一个地方定义的。当在头文件中声明一个全局变量或函数时，通常会使用`extern`。例如： ```c extern int global_var; extern void some_function(); ``` 这样，在其他文件中可以通过包含这个头文件来访问`global_var`和`some_function`。 ##### 1.5 关键字`auto`到底有什么用途？ `auto`关键字在C语言中主要用于声明变量时指定其存储类型。默认情况下，局部变量就是`auto`类型，因此在现代C编程实践中很少显式使用`auto`。例如： ```c auto int x = 10; ``` 这等同于： ```c int x = 10; ``` 在C99及之后的标准中，`auto`还可以用于声明变量时推导其类型，但这主要用于复合字面量中。 ##### 1.6 我似乎不能成功定义一个链表。我试过`typedef struct { char *item; NODEPTR next; } NODEPTR;` 但是编译器报了错误信息。难道在C语言中一个结构不能包含指向自己的指针吗？ 在C语言中，定义指向结构本身的指针是完全可行的，但需要使用正确的语法。您提供的代码片段中有几个问题： 1. 结构名与指针类型名相同，这会导致混淆。 2. 指针类型名称不应该带有星号（`*`）。 正确的定义应该是： ```c typedef struct Node { char *item; struct Node *next; } Node; ``` 或者简写为： ```c typedef struct { char *item; struct Node *next; } Node; ``` 这样就可以创建指向结构的指针，并且结构体中可以包含指向自身的指针。 ##### 1.7 怎样建立和理解非常复杂的声明？例如定义一个包含N个指向返回指向字符的指针的函数的指针的数组？ 理解复杂的声明的关键在于逐步分解声明。例如，要定义一个包含N个指向返回指向字符的指针的函数的指针的数组，可以这样写： ```c typedef char *(*FuncPtr)(); // 定义一个指向返回char*的函数的指针类型 FuncPtr (*array)[N]; // 定义一个包含N个FuncPtr的指针的数组 ``` 这里的步骤是： 1. 定义一个指向返回`char *`的函数的指针类型`FuncPtr`。 2. 定义一个指向包含N个`FuncPtr`的数组的指针`array`。 这种声明的顺序是从右向左解析的，理解每个类型修饰符所修饰的对象。 ##### 1.8 函数只定义了一次,调用了一次,但编译器提示非法重定义了。 这通常是因为同一个函数在多个文件中被定义。为了避免这种情况，确保每个函数只在一个文件中定义，并通过声明将其实现暴露给其他文件。例如，在头文件中声明： ```c // header.h void myFunction(); ``` 在源文件中定义： ```c // source.c #include "header.h" void myFunction() { // ... } ``` 在使用该函数的其他文件中包含头文件： ```c // main.c #include "header.h" int main() { myFunction(); return 0; } ``` 确保所有包含头文件的地方都有适当的`#ifndef`和`#define`保护，以避免重复定义。 ##### 1.9 `main()`的正确定义是什么？`void main()`正确吗？ `main()`函数是程序的入口点，其正确定义应该是： ```c int main(void) { // ... return 0; } ``` 或 ```c int main(int argc, char *argv[]) { // ... return 0; } ``` `void main()`不是标准的C语言语法，虽然某些编译器可能支持它，但为了代码的可移植性和标准性，应使用`int main()`。 ##### 1.10 对于没有初始化的变量的初始值可以作怎样的假定？如果一个全局变量初始值为“零”，它可否作为空指针或浮点零？ 未初始化的局部变量具有不确定的值。不应假定它们具有任何特定值。然而，未初始化的全局变量会被自动初始化为零（即`0`对于整数，`0.0`对于浮点数，`NULL`对于指针）。这意味着它们可以作为零值来使用，但为了清晰性和安全性，最好显式地初始化它们。 ##### 1.11 代码`int f() { char a[] = "Hello, world!"; }`不能编译。 这段代码试图在一个局部变量`a`中初始化一个字符串，这在C语言中是不允许的，因为字符串字面量是常量，不能放在局部数组初始化中。正确的做法是： - 使用`const char *a = "Hello, world!";` - 或者在全局作用域中初始化数组。 ##### 1.12 这样的初始化有什么问题？`char *p = malloc(10);` 编译器提示“非法初始式”。 `malloc`函数返回的是一个`void *`类型，需要显式转换成目标类型。此外，使用`malloc`分配的内存需要手动初始化。正确的初始化方法是： ```c char *p = (char *)malloc(10 * sizeof(char)); ``` 或者使用C99的复合字面量： ```c char *p = malloc(10 * sizeof(*p)); *p = '\0'; // 初始化为null终止字符串 ``` ##### 1.13 以下的初始化有什么区别？`char a[] = "stringliteral";` `char *p = "stringliteral";` 当我向`p[i]`赋值的时候,我的程序崩溃了。 `char a[] = "stringliteral";` 创建了一个包含字符串的字符数组，可以直接修改其中的内容。 `char *p = "stringliteral";` 创建了一个指向字符串字面量的指针，字符串字面量是常量，因此尝试修改它们会导致未定义行为或程序崩溃。 为了安全地修改字符串，应使用动态分配的内存： ```c char *p = strdup("stringliteral"); p[0] = 'A'; // 修改第一个字符 free(p); // 不要忘记释放内存 ``` ##### 1.14 我总算弄清楚函数指针的声明方法了,但怎样才能初始化呢？ 函数指针的初始化与普通指针类似。假设有一个函数`func`，可以这样初始化一个指向它的指针： ```c void func() { /* ... */ } void (*fp)() = func; ``` 这里，`fp`是一个指向无返回值的函数的指针。 --- 以上是对C语言声明和初始化部分的详细解释，涉及了整数类型的选择、全局变量和函数的定义、复杂的声明解析等方面。后续部分将继续探讨更多关于结构体、联合体和枚举的相关知识点。