c语言个人笔记

linux嵌入式C语言

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0. gcc与vim的使用

gcc

指令

-Wall:显示所有警告

gcc默认的警告包括真正的错误：error和告警warning

执行过程

c源代码.c -> 预处理^(E)^ -> 编译^(S)^ -> 汇编^©^.o -> 链接 -> 可执行文件（默认a.out)

带#都在预处理阶段完成

vim

vim的配置

默认全局参数在/etc/vim/vimrc中，一般建议在家目录拷贝一份命名为.vimrc，以生成只对本用户生效的配置，不干扰其他用户

快捷键

ctrl + p 可以补全声明过的代码
shift + k跳转到函数MAN解释
vim * -p以vim打开当前目录下所有文件（gt )

1.基本概念

算法：解决问题的方法(流程图，NS图，有限状态机FSM)
程序：用某种语言实现算法
进程
防止写越界，防止内存泄漏，谁打开谁关闭，谁申请谁释放

编程注意事项

建议常用头文件stdlib.h
main函数建议用exit(0)替换return 0
c语言中，如果一个函数没有找到其原型，编译器会 默认认为其返回int int * p= (int *) malloc(sizeof(int)),强转可能会掩盖问题^1^

printf()是有返回值的
大段注释用#if 0和#endif

c 复制代码

#if 0
被注释掉的内容
#endif

注释尽量用英文，防止中文标点符号乱入混淆

2. 数据类型，运算符和表达式

  数据类型：（基本数据类型参考C语言数据类型）
  基本数据类型
  所占字节数
      存储区别
      不同类型的数据间进行转换 （隐式，显式->强制类型转换）
    特殊性：
    1.  布尔型bool
    2.  float类型
    3.  char型是否有符号
    4.  不同形式的值：0，'0'，'\0'
    5.  数据类型与后续代码中所使用的输入输出要相匹配

常规计数方式

254 表示十进制
B1111110 表示二进制
0376 表示八进制
0xFE 表示十六进制

数据的存储

整型

整形的存储都是以补码形式存储的

正数的补码是它本身 ，负数补码为其绝对值的补码取反+1

浮点型

浮点型的存储方式

表示为：0.314 * 10^1^

让整数部分为零，只在意精度部分(小数部分) 和指数部分

如图float类型为例，0-22位表示小数部分 ,22-30位表示指数，31表示符号位

double类型多出的32位全部用于精度控制

精度问题

float只表示一个大概的范围，是一个近似值
一个浮点型不可能绝对的等于一个整型

浮点型有位数限制，不可能无限精确

c 复制代码

float f=1;
int Fun(float f)
{
  if(f < 0) return 1;
  else if(if==0) return 0;
  else return -1;//结果返回-1
}

解决方法：

c 复制代码

fabs(f-0)<=1e-6 //等价于f==0

char型

char型也以补码的形式存储

c语言中默认char有无符号是不确定的

bool类型

头文件 stdbool.h

数据类型转换

小转大精度增加数据不丢失，大转小丢失数据且不会进行四舍五入
注意%d是按照有符号整型打印的，可能会丢失数据

隐式转换

不同数据类型进行运算，默认向精度比较高的数据类型靠拢

c 复制代码

  int i;
  float f
  i + f -> res
  //int float -> float

显式转换(强制类型转换)

变量与常量

常量：在程序执行过程中值不会发生变化的
分类：整型常量，实型常量，学符常量，学符常量，标识常量
    整型常 ：1,790,76,52                 
    实型常量：3.14，5.26   1.9999
    字符常量：由单引号引起来的单个的字符或转义字符，如'a','\n'
    字符串常量：由双引号引起来的一个或多个字符组成的序列，如："a"
    标识常量：`#define 宏名 宏体` ，在程序执行过程中用宏体替换宏名,占用编译时间，不检查语法，只是单纯替换
变量：用来保存一些特定内容，并且在在程序执行过程中值随时可能变化的量

注意：

'\015'：把该数当八进制看
'\x7f': 把该数当作十六进制看
""：空串，只有一个\0
\018 因为八进制里不可能出现8，所以表示\0和1和8

宏

最基础用法#define PI 3.14
表达式 #define MAX(a,b) a>b?a:b

当传入MAX(i++,j++)时，比较时错误，大的那一项会自增两次，解决方法：用变量接收

解决:

c 复制代码

#define MAX(a,b) \
                ({typeof(a) A=a,B=b;((A)>(B)?(A):(B));})//非标准c
                 //用a的类型定义A,B，类似c++里的auto和decltype

errno

 [C 库宏 - errno](https://www.runoob.com/cprogramming/c-macro-errno.html)

perror()

c 复制代码

void perror(const char *str)

在库函数中有个errno变量，每个errno值对应着以字符串表示的错误类型。当你调用"某些"函数出错时，该函数已经重新设置了errno的值。perror函数只是将你输入的一些信息和errno所对应的错误一起输出。

C 库函数 - perror()

定义

TYPE NAME =VALUE;

