C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)

C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)基本概念類型、運(yùn)算符與表達(dá)式一個(gè)對(duì)象的類型決定著該對(duì)象可取值的集合以及可以對(duì)該對(duì)象施行的運(yùn)算。2.2數(shù)據(jù)類型與大小1.在C語(yǔ)言中只有如下幾個(gè)基本數(shù)據(jù)類型：char單字節(jié)，可以存放字符集中一個(gè)字符。int整數(shù)，一般反映了宿主機(jī)上整數(shù)的自然大小。Float單精度浮點(diǎn)數(shù)。Double雙精度浮點(diǎn)數(shù)。此外，還有一些可用于限定這些基本類型的限定符。2.3常量1．諸如1234一類的整數(shù)常量是int常量。Long常量要以字母l或L結(jié)尾。無(wú)符號(hào)常量以字母u或U結(jié)尾，后綴ul或UL用于表示unsignedlong常量。（這里的常量其實(shí)就是指直接指定的一般數(shù)字或是字符字符串什么的）浮點(diǎn)常量必須包含一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或指數(shù)（如1e-1）或兩者都包含，在沒有后綴時(shí)類型為double。后綴f與F用于指定float常量，而后綴l或L則用于指定字符常量是一個(gè)整數(shù)，寫成用單引號(hào)括住單個(gè)字符的形式，如‘x’。字符常量的值是該字符在機(jī)器字符集中的數(shù)值。常量表達(dá)式時(shí)其中只涉及到常量的表達(dá)式。這種表達(dá)式可以在編譯時(shí)計(jì)算而不必推遲到運(yùn)算時(shí)，因而可以用在常量可以出現(xiàn)的任何位置，例如由define定義的宏。字符串常量也叫字符串字面值，是用雙引號(hào)括住的由0個(gè)或多個(gè)字符組成的字符序列。從技術(shù)絕度看，字符串常量就是字符數(shù)組。在內(nèi)部表示字符串時(shí)要用一個(gè)空字符’\0’來(lái)結(jié)尾，故用于存儲(chǔ)字符串的物理存儲(chǔ)單元數(shù)比括在雙引號(hào)中的字符數(shù)多一個(gè)。這種表示發(fā)意味著，C語(yǔ)言對(duì)字符串的長(zhǎng)度沒有限制，但是程序必須掃描完整個(gè)字符串才能決定這個(gè)字符串的長(zhǎng)度。枚舉常量。枚舉是常量整數(shù)值的列表。不同的枚舉中的名字必須各不相同，同一枚舉中各個(gè)名字的值不要求不同。枚舉是使常量值與名字相關(guān)聯(lián)的又一種方便的方法，其相對(duì)于#define語(yǔ)句的優(yōu)勢(shì)是常量值可以由自己控制。2.4說(shuō)明其實(shí)就是聲明。如果所涉及的變量不是自動(dòng)變量（就是局部變量），那么只初始化一次，而且從概念上講應(yīng)該在程序開始執(zhí)行之前進(jìn)行，此時(shí)要求初始化符必須為常量表達(dá)式。顯示初始化的自動(dòng)變量每當(dāng)進(jìn)入其所在的函數(shù)或分程序時(shí)就進(jìn)行一次初始化，其初始化符可以是任何表達(dá)式。外部變量與靜態(tài)變量的缺省值為0。未經(jīng)顯式初始化的自動(dòng)變量的值為未定義值（即垃圾）。2.5算術(shù)運(yùn)算符2.6關(guān)系運(yùn)算符與邏輯運(yùn)算符2.7類型轉(zhuǎn)換1.當(dāng)一個(gè)運(yùn)算符的幾個(gè)運(yùn)算分量的類型不同時(shí)，要根據(jù)一些規(guī)則把它們轉(zhuǎn)換成某個(gè)共同的類型。一般而言，只能把“比較窄的”運(yùn)算分量自動(dòng)轉(zhuǎn)換成“比較寬的”運(yùn)算分量，這樣才能不丟失信息。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。2.char類型就是小整數(shù)類型，在算術(shù)表達(dá)式中可以自由地使用char類型的變量或常量。這就使得在某些字符轉(zhuǎn)換中有了很大的靈活性。但是在將字符轉(zhuǎn)換成整數(shù)時(shí)有一點(diǎn)微妙。C語(yǔ)言沒有指定char類型變量時(shí)無(wú)符號(hào)還是有符號(hào)量。當(dāng)把一個(gè)char類型的值轉(zhuǎn)換成int類型的值時(shí)，其結(jié)果是不是負(fù)整數(shù)？結(jié)果視機(jī)器的不同而有所變化，反映了不同機(jī)器結(jié)構(gòu)之間的區(qū)別。在某些機(jī)器上，如果字符的最左一位為1，那么就被轉(zhuǎn)換成負(fù)整數(shù)。在另一些機(jī)器上，采取的是提升的方法，通過(guò)在最左邊加上0把字符提升為整數(shù)，這樣的轉(zhuǎn)換結(jié)果總是正的。C語(yǔ)言的定義保證了機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)可打印字符集中的字符不會(huì)是負(fù)的，故在表達(dá)式中這些字符總是正的。但是，字符變量存儲(chǔ)的位模式在某些機(jī)器上可能是負(fù)的，而在另一些機(jī)器上卻是正的。為了保證程序的可移植性，如果要在char變量中存儲(chǔ)非字符數(shù)據(jù)，那么最好指定signed或unsigned限定符。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。