C语言编程需要掌握的核心要点有哪些-为你总结了这20个

摘要： C 语言作为编程的入门语言，学习者如何疾速把握其外围知识点，面对茫茫书海，仿佛有点迷茫。为了让各位疾速地把握 C 语言的常识内容，在这里对相干的知识点进行了演绎。

引言

笔者有十余年的 C ++ 开发教训，相比而言，我的 C 教训只有一两年，C 比较简单，简略到《The C Programming Language》（C 程序设计语言）只有区区的 200 多页，相比上千页的 C ++ 大部头，不得不说真的很人性化了。

C 语言精简的语法集和规范库，让咱们能够把精力集中到设计等真正重要的事件上来，而不是迷失在语法的陆地里，这对于初学者尤其重要。尽管 C 语言有形象有余的毛病，但我更喜爱它的精美，只须要花大量的工夫，钻研分明它每一个知识点，看任何 C 源码就不会存在语法上的阻碍，大家须要建设的常识共识足够少，少即是多，少好于多。

我教过 6 集体编程，教过 HTML，教过 JAVA，也教过 C ++。最近，我在教我小孩编程，他只有十岁，很多人倡议我抉择 Python，但我最终抉择了 C 语言，因为 C 语言简略且弱小，当初看来，如同是个不错的抉择。

类型

C 是强类型语言，有 short、long、int、char、float、double 等 build-in 数据类型，类型是贯通 c 语言整个课程的外围概念。

struct、union、enum 属于 c 的构造类型，用于自定义类型，裁减类型零碎。

变量

变量用来保留数据，数据是操作的对象，变量的变字意味着它能够在运行时被批改。

变量由类型名 + 变量名决定，定义变量须要为变量分配内存，能够在定义变量的同时做初始化。

int i;

float f1 = 0.5, f2= 0.8;

常量

const int i = 100;

const char* p = “hello world”;

运行中恒定、不可变，编译期便可确定。

数组

光有简略变量显然不够，咱们须要数组，它模仿事实中雷同类型的多个元素，这些对象是严密相邻的，通过数组名 + 地位索引便能拜访每个元素。

二维、三维、高纬数组实质上还是线性的，二维数组通过模仿行列给人立体的感觉，理论存储上还是间断内存的形式。

数组是动态的，在定义的时候，数组的长度就曾经确认，运行中无奈伸缩，所以有时候咱们不得不为应酬裁减多调配一些空间。数组元素不论用多用少，它都在哪里，有时候，咱们会用一个 int n 去界定数组理论被应用的元素个数。

函数

函数封装行为，是模块化的最小单元，函数使得逻辑复用变得可能。

C 语言是过程式的，事实世界都能够封装为一个个过程（函数），通过过程串联和编排模仿世界。

用 C 语言编程，行为和数据是拆散的。调用函数的时候，调用者通过参数向函数传递信息，函数通过返回值向调用者反馈后果。

函数最好是无副作用的，函数内应该尽量避免批改全局变量或者动态局部变量，更好的形式是通过参数传递进来，这样的函数只是逻辑的盒子，它满足线程平安的要求。

有了变量和函数，就能够编写简略的程序了。

管制语句

• 分支：if、else、else if、switch case、?:
• 循环：while、do while、for
• break、continue、goto、default

构造体

build-in 数据类型不足以描述事实世界，或者用 build-in 类型形容不够间接，构造体用来模仿复合类型，它赋予了咱们裁减类型零碎的能力，咱们把类型组合到一起构建更简单的类型，而每个被组合的成分就叫成员变量。

构造体内的成分，对象通过点（.）运算符，指针通过箭头（->）拜访成员。

指针

C 语言的灵魂是指针，指针带来弹性，指针的实质是地址。

须要辨别指针和指针指向的对象，多个指针变量可指向同一个对象，一个指针不能同时指向多个对象。

指针相干的基本操作包含：赋值（批改指针指向），解援用（拜访指针指向的对象），取地址（&variable），指针反对加减运算。

因为指针变量要能笼罩整个内存空间，所以指针变量的长度等于字长，32 位零碎下 32 位 4 字节，64 位零碎下 64 位 8 字节。

指针的含意远比上述丰盛，指针跟数组联合便有了指针数组（int* p[n]）和数组指针（int (*p)[n]），指针跟函数联合便有了函数指针（ret_type (*pf)(param list)），指针跟 const 联合便有了 const char*/char* const/const char* const，还有指向指针的指针（int **p）。

既能够定义指向 build-in 数据类型的指针，也能够定义指向 struct 的指针，void* 示意通用（万能）指针，它不能被解援用，也不能做指针算术运算。

函数指针与回调（callback）

c source code 被编译链接后，函数被转换到可执行程序文件的 text 节，过程启动的时候，会把 text 节的内容装载到过程的代码段，代码段是 c 过程内存空间的一部分，所以任何 c 函数都会占一块内存空间，函数指针就是指向函数在代码段的第一行汇编指令，函数调用就会跳转到函数的第一个指令处执行。

函数指针常常被用来作为回调（callback），c 语言也会用蕴含函数指针成员的构造体模仿 OOP，实质上是把 C ++ 编译器做的事件，转给程序员来做（C++ 为蕴含虚函数的类构建虚函数表，为蕴含虚函数的类对象附加虚函数表的指针）。