标识符：由字母，数字，下划线组成不能以数字开头的一个表示序列

要求写标识符尽量见名生义

数据类型：基本数据类型+构造类型

存储类型：auto static register extern(说明型)

auto:默认，自动分配空间，自动回收空间
register ：建议型，寄存器类型(既少又快)

大小有限制，只能定义32位大小的数据类型，寄存器没有地址，所以一个寄存器类型的变量无法打印出地址查看或使用

static:静态型，自动初始化为0或空值，存放在静态区，生命周期和程序一致,并且其变量的值有继承性,只定义一次,防止变量/函数对外扩展，常用于声明变量和函数，如果想在外部进行调用，需要get函数
extern:说明型，意味不能改变被说明的变量的值

变量的生命周期和作用和范围

全局变量作用与定义开始知道程序结束
变量定义遵循就近原则
全局变量使用要谨慎(errno要马上打印，否则可能不是预期值)

运算符和表达式

表达式与语句的区别
运算符部分:
1. 每个运算符所需要的参与运算的操作数个数
2. 结合性
3. 优先级
4. 运算符的特殊用法
5. 位运算的重要意义
  tips:
%：左右必须为整型

c 复制代码

printf("1 divide 2 equals : %d",1/2);//结果为 0

运算符

1.自增自减运算符

赋值表达式返回值为所赋值的对象

c 复制代码

    char a;
    char ret=(a='\0');

    printf("a='\\0' 表达式的返回值是: %c\n",ret);//ret='\0'

逻辑与-短路特性

c 复制代码

int m=1,n=1,a=1,b=2,c=3,d=4;
(m=a>b)&& (n=c>d)

只有&&左边为真才会执行右边语句，如果左边为假，不执行右边语句

强制类型转换

只是中间过程,不会让被强转的数赋值

位运算

3. 输入，输出专题

input & output -> I/O

标准IO（系统调用IO）
文件IO

1. 格式化的输入输出函数:`scanf,printf`

printf:

"printf(%[修饰符]格式字符"，输出表项)~

%f 默认输出保留六位小数，不够补零
注意数据溢出(加单位)
注意加上\n,牵扯到缓冲区^2^,\n能刷新缓冲区
返回值是打印个数+1

scanf:

scanf有返回值，把scanf放到循环内部一定要慎重，注意核验scanf返回值,否则可能无法接收到有效内容

%s 是比较危险的，因为不知道存储空间大小

2. 字符串输入输出函数：`getchar`,`putchar`

抑制符:例如两个连续换行输入，用getchar吃掉换行符

出错都返回EOF

3. 字符串输入输出函数:`gets`(危险),`puts`

gets

危险原因：

不会进行溢出检查

标准库替代品--fgets()

治标不治本，不一定保证我们所输入的字符串都能完整输出，只是保证安全性

"方言"替代:GNC库提供 getline()

puts

输出自带换行符

4. 流程控制

C语言三大结构

1 顺序，2 选择，3 循环
1. 语句逐步执行
2. 出现了一种以上情况
3. 某个条件成立的情况下，重复执行某个动作
  简单结构与复杂结构：自然流程
  NS图，流程图工具 - " Dia "

养成好习惯

先理清结构
慎用goto

goto使用的是无条件的跳转，且不能跨函数调整，会影响代码的结构性

5.数组

定义：【存储类型】数据类型标识符[下标]
特点：在内存中连续存放

6.指针

数组名是地址常量，不能放在等号左边

c 复制代码

char str[]="hello";
str="world";//false

解决方式:strcpy(str,"world");

c 复制代码

char *str="hello";
strcpy(str,"hello");//false 因为字符指针指向了一个串常量，不允许修改
str="world";//true 可以让它指向另一块区域

const

指针常量：指向的值能修改，指针方向不可以修改

常量指针：指向的值不能修改，指针方向可以修改

7.函数

函数与一维数组

传参[]等价于*

函数与二维数组

传首地址相当于视作大数组
传参[]等价于*但是第二个[N]不能转换，因为它说明了数组列的大小

例如：void print(int [][N],int row,int column);

或者 void print(int (*p)[N],int row,int column);

c 复制代码

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define COLUMN 4
//int *a[COLUMN]是错误的，因为这样表示的是int **a
void print_arr(int (*a)[COLUMN],int R,int C)//表示指向数量为4的数组的指针
{
    for (size_t i = 0; i < R; i++)
    {
        for (size_t j = 0; j < C; j++)
        {
            printf("%d ",a[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}
int main()
{
    int arr[][COLUMN]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
    print_arr(arr,3,COLUMN);
    exit(0);
}

函数与字符数组

7.结构体

内存/地址对齐

-如果要求不让编译器对齐，结构体尾部加上宏：__attribute__(packed)