3.當(dāng)表達(dá)式中包含unsigned類型的運(yùn)算分量時(shí)，轉(zhuǎn)換規(guī)則要復(fù)雜一些。主要問題是，在有符號(hào)與無(wú)符號(hào)值之間的比較運(yùn)算取決于機(jī)器，因?yàn)樗鼈內(nèi)Q于各個(gè)整數(shù)類型的大小。例如，假定int對(duì)象占16位，long對(duì)象占32位，那么，-1L<1U，這是因?yàn)閕nt類型的-1U被提升為signedlong類型；但是-1L>1UL，這是因?yàn)?1L被提升為unsingedlong類型，因此它是一個(gè)比較大的正數(shù)。4.在進(jìn)行賦值時(shí)要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，=右邊的值要轉(zhuǎn)換成左邊變量的類型，后者即賦值表達(dá)式結(jié)果的類型。不管是否要進(jìn)行符號(hào)擴(kuò)展，字符值都要轉(zhuǎn)換成整數(shù)值。當(dāng)把較長(zhǎng)的整型數(shù)轉(zhuǎn)換成較短的整型數(shù)或字符時(shí)，要把超出的高位部分截掉。5.由于函數(shù)調(diào)用的變?cè)潜磉_(dá)式，當(dāng)把變?cè)獋鬟f給函數(shù)時(shí)也可能引起類型轉(zhuǎn)換。在沒有函數(shù)原型的情況下，char與short類型轉(zhuǎn)換為int類型，float轉(zhuǎn)換為double型，這就是即使在函數(shù)使用char與float類型的變?cè)磉_(dá)式調(diào)用時(shí)仍把參數(shù)說(shuō)明成int與float的原因。2.8加一與減一運(yùn)算符2.9按位運(yùn)算符2.10賦值運(yùn)算符與賦值表達(dá)式2.11條件表達(dá)式2.12運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)與表達(dá)式求值次序 同一行的各個(gè)運(yùn)算符具有相同的優(yōu)先級(jí)，縱向看越往下優(yōu)先級(jí)越低。 運(yùn)算符結(jié)合律()[]->從左至右!~++--+-*&(類型)sizeof從右至左*/%從左至右+-從左至右<<>>從左至右<<=>>=從左至右==!=從左至右&從左至右^從左至右|從左至右&&從左至右||從左至右?:從右至左=+=-=*=/=%=&=^=|=<<=>>=從右至左.從左至右控制流函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。4.1函數(shù)的基本知識(shí)C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。1.程序是變量定義和函數(shù)定義的結(jié)合。函數(shù)之間的通信可以通過(guò)變?cè)?、函?shù)返回值以及外部變量進(jìn)行。函數(shù)可以以任意次序出現(xiàn)在原文件中。源程序可以分成多個(gè)文件，只要不把一個(gè)函數(shù)分在幾個(gè)文件中就行。4.3外部變量1．C程序由一組外部對(duì)象（外部變量或函數(shù)）組成。外部變量在函數(shù)外面定義，故可以在很多函數(shù)中使用。由于C語(yǔ)言不允許在一個(gè)函數(shù)中定義其他函數(shù)，因此函數(shù)本身是外部的。在缺省情況下，外部變量與函數(shù)具有如下性質(zhì)：所有通過(guò)名字對(duì)外部變量與函數(shù)的引用都是引用的同一對(duì)象。4.4作用域規(guī)則4.5頭文件4.6靜態(tài)變量1.static說(shuō)明適用于外部變量與函數(shù)，用于把這些對(duì)象的作用域限定為被編譯源文件的剩余部分。2.外部static說(shuō)明最常用于說(shuō)明變量，當(dāng)然它也可以用于說(shuō)明函數(shù)。通常情況下，函數(shù)名字是全局的，在整個(gè)程序的各個(gè)部分都可見。然而，如果把一個(gè)函數(shù)說(shuō)明稱靜態(tài)的，那么該函數(shù)名字就不能用在除該函數(shù)說(shuō)明所在的文件之外的其他文件中。Static說(shuō)明也可用于說(shuō)明內(nèi)部變量。內(nèi)部靜態(tài)變量就像自動(dòng)變量一樣局部于某一特定函數(shù)，只能在該函數(shù)中使用，但與自動(dòng)變量不同的是，不管其所在函數(shù)是否被調(diào)用，它都一直是存在的，而不像自動(dòng)變量那樣，隨著所在函數(shù)的調(diào)用與退出而存在與消失。4.7寄存器變量Register說(shuō)明用于提醒編譯程序所說(shuō)明的變量在程序中使用頻率較高。其思想是，將寄存器變量放在機(jī)器的寄存器中，這樣可以是程序更小、執(zhí)行速度更快。但編譯器可以忽略此選項(xiàng)。寄存器說(shuō)明只適用于自動(dòng)變量以及函數(shù)的形式參數(shù)。所有寄存器變量的地址都是不能訪問的。4.9初始化1．在沒有顯示初始化的情況下，外部變量與靜態(tài)變量都被初始化為0，而自動(dòng)變量與寄存器變量的初值則沒有定義（即，其初值是“垃圾”）。4.10遞歸4.11C預(yù)處理程序第五章指針與數(shù)組 5.1指針與地址 1.取地址運(yùn)算符&只能應(yīng)用于內(nèi)存中的對(duì)象（即變量與數(shù)組元素），它不能對(duì)表達(dá)式、常量或寄存器變量進(jìn)行操作。 5.3指針與數(shù)組1.