已经有大约半年的时间没有碰C语言了，当时学习的时候记录了很多的笔记，但是都是特别混乱，后悔那个时候，不懂得写博客，这里凭借记忆和零零散散的笔记记录，尝试系统性地复习一下C语言。

之前都是在Windows环境下学习，这次把重心放在Linux环境下，这次的复习源于基础，但是要高于基础。

工具

Linux环境下一般都是通过gcc来编译C代码的。

gcc编译器

gcc（GNU Compiler Collection，GNU 编译器套件），是由 GNU 开发的编程语言编译器。gcc原本作为GNU操作系统的官方编译器，现已被大多数类Unix操作系统（如Linux、BSD、Mac OS X等）采纳为标准的编译器，gcc同样适用于微软的Windows。

gcc最初用于编译C语言，随着项目的发展gcc已经成为了能够编译C、C++、Java、Ada、fortran、Object C、Object C++、Go语言的编译器大家族。

编译命令格式：

gcc[-option1]...<filename>
g++[-option1]...<filename>

• 命令、选项和源文件之间使用空格分隔
• 一行命令中可以有零个、一个或多个选项
• 文件名可以包含文件的绝对路径，也可以使用相对路径
• 如果命令中不包含输出可执行文件的文件名，可执行文件的文件名会自动生成一个默认名，Linux平台为a.out，Windows平台为a.exe

gcc、g++编译常用选项说明：

C语言是不跨平台的，用Java用习惯的我突然回到C，有点不适应，用SpringBoot完成的Java项目，打成jar包，只要安装了Java的环境，哪个地方都能跑。

对于C来说Linux编译后的可执行程序只能在Linux运行，Windows编译后的程序只能在Windows下运行。64位的Linux编译后的程序只能在64位Linux下运行，32位Linux编译后的程序只能在32位的Linux运行。

VS2019

这个是Windows环境下的工具。
用的是社区版，只装了C++的功能，快捷键用起来比较舒服，反编译还方便，学习了Java才知道有语法糖这个东西（Java的编译器帮我们做了很多的东西），这次重拾C/C++的时候，一定要摸清楚它们的编译器编译的时候做了哪些我们看不到，但是对我们来说很重要的事情

大二上学了一点汇编基础，要是有能力的话，后面看汇编也未尝不可。

C语言编译过程

C程序编译步骤
C代码编译成可执行程序经过4步：
1）预处理：宏定义展开、头文件展开、条件编译等，同时将代码中的注释删除，这里并不会检查语法
2）编译：检查语法，将预处理后文件编译生成汇编文件
3）汇编：将汇编文件生成目标文件(二进制文件)
4）链接：C语言写的程序是需要依赖各种库的，所以编译之后还需要把库链接到最终的可执行程序中去

这里用gcc展示一下编译过程

vim hello.c

分步编译

预处理：gcc -E hello.c -o hello.i
编  译：gcc -S hello.i -o hello.s
汇  编：gcc -c hello.s -o hello.o
链  接：gcc    hello.o -o hello_elf

执行：

可以查看一下程序所依赖的动态库

.so结尾的都是库

libc是c的代码库，linux-gnu是Linux的标准协议，libc.so.6满足这个标准
下面的那个是Linux的平台库

注意这里没有贴分步编译后的文件的内容，但是里面的内容很有价值一定要看一看。一定要联系前面C代码编译成可执行程序经过4步的文字描述

一步编译的情况也演示一下吧：

关于执行：
我们的程序文件存在于外存储器，要读到内存中进行执行，这个时候就涉及缓存和寄存器，CPU相关的东西了。计算机组成原理（或者说计算机系统）方面的知识就不多赘述，不然篇幅太长了。

C语言代码主体

必要内容

include头文件
#include< > 与 #include ""的区别：

• < > 表示系统直接按系统指定的目录检索
• “” 表示系统先在 “” 指定的路径(没写路径代表当前路径)查找头文件，如果找不到，再按系统指定的目录检索

main函数

• 一个完整的C语言程序，是由一个、且只能有一个main()函数(又称主函数，必须有)和若干个其他函数结合而成（可选）。
• main函数是C语言程序的入口，程序是从main函数开始执行。

{} 括号，程序体和代码块

• {}叫代码块，一个代码块内部可以有一条或者多条语句
• C语言每句可执行代码都是";"分号结尾
• 所有的#开头的行，都代表预编译指令，预编译指令行结尾是没有分号的
• 所有的可执行语句必须是在代码块里面