结构体传形参开销大，一般传指针

共用体

变量不能共存
共用一块空间
空间占用以最大为准

位域

大小端

"大小端"是指计算机系统中对多字节数据类型（如16位、32位或64位整数）存储时字节顺序的一种约定。主要分为两种不同的字节顺序格式：

小端模式 (Little Endian)：---x86
在小端模式中，低序字节（即最低有效字节，LSB）被存放在内存中的低地址处，而高序字节（即最高有效字节，MSB）则被存放在内存中的高地址处。
例如，对于一个16位的值0x1234，在小端模式下会被存储为：
内存地址低字节：0x34
内存地址高字节：0x12
大端模式 (Big Endian)：---51单片机
在大端模式中，高序字节被存放在内存中的低地址处，而低序字节则被存放在内存中的高地址处。
例如，对于同一个16位的值0x1234，在大端模式下会被存储为：
内存地址低字节：0x12
内存地址高字节：0x34

嵌套

结构体共用体一种用法:把32位分成高位低位

c 复制代码

union
{
  struct
  {
    uint16_t i;
    uint16_t j;
  }x;

  uint32_t y;//无符号32位整型
}a;



a.y=0x11223344;//32位整型

printf("%x\n",a.x.i+a.x.j);//打印4466

因为共用体共用一块连续空间,32位占用的空间正好分配给两个十六位整型

枚举

常当作宏使用，不会在预处理阶段被替换

8. 动态内存管理

原则：谁申请谁释放

free只是不把指针分配给那块空间，不是把空间清空

如果free后再次对原指针赋值，会造成野指针,十分危险

所以一般在free后立刻把原指针置空

void*

windows环境下：void* 必须转成接收类型 才能接受

linux环境下：void*可以直接接收

指针作函数参数

指针传参证明

指针传参，传的是形参

c 复制代码

void Func(int * p)
{
    printf("passing_p`s adress is :%p\n",&p);
    p=(int *)malloc(sizeof(int));
    *p=6;
}


int main()
{
    int *p;

    Func(p);
    if(p==NULL)
    {   
        
        printf("p为空指针，赋值错误\n");
        return 0;
    }
    printf("p`s adress is :%p\n",&p);
    free(p);
    return 0;
}

结果：passing_ps adress is :0061FF00 ps adress is :0061FF1C

二者地址不同，非同一指针

结果：段错误^3^

原因：main函数里的p没有分配内存，证明函数里对p的操作没有影响到p本身

c 复制代码

void Func(int * p)
{
    printf("passing_p`s adress is :%p\n",p);
    *p=6;
}
int main()
{
    int *p;
    Func(p);
    if(p==NULL)
    {   
        printf("p为空指针，赋值错误\n");
        return 0;
    }
    printf("p`s adress is :%p\n",p);
    free(p);
    return 0;
}

结果：passing_p adress is :00213000 ; p adress is :00213000

二者指向地址一样，为同一数据

总结：形参都是值传递。但是这个值如果是指针的话，是可以改变指针指向内容的值，即实参的值。这个要弄清两个概念：指针和指针指向的数据。

解决方法:

传指针的地址

结果：

成功
返回值返回

9.重定义 typedefine

和宏的区别

c 复制代码

#define int* P
typedef int* p;
P a1;//a1是int *
p a2;//a2是int *
//-----------------
P b1,b2;//b1是int *，b2是int
p c1,c2;//C1，c2都是int *

10.Makefile

工程管理器

Makefile的基本格式

bash 复制代码

target1 ...: prerequisites ...
	command   # 注意在命令前面需要添加一个Tab键
        ...
target2 ...: prerequisites ...
	command
        ...

Linux环境下malloc本身返回的是void*，可以用任意类型指针接受，本身就不需要强转 ↩︎
缓冲区是一种存储数据的临时区域，通常用于暂时保存输入输出数据、网络数据或其他类型的数据，直到这些数据可以被处理或传输。 ↩︎
访问不存在的内存地址、访问系统保护的内存地址和访问只读的内存地址 ↩︎

c语言个人笔记

linux嵌入式C语言

0. gcc与vim的使用

gcc

指令

执行过程

vim

vim的配置

快捷键

1.基本概念

编程注意事项

2. 数据类型，运算符和表达式

常规计数方式

数据的存储

整型

浮点型

精度问题

char型

bool类型

数据类型转换

隐式转换

显式转换(强制类型转换)

变量与常量

宏

errno

定义

变量的生命周期和作用和范围

运算符和表达式

运算符

强制类型转换

位运算

3. 输入，输出专题

1. 格式化的输入输出函数:scanf,printf

printf:

scanf:

2. 字符串输入输出函数：getchar,putchar

3. 字符串输入输出函数:gets(危险),puts

gets

puts

4. 流程控制

5.数组

6.指针

const

7.函数

函数与一维数组

函数与二维数组

函数与字符数组

7.结构体

共用体

位域

大小端

嵌套

枚举

8. 动态内存管理

void*

指针作函数参数

指针传参证明

解决方法:

9.重定义 typedefine

10.Makefile

Makefile的基本格式

1. 格式化的输入输出函数:`scanf,printf`

2. 字符串输入输出函数：`getchar`,`putchar`

3. 字符串输入输出函数:`gets`(危险),`puts`