數(shù)組下標(biāo)所能完成的任何運(yùn)算都可以用指針來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般而言，指針運(yùn)算比數(shù)組下標(biāo)運(yùn)算的速度快。在對(duì)數(shù)組進(jìn)行下標(biāo)運(yùn)算，即求a[i]的值時(shí)，C語(yǔ)言實(shí)際上是先將其轉(zhuǎn)化成*（a+i）的形式然后再進(jìn)行求值，因而在程序中這兩種形式等價(jià)。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。2.必須注意到，數(shù)組名字和指針之間仍然存在著一點(diǎn)區(qū)別。指針是變量，因而在C語(yǔ)言中，語(yǔ)句pa=a和pa++都是合法的。但是數(shù)組名字不是變量，因而諸如a=pa（這個(gè)是指對(duì)整個(gè)數(shù)組從一個(gè)到另一個(gè)的整體賦值）和a++（這是指對(duì)數(shù)組名執(zhí)行自加運(yùn)算，其實(shí)可以運(yùn)用a+i的形式，不知為啥a++不行）這樣的語(yǔ)句是非法的。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。3.當(dāng)把一個(gè)數(shù)組名字傳遞給一個(gè)函數(shù)時(shí)，實(shí)際上傳遞的是該數(shù)組第一個(gè)元素的位置。也可以通過(guò)傳遞指向子數(shù)組的指針的方法把數(shù)組的一部分作為參數(shù)傳遞給函數(shù)。例如f(&a[2])。5.4地址算術(shù)運(yùn)算1.有效的指針運(yùn)算包括：相同類型指針之間的賦值運(yùn)算；指針值加或減一個(gè)整數(shù)值的運(yùn)算；指向相同數(shù)組中的元素的指針之間的減或比較運(yùn)算；將指針賦0或指針與0之間的比較運(yùn)算。所有其他形式的指針運(yùn)算均非法，諸如下列形式的運(yùn)算就是非法的指針運(yùn)算：指針間的加法、乘法、除法或屏蔽運(yùn)算；指針值加單雙精度浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算；除兩者之一是void*類型指針外，不經(jīng)強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換就將指向一種類型對(duì)象的指針賦給指向另一種類型對(duì)象的指針的運(yùn)算。5.5字符指針與函數(shù)charamessage[]=“nowisthetime”;/*定義一個(gè)數(shù)組*/char*pmessage=“nowisthetime”;/*定義一個(gè)指針*/上述說(shuō)明中，amessage是一個(gè)不可改變的常量，它總指向同一片存儲(chǔ)區(qū)。另一方面，pmessage是一個(gè)指針，其初值指向一個(gè)字符串常量，之后它可以被修改指向其他地址，但是如果試圖修改字符串的內(nèi)容，結(jié)果將不確定。5.6指針數(shù)組與指向指針的指針1.例如定義char*line[20]，那么請(qǐng)注意，這時(shí)首先根據(jù)運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)規(guī)則，line是一個(gè)數(shù)組，又由于有*的修飾，所以他是一個(gè)指針數(shù)組，即數(shù)組里面存儲(chǔ)的全部是指針。5.7多維數(shù)組1.數(shù)組在內(nèi)存中按行存儲(chǔ)。如果要將二維數(shù)組作為變?cè)獋鬟f給函數(shù)，那么函數(shù)的參數(shù)說(shuō)明中應(yīng)該指明相應(yīng)數(shù)組的列數(shù)，數(shù)組的行數(shù)不必指定。5.9指針與多維數(shù)組注意inta[10][20];int*b[10];這兩個(gè)的區(qū)別，對(duì)于b來(lái)說(shuō)，每一維的長(zhǎng)度可以不一致。5.10命令行變?cè)?.11指向函數(shù)的指針1.在C語(yǔ)言中，函數(shù)本身不是變量，但可以定義指向函數(shù)的指針，這種指針可以被賦值、存放于數(shù)組中、傳遞給函數(shù)及作為函數(shù)返回值等等。2.定義指向函數(shù)的指針：return_type(*fun_name)(參數(shù)列表)；調(diào)用則為（*fun_name）(實(shí)參)；5.12復(fù)雜說(shuō)明1.見定義：char**argv;argv：指向字符指針的指針int(*daytab)[13];daytab：指向由13個(gè)整形類型元素組成的一維數(shù)組的指針（這就是數(shù)組指針，指向數(shù)組的指針。就是一指針）。（這里這么用，intnArray[3]={1,2,3};int(*pArray)[3]=&nArray;）int*daytab[13];daytab：由13個(gè)指向整數(shù)類型對(duì)象的指針組成的一維數(shù)組（存儲(chǔ)的是13個(gè)指針）。void*comp();comp：返回值為指向通用類型的指針的函數(shù)。void(*comp)();comp：指向返回值為通用類型的函數(shù)的指針。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。char(*(*X())[])();X：返回值為指向一維數(shù)組的指針的函數(shù)，該一維數(shù)組由指向返回字符類型的函數(shù)指針組成。