C软件开发知识杂烩

前言：本篇文章主要用于记录博主本人从事C软件开发过程中遇到的各种疑难杂症和奇技淫巧，以知识点的形式将其总结，以做后观。（亦是记录博主如何从C语言菜鸟一步一步走向软件开发......）

1 const

const用以声明变量永不变化的常数。一般来说这些变量都应该被放在ROM区（也就是Flash程序空间）以节约宝贵的RAM内存。但一个简单的const声明并不能保证变量最后会被分配到ROM区，安全的做法必须配合#pragma声明的CONST_SEG或INTO_ROM数据段一起实现。
任何类型的变量，都可以冠以const声明。

2 运算符

• %：取余数
• >>：移位运算符。a >>= b相当于 a = a >> b，将二进制a右移b位（低位丢弃）
• &&：逻辑与运算符
• &：位与运算符。a &= b 相当于 a = a & b，按位与运算之后赋值给a
• ||：逻辑或运算符
• |：位或运算符
• ^：异或运算符，位运算的一种。a ^= b，a、b相同a为0，a、b不同a为1
• ! ：逻辑非运算符。!0为真，其余为假
• ~：按位取反运算符

3 数据格式声明

格式字符：

• %d：有符号十进制整数
• %c：一个字符
• %s：一个字符串
• %f：输出实数【以小数形式，默认实数的整数部分全部输出，小数部分输出6位】
• %e：以指数形式输出实数
• %ld、%lld：长整型数据、双长整型数据
• %x：十六进制数

% 是格式声明符，若想输出 %，则应连用两个 % 表示，例如：printf("%%\n");

• %m.nf：m代表输出数据的宽度，该宽度包括整数。n代表输出数据的小数位数（末尾以四舍五入原则，若格式为%-m.nf，表示数据向左对齐）
• %m.ns：m代表输出字符的宽度，n代表只打印前n个字符（%-m.ns标记使得文本左对齐输出）

4 逃逸字符

• \b：回退一格
• \t：到下一个表格位
• \n：换行
• \r：回车
• \’：单引号
• \”：双引号
• \\：反斜杠本身

\ 在C语言中被称之为转义字符。

5 scanf函数

scanf类似于一个获取单词的函数，若用其读取字符串，从第一个非空白字符作为字符串的开始，以下一个空白字符作为字符串的结束。若指定了字段宽度，则在读取字段宽度的字符或读到空白字符后结束。其具有返回值，可以分成以下3类情况：

1. 正整数：表示成功读取的项数
2. 0：表示用户输入的值不匹配
3. EOF:表示检测到“文件结尾”

scanf中的 * ：用于抑制赋值

6 取整相关

• i=(int)2.5; // int：直接舍去小数部分，i=2
• floor(x); // 返回的是小于或等于x的最大整数
• ceil(x); // 返回的是大于x的最小整数

7 单反斜杠（\）的作用

1. 可以作为转义字符使用，例如 \n 表示换行符
2. 可以作为续行符使用，用于一行的结尾，表示本行与下一行连接起来

8 switch 与 if

• 若根据浮点类型的变量或表达式来选择，则无法使用 switch
• 若根据变量在某范围类决定程序流的去向，则推荐使用 if
• 使用 switch 程序通常运行快一些，生成的代码少一些

9 for

for 循环后面直接加分号，则表示只进行 for 循环而跳过后面的语句。且当其后面没有语句时，必须要加一个分号。

10 链表和数组

选择何种数据类型取决于具体的问题。

• 如果因频繁地插入和删除项导致经常调整大小，而且不需要经常查找，选择链表会更好。
• 如果只是偶尔插入或删除项，但是经常进行查找，使用数组会更好。
• 如果既需要频繁插入和删除项，又要频繁查找，则选择二叉查找树。

11 const与数组

a[] = {1,2,3,4,5};  // 表示a只能指向该数组, 不能指向其他数组
const int a[] = {1,2,3,4,5};  // 不止a为const的指针，数组内部的每个单元都是const int类型，若有以上类型定义，则必须通过初始化进行赋值

12 const与指针

int* const q = &i;  // 指针本身被定义为const
// 表示一旦q得到了某个变量的地址，其就不可以再指向其他变量, q只能指向一个固定的地址
*q = 26;  // ok
q++;      // ERROR

const int* p = &i;  // 指针所指的变量被定义为const
// 表示不能通过这个指针去修改指向的变量的值(并不表示指向的变量变成const)
*p = 26; //error
i = 26;  // ok
p = &j;  // ok

13 数组指针

数组指针定义：int (*p)[n];

()优先级高，先与p结合成为一个指针，指向一个整型的一维数组，这个一维数组的长度是n，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个整型数据的长度。

// 将二维数组赋给数组指针: 
int a[3][4];
int (*p)[4]; //该语句是定义一个数组指针，指向含4个元素的一维数组。

p=a;  // 将该二维数组的首地址赋给p, 也就是a[0]或&a[0][0]
p++;  // 该语句执行过后, 也就是执行p=p+1后, p跨过行a[0][]指向了行a[1][]
// 所以数组指针也称指向一维数组的指针, 亦称行指针。

14 指针数组

指针数组定义：int* p[n];