注释

• //叫行注释，注释的内容编译器是忽略的，注释主要的作用是在代码中加一些说明和解释，这样有利于代码的阅读
• /* */叫块注释
• 块注释是C语言标准的注释方法
• 行注释是从C++语言借鉴过来的

return语句

• return代表函数执行完毕，返回return代表函数的终止
• 如果main定义的时候前面是int，那么return后面就需要写一个整数；如果main定义的时候前面是void，那么return后面什么也不需要写
• 在main函数中return 0代表程序执行成功，return -1代表程序执行失败
• int main()和void main()在C语言中是一样的，但C++只接受int main这种定义方式

C语言数据类型

关键字

C语言有32个关键字：
数据类型关键字

数据类型的作用：编译器预算对象（变量）分配的内存空间大小。

常量

常量：

• 在程序运行过程中，其值不能被改变的量
• 常量一般出现在表达式或赋值语句中

整型常量 100，200，-100，0
实型常量 3.14 ， 0.125，-3.123
字符型常量 ‘a’,‘b’,‘1’,‘\n’
字符串常量 “a”,“ab”，“12356”

变量

变量：

• 在程序运行过程中，其值可以改变
• 变量在使用前必须先定义，定义变量前必须有相应的数据类型

标识符命名规则：

• 标识符不能是关键字
• 标识符只能由字母、数字、下划线组成
• 第一个字符必须为字母或下划线
• 标识符中字母区分大小写

变量特点：

• 变量在编译时为其分配相应的内存空间
• 可以通过其名字和地址访问相应内存

声明和定义区别

• 声明变量不需要建立存储空间，如：extern int a;
• 定义变量需要建立存储空间，如：int b;

#include<stdio.h>intmain(){//extern 关键字只做声明，不能做任何定义//声明一个变量a，a在这里没有建立存储空间
	externint a;
	a=10;//err, 没有空间，就不可以赋值int b=10;//定义一个变量b，b的类型为int，b赋值为10return0;}

从广义的角度来讲声明中包含着定义，即定义是声明的一个特例，所以并非所有的声明都是定义：

• int b 它既是声明，同时又是定义
• 对于 extern b来讲它只是声明不是定义

一般的情况下，把建立存储空间的声明称之为“定义”，而把不需要建立存储空间的声明称之为“声明”。

进制表示

C语言表示相应进制数：

sizeof 关键字

sizeof不是函数，所以不需要包含任何头文件，它的功能是计算一个数据类型的大小，单位为字节

sizeof的返回值为size_t

size_t类型在32位操作系统下是unsigned int，是一个无符号的整数

intmain(){int a;int b=sizeof(a);//sizeof得到指定值占用内存的大小，单位：字节printf("b = %d\n", b);size_t c=sizeof(a);printf("c = %u\n", c);//用无符号数的方式输出c的值return0;}

整型：int

整型变量的定义和输出

整型变量的输入

#include<stdio.h>intmain(){int a;printf("请输入a的值：");//不要加“\n”scanf("%d",&a);printf("a = %d\n", a);//打印a的值return0;}

short、int、long、long long

注意：

• 需要注意的是，整型数据在内存中占的字节数与所选择的操作系统有关。虽然 C 语言标准中没有明确规定整型数据的长度，但 long 类型整数的长度不能短于 int 类型， short 类型整数的长度不能长于 int 类型。
• 当一个小的数据类型赋值给一个大的数据类型，不会出错，因为编译器会自动转化。但当一个大的类型赋值给一个小的数据类型，那么就可能丢失高位。

有符号数和无符号数

有符号数
有符号数是最高位为符号位，0代表正数，1代表负数。

无符号数
无符号数最高位不是符号位，而就是数的一部分，无符号数不可能是负数。

当我们写程序要处理一个不可能出现负值的时候，一般用无符号数，这样可以增大数的表达最大值。

有符号和无符号整型取值范围

字符型：char

字符型变量用于存储一个单一字符，在 C 语言中用 char 表示，其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时，需要用一对英文半角格式的单引号(’ ')把字符括起来。

字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去，而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。

#include<stdio.h>intmain(){char ch='a';printf("sizeof(ch) = %u\n",sizeof(ch));printf("ch[%%c] = %c\n", ch);//打印字符printf("ch[%%d] = %d\n", ch);//打印‘a’ ASCII的值char A='A';char a='a';printf("a = %d\n", a);//97printf("A = %d\n", A);//65printf("A = %c\n",'a'-32);//小写a转大写Aprintf("a = %c\n",'A'+32);//大写A转小写a

	ch=' ';printf("空字符：%d\n", ch);//空字符ASCII的值为32printf("A = %c\n",'a'-' ');//小写a转大写Aprintf("a = %c\n",'A'+' ');//大写A转小写areturn0;}

ASCII表

ASCII 码大致由以下两部分组成：

• ASCII 非打印控制字符： ASCII 表上的数字 0-31 分配给了控制字符，用于控制像打印机等一些外围设备。
• ASCII 打印字符：数字 32-126 分配给了能在键盘上找到的字符，当查看或打印文档时就会出现。数字 127 代表 Del 命令。