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。char(*(*X[3])())[5];X：由3個(gè)指向函數(shù)的指針組成的一維數(shù)組，該函數(shù)返回指向由5個(gè)字符組成的一維數(shù)組的指針。 對(duì)于這種復(fù)雜的聲明，可以采用基于說(shuō)明符的方式進(jìn)行解讀： 說(shuō)明符：可選的*序列直接說(shuō)明符 直接說(shuō)明符：名字 （說(shuō)明符） 直接說(shuō)明符（） 直接說(shuō)明符[可選的大小] 簡(jiǎn)而言之，說(shuō)明符即前面也許帶有符號(hào)*的直接說(shuō)明符。直接說(shuō)明符可以是名字、由一對(duì)圓括號(hào)括住的說(shuō)明符、后面跟有一對(duì)圓括號(hào)的直接說(shuō)明符或后面跟有由方括號(hào)括住可選大小的直接說(shuō)明符。 例如：（*pfa[]）()，pfa首先是一個(gè)直接說(shuō)明符，于是pfa[]也是一個(gè)直接說(shuō)明符。接著*pfa[]被識(shí)別出是一個(gè)說(shuō)明符，因而(*pfa[])是一個(gè)直接說(shuō)明符。 于是，按照此規(guī)則，對(duì)于char(*(*X[3])())[5]作分析：X是一個(gè)直接說(shuō)明符，那么*X[3]是一個(gè)說(shuō)明符，這就定義了一個(gè)指針數(shù)組，類型待定。接著(*X[3])是一個(gè)直接說(shuō)明符，那么(*X[3])()也是，它表示這是一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組，接著*(*X[3])()表示這個(gè)函數(shù)返回的是一個(gè)指針，(*(*X[3])())表示這是一個(gè)直接說(shuō)明符，char(*(*X[3])())[5]到這里表示這個(gè)函數(shù)返回由5個(gè)字符組成的一維數(shù)組的指針。 2.對(duì)于這種復(fù)雜的定義，有著名的右左法則：首先從最里面的圓括號(hào)看起，然后往右看，在往左看。每當(dāng)遇到圓括號(hào)時(shí)，就應(yīng)該掉轉(zhuǎn)閱讀方向。一旦解析完圓括號(hào)里面所有的東西，就跳出圓括號(hào)。重復(fù)這個(gè)過(guò)程直到整個(gè)聲明解析完畢。 這里，應(yīng)該對(duì)這個(gè)法則作一個(gè)小小的修正，應(yīng)該從未定義的標(biāo)識(shí)符開始閱讀，即不是C語(yǔ)言的關(guān)鍵字開始。仍舊對(duì)上例說(shuō)明：首先X是個(gè)未定義的標(biāo)識(shí)符，往右看是個(gè)[]，說(shuō)明這是個(gè)數(shù)組，再往右，遇到括號(hào)則往左，有*說(shuō)明這是個(gè)指針數(shù)組。在往左，遇到括號(hào)，此時(shí)括號(hào)里面的東西解析完畢。接著括號(hào)外面往由，直接遇到括號(hào)，說(shuō)明這是個(gè)函數(shù)，即指針數(shù)組里的指針式函數(shù)指針。跳轉(zhuǎn)往左，遇到*說(shuō)明函數(shù)返回值為指針，跳轉(zhuǎn)往右，括號(hào)則整個(gè)跳出，再往右，[]，說(shuō)明這是一個(gè)指向數(shù)組的指針。第六章結(jié)構(gòu)6.2結(jié)構(gòu)與函數(shù)1.對(duì)結(jié)構(gòu)的合法操作只有拷貝、作為一個(gè)單元對(duì)其賦值、通過(guò)&取其地址及訪問結(jié)構(gòu)成員這幾種。6.5自引用結(jié)構(gòu)即在結(jié)構(gòu)內(nèi)部定義指向自己的指針。6.9位字段1．當(dāng)存儲(chǔ)空間很寶貴時(shí)，有必要將幾個(gè)對(duì)象打包到一個(gè)單一機(jī)器中去。一個(gè)常用的方法是使用類似編譯程序中符號(hào)表的單個(gè)位標(biāo)志集合。外部使用的數(shù)據(jù)格式（如硬件接口設(shè)備）也常需要能從字的部分位中讀取數(shù)據(jù)。2.有關(guān)字段對(duì)齊的規(guī)則請(qǐng)查資料。C專家編程C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。第四章數(shù)組和指針并不相同C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。4.2我的代碼為什么無(wú)法運(yùn)行1.對(duì)于以下定義：文件1：intmango[100];文件2：externint*mango;這種情況是不行的。雖說(shuō)對(duì)數(shù)組的引用總是可以寫成對(duì)指針的引用，而且確實(shí)存在一種指針和數(shù)組的定義完全相同的上下文環(huán)境。但是并不是總是這樣。4.3什么是聲明，什么是定義1.C語(yǔ)言中的對(duì)象必須有且只有一個(gè)定義，但他可以有多個(gè)extern聲明。定義是一種特殊的聲明，它創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象；聲明簡(jiǎn)單的說(shuō)明了在其他地方創(chuàng)建的對(duì)象的名字，它允許你使用這個(gè)名字。extern對(duì)象聲明告訴編譯器對(duì)象的類型和名字，對(duì)象的內(nèi)存分配則在別處進(jìn)行。2.C語(yǔ)言引入了“可修改的左值”這個(gè)術(shù)語(yǔ)。它表示左值允許出現(xiàn)在賦值語(yǔ)句的左邊。