[]优先级高，先与p结合成为一个数组，再由 int* 说明这是一个整型指针数组，它有n个指针类型的数组元素。这里执行p+1时，p会指向下一个数组元素。

// 将二维数组赋给指针数组: 
int a[3][4];
int* p[3];

for (i=0; i<3; i++)
{
    p[i]=a[i];
}  
// 这里int* p[3]表示一个一维数组内存放着三个指针变量, 分别是p[0]、p[1]、p[2], 所以要分别赋值

// p=a; 这样赋值是错误的
// 因为p是个不可知的表示, 只存在p[0]、p[1]、p[2]…p[n-1], 而且它们分别是指针变量可以用来存放变量地址。
// *p=a; 这样赋值是可以的, *p表示指针数组第一个元素的值, 即相当于 p[0] = a[0][]

通过以上，数组指针和指针数组两者的区别就豁然开朗了，数组指针只是一个指针变量，似乎是C语言里专门用来指向二维数组的，它占有内存中一个指针的存储空间。指针数组是多个指针变量，以数组形式存在内存当中，占有多个指针的存储空间。

当数组指针和指针数组都指向二维数组，要表示数组中i行j列的一个元素时，以下引用方式等价：
*(p[i]+j)、*(*(p+i)+j)、(*(p+i))[j]、p[i][j]

符号优先级：()>[]>*

15 灵活数组成员

灵活数组是在C99标准中提供的一种编程技巧，使用此项特性，我们需要声明一个带灵活数组成员的结构。例如：

typedef struct {
    int count;
    double average;
    double scores[];  // 灵活数组成员
} FlexibleArrayStruct;

C99的意图不是让我们声明FlexibleArrayStruct类型的变量，而是希望我们声明一个FlexibleArrayStruct类型的指针，然后利用malloc来分配足够的空间，以存储FlexibleArrayStruct类型结构的常规内容和灵活数组成员所需要的额外空间。

FlexibleArrayStruct* pf;

pf = malloc(sizeof(FlexibleArrayStruct) + n * sizeof(double));

现在即有足够的空间存储count、average和一个内含n个double类型的数组，并可以使用指针pf访问这些成员。

注意：灵活数组成员必须是结构体的最后一个成员。

16 void

void关键字在C语言中一般用于指示 函数无返回值 或者 函数无参数。

在嵌入式开发中，还有一种额外的用法：(void)<寄存器名称>，其表示单片机执行一次读取该寄存器的操作，例如：

(void)SCI0SR1;  // 执行一次读取寄存器SCI0SR1, 其作用是清除各类标志位

17 exit()和atexit()

atexit()的形参是一个不带任何参数且返回类型为void的函数指针，通常这些函数会执行一些清理任务或重置环境等。atexit()的作用是将形参中的函数注册到函数列表，当调用exit()时就会执行这些函数。

注意：

• 注册的函数执行顺序和注册顺序相反，最后注册的函数最先执行
• 通过atexit()注册函数之后，即使没有显示调用exit()，被注册函数还是会被执行, 因为main()结束时会隐式调用exit()

exit()在执行完atexit()指定的函数后，会完成一些清理工作：刷新所有输出流，关闭所有打开的流和关闭由标准IO函数tmpfile()创建的临时文件，然后将控制权返回主机环境，并向主机环境报告终止状态。

18 原码、补码、反码

• 正数：原码、反码和补码是一样的，即看到符号位（第一位）是0，就可以照着写出其他两种码。
• 负数：
  • 原码转反码：符号位不变（1），数值位按位取反。
  • 反码转补码：末位加1
  • 原码转补码：符号位不变，数值位按位取反，末位再加1
  • 补码转原码：符号位不变，数值位按位取反，末位再加1。（补码的补码等于原码）

19 main 函数定义规范

• 无参数形式：

int main(void) {
    // 程序代码
    return 0; // 返回 0 表示成功执行
}

• 带参数形式：

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 程序代码
    return 0; // 返回 0 表示成功执行
}

20 缓冲区

缓冲区一般分为两类：完全缓冲IO和行缓冲IO。

• 行缓冲IO：在出现换行符时刷新缓冲区。键盘输入通常是行缓冲输入，所以在按下ENTER键后才刷新缓冲区。
• 完全缓冲IO：当缓冲区被填满时才刷新缓冲区，即把缓冲区的内容发送至目的地，通常出现在文件输入中。

21 定义与声明

定义包含声明，但是声明不包含定义

• 定义：分配内存空间的声明
• 声明：不需要分配内存空间的声明

22 函数特征标

函数特征标指的是函数的参数列表（与函数类型，即函数返回值无关）。
如果两个函数的参数数目和类型相同，且参数的排列顺序也相同，则它们的特征标相同。

23 代码风格

24 函数头

/**
 * @author 
 * @brief 
 * @param 
 * @return 
 * @note
 */

25 文件头

/**
 * @file 
 * @author 
 * @brief 
 * @version 
 * @date 
 * @note [change history]
 * 
 * @copyright GEELY AUTOMOBILE RESEARCH INSTITUTE CO.,LTD Copyright (c) 2022
 * -----------------------------------------------------------------------------
 * [change history]
 * 
 */