转义字符

数值溢出
当超过一个数据类型能够存放最大的范围时，数值会溢出。

有符号位最高位溢出的区别：符号位溢出会导致数的正负发生改变，但最高位的溢出会导致最高位丢失。

#include<stdio.h>intmain(){char ch;//符号位溢出会导致数的正负发生改变
	ch=0x7f+2;//127+2printf("%d\n", ch);//	0111 1111//+2后 1000 0001，这是负数补码，其原码为 1111 1111，结果为-127//最高位的溢出会导致最高位丢失unsignedchar ch2;
	ch2=0xff+1;//255+1printf("%u\n", ch2);//	  1111 1111//+1后 10000 0000， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0000，十进制为0

	ch2=0xff+2;//255+1printf("%u\n", ch2);//	  1111 1111//+1后 10000 0001， char只有8位最高位的溢出，结果为0000 0001，十进制为1return0;}

实型(浮点型)：float、double

实型变量也可以称为浮点型变量，浮点型变量是用来存储小数数值的。在C语言中， 浮点型变量分为两种： 单精度浮点数(float)、 双精度浮点数(double)， 但是double型变量所表示的浮点数比 float 型变量更精确。

由于浮点型变量是由有限的存储单元组成的，因此只能提供有限的有效数字。在有效位以外的数字将被舍去，这样可能会产生一些误差。

不以f结尾的常量是double类型，以f结尾的常量(如3.14f)是float类型。
这点很重要哈，我都忘了。

类型限定符

字符串常量

字符串是内存中一段连续的char空间，以’\0’(数字0)结尾。

字符串常量是由双引号括起来的字符序列，如“china”、“C program”，“$12.5”等都是合法的字符串常量。

字符串常量与字符常量的不同：

每个字符串的结尾，编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’，即 “a” 包含两个字符’a’和’\0’。

C语言常见函数

system函数

system函数的使用

#include <stdlib.h>
int system(const char *command);
功能：在已经运行的程序中执行另外一个外部程序
参数：外部可执行程序名字
返回值：
成功：不同系统返回值不一样
失败：通常是 - 1

演示：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>intmain(){//system("calc"); //windows平台system("ls");//Linux平台, 需要头文件#include <stdlib.h>return0;}

system返回值不同系统结果不一样

C语言所有的库函数调用，只能保证语法是一致的，但不能保证执行结果是一致的，同样的库函数在不同的操作系统下执行结果可能是一样的，也可能是不一样的。

Linux的发展离不开POSIX标准，只要符合这个标准的函数，在不同的系统下执行的结果就可以一致。

Unix和linux很多库函数都是支持POSIX的，但Windows支持的比较差。
如果将Unix代码移植到Linux一般代价很小，如果把Windows代码移植到Unix或者Linux就比较麻烦。

printf函数和putchar函数

printf是输出一个字符串，putchar输出一个char。

printf格式字符：

printf附加格式：

scanf函数与getchar函数

getchar是从标准输入设备读取一个char。

scanf通过%转义的方式可以得到用户通过标准输入设备输入的数据。

随机数相关

当调用函数时，需要关心5要素：

• 头文件：包含指定的头文件
• 函数名字：函数名字必须和头文件声明的名字一样
• 功能：需要知道此函数能干嘛后才调用
• 参数：参数类型要匹配
• 返回值：根据需要接收返回值

#include<time.h>time_ttime(time_t*t);
功能：获取当前系统时间
参数：常设置为NULL
返回值：当前系统时间,time_t 相当于long类型，单位为毫秒#include<stdlib.h>voidsrand(unsignedint seed);
功能：用来设置rand()产生随机数时的随机种子
参数：如果每次seed相等，rand()产生随机数相等
返回值：无#include<stdlib.h>intrand(void);
功能：返回一个随机数值
参数：无
返回值：随机数

这里贴一个demo

#include<stdio.h>#include<time.h>#include<stdlib.h>intmain(){time_t tm=time(NULL);//得到系统时间srand((unsignedint)tm);//随机种子只需要设置一次即可int r=rand();printf("r = %d\n", r);return0;}

字符串处理函数

gets()

#include<stdio.h>char*gets(char*s);
功能：从标准输入读入字符，并保存到s指定的内存空间，直到出现换行符或读到文件结尾为止。
参数：
	s：字符串首地址
返回值：
	成功：读入的字符串
	失败：NULL

gets(str)与scanf(“%s”,str)的区别：

• gets(str)允许输入的字符串含有空格
• scanf(“%s”,str)不允许含有空格

注意：由于scanf()和gets()无法知道字符串s大小，必须遇到换行符或读到文件结尾为止才接收输入，因此容易导致字符数组越界(缓冲区溢出)的情况。

fgets()