這個(gè)奇怪的術(shù)語(yǔ)是為與數(shù)組名區(qū)分，數(shù)組名也用于確定對(duì)象在內(nèi)存中的位置，也是左值，但它不能作為賦值的對(duì)象。因此，數(shù)組名是個(gè)左值但不是可修改的左值。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定賦值符必須用可修改的左值作為他左側(cè)的操作數(shù)。通俗的說(shuō)，只能給可以修改的東西賦值。3.出現(xiàn)在賦值符左邊的符號(hào)有時(shí)被稱為左值，出現(xiàn)在賦值符右邊的符號(hào)有時(shí)則被稱為右值。編譯器為每個(gè)變量分配一個(gè)地址（左值）。這個(gè)地址在編譯時(shí)可知，而且該變量在運(yùn)行時(shí)一直保存于這個(gè)地址。相反，存儲(chǔ)于變量中的值（它的右值）（對(duì)于這個(gè)地方解釋，例如x=y，這時(shí)y便稱為“它的右值”）只有在運(yùn)行時(shí)才可知。如果需要用到變量中存儲(chǔ)的值，編譯器就發(fā)出指令從指定地址讀入變量值并將它存于寄存器中。4.這里強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，對(duì)于所有的變量，在編譯時(shí)都會(huì)分配一個(gè)地址，而且在編譯時(shí)可知。那么我們引用這個(gè)變量，就是相當(dāng)于直接對(duì)應(yīng)了這個(gè)地址。對(duì)于一般的變量，我們引用定義的名字就引用了編譯時(shí)分配的對(duì)應(yīng)地址里的內(nèi)容；對(duì)于指針變量，由于變量對(duì)應(yīng)的是一個(gè)表示地址的地址，所以我們要解引用。請(qǐng)?zhí)貏e注意理解這里?。。?.externchara[]與externchara[100]等價(jià)的原因：這兩個(gè)聲明都提示a是一個(gè)數(shù)組，也就是一個(gè)內(nèi)存地址，數(shù)組內(nèi)的字符可以從這個(gè)地址找到。編譯器并不需要知道數(shù)組總共有多長(zhǎng)，因?yàn)樗划a(chǎn)生偏離起始地址的偏移地址。6.當(dāng)你“定義為指針，但以數(shù)組方式引用”時(shí)會(huì)發(fā)生什么：其實(shí)，無(wú)論對(duì)于你定義為指針卻以數(shù)組的方式引用，還是定義為數(shù)字卻以指針的方式引用，都會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤（作為函數(shù)參數(shù)可以）。因?yàn)楫?dāng)另外去聲明這個(gè)變量的時(shí)候，接下來(lái)就會(huì)以你聲明的這種方式去引用這個(gè)變量。但是二者引用的原理卻不一樣：定義為指針聲明為數(shù)組，引用的時(shí)候會(huì)直接根據(jù)這個(gè)地址去算偏移量，而不是先解引用，所以會(huì)出錯(cuò)。定義為數(shù)組聲明為指針則會(huì)先去解引用，這樣對(duì)一個(gè)不是地址的變量去解引用必然會(huì)出錯(cuò)。4.5數(shù)組和指針的其他區(qū)別1.指針和數(shù)組都可以在它們的定義中用字符串常量進(jìn)行初始化。盡管看上去一樣，底層的機(jī)理卻不相同。定義指針時(shí)，編譯器并不為指針?biāo)赶虻膶?duì)象分配空間，它只是分配指針本身的空間，除非在定義時(shí)同時(shí)賦給指針一個(gè)字符串常量進(jìn)行初始化。2.在ANSIC中，初始化指針時(shí)所創(chuàng)建的字符串常量被定義為只讀。與指針相反，由字符串常量初始化的數(shù)組是可以修改的。第五章對(duì)鏈接的思考5.1函數(shù)庫(kù)、鏈接和載入C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。1.鏈接器基礎(chǔ)知識(shí)：編譯器創(chuàng)建一個(gè)輸出文件，這個(gè)文件包含了可重定位的對(duì)象。這些對(duì)象就是與源程序?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)和機(jī)器指令。絕大多數(shù)編譯器并不是一個(gè)單一的龐大程序。他們通常由多大六七個(gè)稍小的程序所組成，這些程序由一個(gè)叫做“編譯器驅(qū)動(dòng)器”的控制程序來(lái)調(diào)用。這些可以方便地從編譯器中分離出來(lái)的單獨(dú)程序包括：預(yù)處理器、語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查器、代碼生成器、匯編程序、優(yōu)化器、鏈接器，還包括一個(gè)調(diào)用所有這些程序并向各個(gè)程序傳遞正確選項(xiàng)的驅(qū)動(dòng)器程序。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。2.Gcc的編譯流程：（1）預(yù)處理階段：將必要的文件包含進(jìn)來(lái)gcc-Ehello.c-ohello.i（2）編譯階段：這個(gè)對(duì)應(yīng)的是語(yǔ)法和語(yǔ)義檢查器、代碼生成器。在這個(gè)階段中，Gcc首先要檢查代碼的規(guī)范性、是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤等，以確定代碼的實(shí)際要做的工作，在檢查無(wú)誤后，Gcc把代碼翻譯成匯編語(yǔ)言gcc-shello.i-ohello.s（3）匯編階段：匯編階段是把編譯階段生成的”.s”文件轉(zhuǎn)成目標(biāo)文件，讀者在此可使用選項(xiàng)”-c”就可看到匯編代碼已轉(zhuǎn)化為”.o”的二進(jìn)制目標(biāo)代碼了gcc-chello.s-ohello.o（4）鏈接階段：3.