字符串

char* 是一类非凡的指针，它被称为 c 格调字符串，因为它总是以‘\0’作为结尾的标识，所以要标识一个字符串，有一个 char* 指针就够了，字符串的长度被 0 隐式指出，跟字符串相干的 STD C API 大多以 str 打头，比方 strlen/strcpy/strcat/strcmp/strtok。

内存和内存治理

指针提供了 c 语言间接操作底层内存的能力，c 程序辨别栈内存和堆内存，栈内存是函数内的局部变量，它随程序执行而动静伸缩，所以不要返回长期变量的指针，栈内存容量无限（8/16M），所以咱们要防止在函数内创立过大的局部变量，要警觉递归爆栈。

堆内存也叫动态内存，它由一个叫动态内存配置器的规范库组件治理，glibc 的默认动态内存配置器叫 ptmalloc，初始版本有性能问题，但前面用线程公有解决了竞争改善了性能。动态内存配置器是介于 kernel 与应用层的一个档次，从内核视角看 ptmalloc 是应用程序，从应用层来看 ptmalloc 又是零碎库。malloc 跟 free 必须配对，这是程序员的职责，动态分配的内存失落援用就会导致内存透露，指向已开释的内存块俗称野（悬垂）指针。

预处理

从 c source file 到可执行程序须要通过预处理 - 编译 - 汇编 - 链接多个阶段，预处理阶段做替换、打消和裁减，预处理语句以 #打头。

宏定义，#define，宏定义能够用 \ 做行连贯，#用来产生字符串，## 用来拼接，宏定义的时候要留神加 () 防止操作符优先级烦扰，能够用 do while(0)来把定义作为独自语句，#undef 是 define 的反操作。

if #ifdef #ifndef #else #elif #endif 用来条件编译，为了防止头文件反复蕴含，常常用 #ifndef #define #endif。

include 用来做头文件蕴含；#pragma 用来做行为管制；#error 用来在编译的时候输入错误信息。

__FILE__、__LINE__、_DATE_、_TIME_、_STDC_等规范预约义宏能够被用来做一些 debug 用处。

typedef 用来定义类型别名。比方 typedef int money_t；money_t 比 int 更有含意。

typedef 也能用来为构造体取别名，有时候会这样写：

typedef struct
{
  int a;
  int b;
} xyz_t;

这样在定义构造体变量的时候就能够少敲几下键盘。

typedef 也能够用来重定义函数指针类型，比方 typedef void (*PF) (int a, int b); PF 是函数指针类型，而非函数指针变量。

枚举

枚举能减少代码可读性和可维护性，枚举实质上是 int，只是为了更有含意，将无限取值的几个 int 值放在一组，比方定义性别：enum sex {male = 1, female};

能够在定义的时候赋值，比方 male=1，前面的值顺次递增 1，如果不赋值则从 0 开始。

联合体（union）

构造体和联合体（共用体）的区别在于：构造体的各个成员会占用不同的内存，相互之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，批改一个成员会影响其余所有成员。

union u_data
{
    int n;
    char ch;
    double f;
};

其实实质上，联合体就是对一块内存的多种解释，大小按最大的来。

位域（bitfield）

struct SNField
{
       unsigned char seq:7 ;        // frame sequnce
       unsigned char startbit:1 ;   // indicate if it's starting frame 1 for yes.
};   

节俭空间，在面向底层的编码，或者编写解决网络等程序时候用的比拟多，留神这个语法特色是跟机器架构相干的。

位操作

1. 位与 &
2. 位或 |
3. 位取反 ~
4. 位异或 ^
5. 位移 << >>

static、extern、register、volatile、sizeof

1. static 润饰全局函数，示意模块内（编译单元）内可用，不须要导出全局符号。
2. static 润饰局部变量，象征超过函数调用的生命周期，不存储在栈上，只会被初始化 1 次。
3. extern 申明内部变量。
4. register，寄存器变量，倡议编译器将变量放在寄存器里。
5. volatile，通知编译器不要做优化，每次从内存读取，不做寄存器优化。
6. sizeof 求大小，能够作用于变量，类型，表达式

可变参数

void simple_printf(const char* fmt, …)

va_list、va_start、va_arg、va_end

C 的高级感

1. 泛型：linux 内核链表，通过 offset 和内嵌 node，写出泛型链表，参考：https://www.cnblogs.com/wangz…
2. OOP：通过定义带函数指针成员变量的构造体，在运行中，为构造体对象设置上函数指针，模仿运行时绑定，实现相似 OOP 多态的感觉。

GNU C 扩大

GNU C 扩大不是规范 C，倡议以符合标准 C 的形式编写 C 代码，但如果你浏览 linux kernel code，你会发现有很多乏味看不懂的语法，它来自 GNU C 扩大，它的确也带来了一些便利性。

比方构造体成员能够不按定义程序初始化：

struct test_t {int a; int b;}; 
struct test_t t1 = {.b = 1, .a = 2};

比方能够通过指定索引初始化数组：

int a[5] = {[2] 5，[4] 9}; 
或 int a[5] = {[2] = 4, [4] = 9 };
相当于 int a[5] = {0, 0, 4, 0, 9};

或者 int a[100] = {[0 ... 9] = 1, [10 ... 98] = 2, 3};

比方 0 长度数组
struct foo
{
   int i;
   char a[0];
};

比方用变量作为数组长度
void f(int n)
{char a[n];
    ...
}

比方 case 范畴，case ‘A’ … ‘Z’ case 1 … 10

比方表达式扩大({…})，比方三元运算符扩大 …

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