#include<stdio.h>char*fgets(char*s,int size, FILE*stream);
功能：从stream指定的文件内读入字符，保存到s所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了size-1个字符为止，最后会自动加上字符'\0' 作为字符串结束。
参数：
	s：字符串
	size：指定最大读取字符串的长度（size-1）
	stream：文件指针，如果读键盘输入的字符串，固定写为stdin
返回值：
	成功：成功读取的字符串
	读到文件尾或出错：NULL

fgets()在读取一个用户通过键盘输入的字符串的时候，同时把用户输入的回车也做为字符串的一部分。通过scanf和gets输入一个字符串的时候，不包含结尾的“\n”，但通过fgets结尾多了“\n”。fgets()函数是安全的，不存在缓冲区溢出的问题。

puts()

#include<stdio.h>intputs(constchar*s);
功能：标准设备输出s字符串，在输出完成后自动输出一个'\n'。
参数：
	s：字符串首地址
返回值：
	成功：非负数
	失败：-1

fputs()

#include<stdio.h>intfputs(constchar* str, FILE* stream);
功能：将str所指定的字符串写入到stream指定的文件中， 字符串结束符'\0'  不写入文件。 
参数：
	str：字符串
	stream：文件指针，如果把字符串输出到屏幕，固定写为stdout
返回值：
	成功：0
	失败：-1

fputs()是puts()的文件操作版本，但fputs()不会自动输出一个’\n’。

strlen()

#include<string.h>size_tstrlen(constchar*s);
功能：计算指定指定字符串s的长度，不包含字符串结束符‘\0’
参数：
s：字符串首地址
返回值：字符串s的长度，size_t为unsignedint类型

strcpy()

#include<string.h>char*strcpy(char*dest,constchar*src);
功能：把src所指向的字符串复制到dest所指向的空间中，'\0'也会拷贝过去
参数：
	dest：目的字符串首地址
	src：源字符首地址
返回值：
	成功：返回dest字符串的首地址
	失败：NULL

注意：如果参数dest所指的内存空间不够大，可能会造成缓冲溢出的错误情况。

strncpy()

#include<string.h>char*strncpy(char*dest,constchar*src,size_t n);
功能：把src指向字符串的前n个字符复制到dest所指向的空间中，是否拷贝结束符看指定的长度是否包含'\0'。
参数：
	dest：目的字符串首地址
	src：源字符首地址
	n：指定需要拷贝字符串个数
返回值：
	成功：返回dest字符串的首地址
	失败：NULL

strcat()

#include<string.h>char*strcat(char*dest,constchar*src);
功能：将src字符串连接到dest的尾部，‘\0’也会追加过去
参数：
	dest：目的字符串首地址
	src：源字符首地址
返回值：
	成功：返回dest字符串的首地址
	失败：NULL

strncat()

#include<string.h>char*strncat(char*dest,constchar*src,size_t n);
功能：将src字符串前n个字符连接到dest的尾部，‘\0’也会追加过去
参数：
	dest：目的字符串首地址
	src：源字符首地址
	n：指定需要追加字符串个数
返回值：
	成功：返回dest字符串的首地址
	失败：NULL

strcmp()

#include<string.h>intstrcmp(constchar*s1,constchar*s2);
功能：比较 s1 和 s2 的大小，比较的是字符ASCII码大小。
参数：
	s1：字符串1首地址
	s2：字符串2首地址
返回值：
	相等：0
	大于：>0
	小于：<0

strncmp()

#include<string.h>intstrncmp(constchar*s1,constchar*s2,size_t n);
功能：比较 s1 和 s2 前n个字符的大小，比较的是字符ASCII码大小。
参数：
	s1：字符串1首地址
	s2：字符串2首地址
	n：指定比较字符串的数量
返回值：
	相等：0
	大于：>0
	小于：<0

sprintf()

#include<stdio.h>intsprintf(char*_CRT_SECURE_NO_WARNINGS,constchar*format,...);
功能：根据参数format字符串来转换并格式化数据，然后将结果输出到str指定的空间中，直到出现字符串结束符'\0'  为止。
参数：
	str：字符串首地址
	format：字符串格式，用法和printf()一样
返回值：
	成功：实际格式化的字符个数
	失败：-1

sscanf()

#include<stdio.h>intsscanf(constchar*str,constchar*format,...);
功能：从str指定的字符串读取数据，并根据参数format字符串来转换并格式化数据。
参数：
	str：指定的字符串首地址
	format：字符串格式，用法和scanf()一样
返回值：
	成功：参数数目，成功转换的值的个数
	失败：-1

strchr()

#include<string.h>char*strchr(constchar*s,int c);
功能：在字符串s中查找字母c出现的位置
参数：
	s：字符串首地址
	c：匹配字母