目標(biāo)文件（這里只編譯進(jìn)行到匯編（把匯編語(yǔ)言代碼翻譯成目標(biāo)機(jī)器指令的過(guò)程）之后的文件，等鏈接完后就成了可執(zhí)行文件）不能直接執(zhí)行，它首先需要載入到鏈接器中。鏈接器確認(rèn)main函數(shù)為初始進(jìn)入點(diǎn)，把符號(hào)引用綁定到內(nèi)存地址，把所有的目標(biāo)文件集中在一起，在加上庫(kù)文件，從而產(chǎn)生可執(zhí)行文件。4.如果函數(shù)庫(kù)（這個(gè)函數(shù)庫(kù)是指已經(jīng)編譯好的二進(jìn)制文件）的一份拷貝是可執(zhí)行文件的物理組成部分，那么我們稱之為靜態(tài)鏈接；如果可執(zhí)行文件只是包含了文件名，讓載入器在運(yùn)行時(shí)能夠?qū)ふ页绦蛩枰暮瘮?shù)庫(kù)，那么我們稱之為動(dòng)態(tài)鏈接。收集模塊準(zhǔn)備執(zhí)行的三個(gè)階段的規(guī)范名稱是鏈接-編輯、載入和運(yùn)行時(shí)鏈接。靜態(tài)鏈接的模塊被鏈接編輯并載入以便運(yùn)行。動(dòng)態(tài)鏈接的模塊被鏈接編輯后載入，并在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行鏈接以便運(yùn)行。程序執(zhí)行時(shí)，在main（）函數(shù)被調(diào)用前，運(yùn)行時(shí)載入器把共享的數(shù)據(jù)對(duì)象載入到進(jìn)程的地址空間。外部函數(shù)被真正調(diào)用之前，運(yùn)行時(shí)載入器并不解析它們。所以即使鏈接了函數(shù)庫(kù)，如果并沒有實(shí)際調(diào)用，也不會(huì)帶來(lái)額外開銷。5.2動(dòng)態(tài)鏈接的優(yōu)點(diǎn)1.可執(zhí)行文件的體積非常小。雖然運(yùn)行速度稍微慢一些，但動(dòng)態(tài)鏈接能夠更加有效的利用磁盤空間，而且鏈接-編輯階段的時(shí)間也會(huì)縮短（因?yàn)殒溄悠鞯挠行┕步M被推遲到載入時(shí)）。2.盡管單個(gè)可執(zhí)行文件的啟動(dòng)速度稍受影響，但動(dòng)態(tài)鏈接可以從兩個(gè)方面提高性能：（1）動(dòng)態(tài)鏈接可執(zhí)行文件比功能相同的靜態(tài)鏈接可執(zhí)行文件的體積小。它能夠節(jié)省磁盤空間和虛擬內(nèi)存，因?yàn)楹瘮?shù)庫(kù)只有在需要時(shí)才被映射到進(jìn)程中。以前，避免把函數(shù)庫(kù)的拷貝綁定到每個(gè)可執(zhí)行文件的唯一方法就是把服務(wù)至于內(nèi)核中而不是函數(shù)庫(kù)中，這就帶來(lái)了可怕的“內(nèi)核膨脹”問題。（2）所有動(dòng)態(tài)鏈接到某個(gè)特定函數(shù)庫(kù)的可執(zhí)行文件在運(yùn)行時(shí)共享改函數(shù)庫(kù)的一個(gè)單獨(dú)拷貝。操作系統(tǒng)內(nèi)核保證映射到內(nèi)存中的函數(shù)庫(kù)可以被所有使用他們的進(jìn)程共享。這就提供了更好的I/O和交換空間利用率，節(jié)省了物理內(nèi)存，從而提高了系統(tǒng)的整體性能。如果可執(zhí)行文件時(shí)靜態(tài)鏈接的，每個(gè)文件都擁有一份函數(shù)庫(kù)的拷貝，顯然極其浪費(fèi)。3.編譯時(shí)地址問題：在編譯階段，所有非局部變量地址已經(jīng)確定。這些這里有與位置無(wú)關(guān)的代碼和與位置有關(guān)的代碼。與位置無(wú)關(guān)的代碼表示這種代碼保證對(duì)于任何全局?jǐn)?shù)據(jù)的訪問都是通過(guò)間接地方法完成的。而與位置無(wú)關(guān)的代碼，其代碼會(huì)被對(duì)應(yīng)到固定的地址。對(duì)于這個(gè)問題，有待接下來(lái)的研究，還有進(jìn)程間的共享，以及與位置無(wú)關(guān)以及與位置有關(guān)的代碼，這個(gè)位置指的是直接對(duì)應(yīng)內(nèi)存還是相對(duì)于程序本身，都有待研究。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。第六章運(yùn)動(dòng)的詩(shī)章：運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編程語(yǔ)言理論的經(jīng)典對(duì)立之一就是代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)別。有些把二者視為一體。C語(yǔ)言通常維持二者的區(qū)別。代碼和數(shù)據(jù)的區(qū)別也可以認(rèn)為是編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí)的分界線。編譯器的絕大部分工作都跟翻譯代碼有關(guān)，必要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的絕大部分都在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。6.2段1.在UNIX中，段表示一個(gè)二進(jìn)制文件相關(guān)的內(nèi)容塊。在Interx86的內(nèi)存模型中，段表示一種設(shè)計(jì)的結(jié)果。在這種設(shè)計(jì)中（基于兼容性的原因），地址空間并非一個(gè)整體，而是分成一些64K大小的區(qū)域，稱之為段。2.對(duì)于unix中的可執(zhí)行文件，是以段形式組織的。一般有文本段，數(shù)據(jù)段和bss段。3.段可以方便地映射到鏈接器在運(yùn)行時(shí)可以直接載入的對(duì)象中。載入器只是去文件中每個(gè)段的映像，并直接將他們放入內(nèi)存中。從本質(zhì)上說(shuō)，段在正在執(zhí)行的程序中是一塊內(nèi)存區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有特定的目的。4.每個(gè)段的作用：（1）文本段包含程序的指令。鏈接器把指令直接從文件拷貝到內(nèi)存中，以后便再也不用管它。（2）數(shù)據(jù)段包含經(jīng)過(guò)初始化的全局和靜態(tài)變量以及它們的值。（3）bss段的大小從可執(zhí)行文件中得到，然后鏈接器得到這個(gè)大小的內(nèi)存塊，緊跟在數(shù)據(jù)段之后。當(dāng)這個(gè)內(nèi)存區(qū)進(jìn)入程序的地址空間后全部清零。包括數(shù)據(jù)段和bss段的整個(gè)區(qū)段此時(shí)通常稱為數(shù)據(jù)區(qū)。這是因?yàn)樵诓僮飨到y(tǒng)的內(nèi)存管理術(shù)語(yǔ)中，段就是一片連續(xù)的虛擬地址，所以相鄰的段被結(jié)合。6.4C語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)在a.out里干了什么運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有好幾種：堆棧、活動(dòng)記錄、數(shù)據(jù)、堆等。堆棧段主要有三個(gè)用途：堆棧為函數(shù)內(nèi)部聲明的局部變量提供存儲(chǔ)空間。進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，堆棧存儲(chǔ)與此有關(guān)的一些維護(hù)性信息。堆棧也可以被用作暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)。有時(shí)候程序需要一些臨時(shí)存儲(chǔ)，比如計(jì)算一個(gè)很長(zhǎng)的算術(shù)表達(dá)式時(shí)，它可以把部分計(jì)算結(jié)果壓到堆棧中，當(dāng)需要時(shí)再把它從堆棧中取出。除了遞歸調(diào)用之外，堆棧并非必須。因?yàn)樵诰幾g時(shí)可以知道局部變量、參數(shù)和返回地址所需空間的固定大小，并可以將它們分配于BSS段。6.5當(dāng)函數(shù)被調(diào)用時(shí)發(fā)生了什么；過(guò)程活動(dòng)記錄1.C語(yǔ)言自動(dòng)提供的服務(wù)之一就是跟蹤調(diào)用鏈——哪些函數(shù)調(diào)用了哪些函數(shù)，當(dāng)下一個(gè)“return”語(yǔ)句執(zhí)行后，控制將返回何處等。解決這個(gè)問題的經(jīng)典機(jī)制是堆棧中的過(guò)程活動(dòng)記錄。當(dāng)每個(gè)函數(shù)被調(diào)用時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)過(guò)程活動(dòng)記錄（或類似的結(jié)構(gòu)）。過(guò)程活動(dòng)記錄是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于支持過(guò)程調(diào)用，并記錄調(diào)用結(jié)束以后返回調(diào)用點(diǎn)所需要的全部信息。（如下圖）：局部變量（localvaribales）參數(shù)（arguments）靜態(tài)鏈接（stacklink）指向先前結(jié)構(gòu)的指針返回地址（returnaddress）2.絕大多數(shù)的現(xiàn)代算法語(yǔ)言允許函數(shù)和數(shù)據(jù)一樣在函數(shù)內(nèi)部定義。C語(yǔ)言不允許以這種語(yǔ)法進(jìn)行函數(shù)的嵌套。C語(yǔ)言中的所有函數(shù)在詞法層次中都是位于最頂層。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。在允許嵌套過(guò)程的語(yǔ)言中，活動(dòng)記錄一般要包含一個(gè)指向它的外層函數(shù)的活動(dòng)記錄的指針。這個(gè)指針被稱為靜態(tài)鏈接，它允許內(nèi)層過(guò)程訪問外層過(guò)程的活動(dòng)記錄，因此也可以訪問外層過(guò)程的局部數(shù)據(jù)。記住在同一時(shí)刻一個(gè)外層過(guò)程可能有好幾個(gè)處于活動(dòng)狀態(tài)的調(diào)用。內(nèi)層過(guò)程活動(dòng)記錄的靜態(tài)鏈接將指向合適的活動(dòng)記錄，允許訪問局部數(shù)據(jù)的正確實(shí)例。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。這種類型的訪問（一個(gè)指向詞法上外層范圍的數(shù)據(jù)項(xiàng)的引用）被稱作上層引用。靜態(tài)鏈接（指向從詞法上講屬于外層過(guò)程的活動(dòng)記錄，由編譯時(shí)決定）之所以如此命名是因?yàn)樗c動(dòng)態(tài)鏈接相對(duì)照，后者是一個(gè)活動(dòng)記錄指針鏈（在運(yùn)行時(shí)指向最靠近自己的前一個(gè)過(guò)程調(diào)用的活動(dòng)記錄）。6.6auto和static關(guān)鍵字1.對(duì)于在函數(shù)內(nèi)部定義的自動(dòng)變量，函數(shù)調(diào)用結(jié)束就被回收。如果要返回指針，此時(shí)指針不是有malloc或靜態(tài)變量，那么當(dāng)函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)，返回了改變量地址的副本，但是該地址（此時(shí)為副本代表的地址）所指向的內(nèi)存塊實(shí)際上已經(jīng)被回收。所以當(dāng)你再去調(diào)用這個(gè)返回的指針時(shí)，其指向的內(nèi)容其實(shí)是未知的。這個(gè)指針也叫懸垂指針。2.存儲(chǔ)類型說(shuō)明符auto關(guān)鍵字在實(shí)際中從來(lái)用不著。它通常由編譯器設(shè)計(jì)者使用，用于標(biāo)記符號(hào)表的條目——它表示“在進(jìn)入該塊后，自動(dòng)分配存儲(chǔ)”。3.過(guò)程活動(dòng)記錄并不一定要存在于堆棧中。事實(shí)上，盡可能地把過(guò)程活動(dòng)記錄的內(nèi)容放到寄存器中會(huì)使函數(shù)調(diào)用速度更快。SPARC架構(gòu)引入了一個(gè)概念，稱為“寄存器窗口”，CPU擁有一組寄存器，它們只用于保存過(guò)程活動(dòng)記錄中的參數(shù)。每當(dāng)函數(shù)調(diào)用時(shí)，空的活動(dòng)記錄依然到堆棧中。當(dāng)函數(shù)調(diào)用鏈非常深而寄存器窗口不夠用時(shí)，寄存器的內(nèi)容就會(huì)被保存到堆棧中保留的活動(dòng)記錄空間中，以便重新利用這些寄存器。第七章對(duì)內(nèi)存的思考7.2Inter80x86內(nèi)存模型以及它的工作原理1.在Inter80x86內(nèi)存模型中，段是內(nèi)存模型設(shè)計(jì)的結(jié)果，在80x86的內(nèi)存模型中，個(gè)各處理器的地址空間并不一致（因?yàn)橐３旨嫒菪裕麄兌急环指畛梢?4KB為單位的區(qū)域，每個(gè)這樣的區(qū)域便稱為段。2.作為80x86內(nèi)存模型最基本的形式，8086中的段是一塊64KB的內(nèi)存區(qū)域，由一個(gè)段寄存器所指向。內(nèi)存地址的形成過(guò)程是：取得段寄存器的值，左移4位，然后加上16位的偏移地址（表示段內(nèi)的地址），就是最終的地址。3.8086有20位地址總線，總共是1MB的內(nèi)存。但是只有640KB可供應(yīng)用程序使用。因?yàn)槠渌囊A(yù)留給系統(tǒng)使用。7.3虛擬內(nèi)存1.虛擬內(nèi)存：為了去除安裝在機(jī)器上的物理內(nèi)存數(shù)量的限制，提出虛擬內(nèi)存這個(gè)概念。基本思路是用廉價(jià)但緩慢的磁盤來(lái)擴(kuò)充快速卻昂貴的內(nèi)存。在任一給定時(shí)刻，程序?qū)嶋H需要使用的虛擬內(nèi)存區(qū)段的內(nèi)容就被載入物理內(nèi)存中。當(dāng)物理內(nèi)存中的數(shù)據(jù)有一段時(shí)間未被使用，他們就可能被轉(zhuǎn)移到硬盤中，節(jié)省下來(lái)的物理內(nèi)存空間用于載入需要使用的其它數(shù)據(jù)。2.以SunOS為例說(shuō)明：SunOS中的進(jìn)程執(zhí)行于32位地址空間。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)具體細(xì)節(jié)，使每個(gè)進(jìn)程都以為自己擁有整個(gè)地址空間的獨(dú)家訪問權(quán)。這個(gè)幻覺是通過(guò)“虛擬內(nèi)存”實(shí)現(xiàn)的。所有進(jìn)程共享機(jī)器的物理內(nèi)存，當(dāng)內(nèi)存用完時(shí)就用磁盤保存數(shù)據(jù)。在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)在磁盤和內(nèi)存之間來(lái)回移動(dòng)。內(nèi)存管理硬件負(fù)責(zé)把虛擬地址翻譯為物理地址，并讓一個(gè)進(jìn)程始終運(yùn)行于系統(tǒng)的真正內(nèi)存中。應(yīng)用程序員只看到虛擬地址，并不知道自己的進(jìn)程在磁盤和內(nèi)存之間來(lái)回切換。虛擬內(nèi)存通過(guò)“頁(yè)”的形式組織。頁(yè)就是操作系統(tǒng)在磁盤和內(nèi)存之間移來(lái)移去或進(jìn)行保護(hù)的單位，一般為幾K字節(jié)。C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(第二版)全文共11頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。從潛在的可能性上說(shuō)，與進(jìn)程有關(guān)的所有內(nèi)存都將被系統(tǒng)所使用。如果該進(jìn)程可能不會(huì)馬上運(yùn)行，操作系統(tǒng)可以暫時(shí)取回所有分配的給他的物理內(nèi)存資源，將該進(jìn)程的所有相關(guān)信息都備份到磁盤上。這樣這個(gè)進(jìn)程就被“換出”。在磁盤中有一個(gè)特殊的“交換區(qū)”