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C

其中 Y=c

源代码下载： learnc-cn.c

C语言在今天仍然是高性能计算的主要选择。

C大概是大多数程序员用到的最接近底层的语言了，C语言原生的速度就很高了，但是别忘了C的手动内存管理，它会让你将性能发挥到极致。

  1. // 单行注释以//开始。（仅适用于C99或更新的版本。）
  3. /*
  4. 多行注释是这个样子的。（C89也适用。）
  5. */
  7. // 常数： #define 关键词
  8. #define DAYS_IN_YEAR 365
  10. // 以枚举的方式定义常数
  11. enum days {SUN = 1, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT};
  12. // MON自动被定义为2，TUE被定义为3，以此类推。
  14. // 用#include来导入头文件
  15. #include <stdlib.h>
  16. #include <stdio.h>
  17. #include <string.h>
  19. // <尖括号>间的文件名是C标准库的头文件。
  20. // 标准库以外的头文件，使用双引号代替尖括号。
  21. #include "my_header.h"
  23. // 函数的签名可以事先在.h文件中定义，
  24. // 也可以直接在.c文件的头部定义。
  25. void function_1(char c);
  26. void function_2(void);
  28. // 如果函数出现在main()之后，那么必须在main()之前
  29. // 先声明一个函数原型
  30. int add_two_ints(int x1, int x2); // 函数原型
  32. // 你的程序的入口是一个返回值为整型的main函数
  33. int main() {
  35. // 用printf打印到标准输出，可以设定格式，
  36. // %d 代表整数, \n 代表换行
  37. printf("%d\n", 0); // => 打印 0
  38. // 所有的语句都要以分号结束
  40. ///////////////////////////////////////
  41. // 类型
  42. ///////////////////////////////////////
  44. // 在使用变量之前我们必须先声明它们。
  45. // 变量在声明时需要指明其类型，而类型能够告诉系统这个变量所占用的空间
  47. // int型（整型）变量一般占用4个字节
  48. int x_int = 0;
  50. // short型（短整型）变量一般占用2个字节
  51. short x_short = 0;
  53. // char型（字符型）变量会占用1个字节
  54. char x_char = 0;
  55. char y_char = 'y'; // 字符变量的字面值需要用单引号包住
  57. // long型（长整型）一般需要4个字节到8个字节; 而long long型则至少需要8个字节（64位）
  59. long x_long = 0;
  60. long long x_long_long = 0; 
  62. // float一般是用32位表示的浮点数字
  63. float x_float = 0.0;
  65. // double一般是用64位表示的浮点数字
  66. double x_double = 0.0;
  68. // 整数类型也可以有无符号的类型表示。这样这些变量就无法表示负数
  69. // 但是无符号整数所能表示的范围就可以比原来的整数大一些
  71. unsigned short ux_short;
  72. unsigned int ux_int;
  73. unsigned long long ux_long_long;
  75. // 单引号内的字符是机器的字符集中的整数。
  76. '0' // => 在ASCII字符集中是48
  77. 'A' // => 在ASCII字符集中是65
  79. // char类型一定会占用1个字节，但是其他的类型却会因具体机器的不同而各异
  80. // sizeof(T) 可以返回T类型在运行的机器上占用多少个字节 
  81. // 这样你的代码就可以在各处正确运行了
  82. // sizeof(obj)返回表达式（变量、字面量等）的尺寸
  83. printf("%zu\n", sizeof(int)); // => 4 (大多数的机器字长为4)
  85. // 如果`sizeof`的参数是一个表达式，那么这个参数不会被演算（VLA例外，见下）
  86. // 它产生的值是编译期的常数
  87. int a = 1;
  88. // size_t是一个无符号整型，表示对象的尺寸，至少2个字节
  89. size_t size = sizeof(a++); // a++ 不会被演算
  90. printf("sizeof(a++) = %zu where a = %d\n", size, a);
  91. // 打印 "sizeof(a++) = 4 where a = 1" （在32位架构上）
  93. // 数组必须要被初始化为具体的长度
  94. char my_char_array[20]; // 这个数组占据 1 * 20 = 20 个字节
  95. int my_int_array[20]; // 这个数组占据 4 * 20 = 80 个字节
  96.                       // (这里我们假设字长为4)
  98. // 可以用下面的方法把数组初始化为0:
  99. char my_array[20] = {0};
  101. // 索引数组和其他语言类似 -- 好吧，其实是其他的语言像C
  102. my_array[0]; // => 0
  104. // 数组是可变的，其实就是内存的映射！
  105. my_array[1] = 2;
  106. printf("%d\n", my_array[1]); // => 2
  108. // 在C99 （C11中是可选特性），变长数组（VLA）也可以声明长度。
  109. // 其长度不用是编译期常量。
  110. printf("Enter the array size: "); // 询问用户数组长度
  111. char buf[0x100];
  112. fgets(buf, sizeof buf, stdin);
  114. // stroul 将字符串解析为无符号整数
  115. size_t size = strtoul(buf, NULL, 10);
  116. int var_length_array[size]; // 声明VLA
  117. printf("sizeof array = %zu\n", sizeof var_length_array);
  119. // 上述程序可能的输出为：
  120. // > Enter the array size: 10
  121. // > sizeof array = 40
  123. // 字符串就是以 NUL (0x00) 这个字符结尾的字符数组,
  124. // NUL可以用'\0'来表示.
  125. // (在字符串字面量中我们不必输入这个字符，编译器会自动添加的)
  126. char a_string[20] = "This is a string";
  127. printf("%s\n", a_string); // %s 可以对字符串进行格式化
  128. /*
  129. 也许你会注意到 a_string 实际上只有16个字节长.
  130. 第17个字节是一个空字符(NUL) 
  131. 而第18, 19 和 20 个字符的值是未定义。
  132. */
  134. printf("%d\n", a_string[16]); // => 0
  135. //  byte #17值为0（18，19，20同样为0）
  137. // 单引号间的字符是字符字面量
  138. // 它的类型是`int`，而 *不是* `char`
  139. // （由于历史原因）
  140. int cha = 'a'; // 合法
  141. char chb = 'a'; // 同样合法 (隐式类型转换
  143. // 多维数组
  144. int multi_array[2][5] = {
  145.         {1, 2, 3, 4, 5},
  146.         {6, 7, 8, 9, 0}
  147.     }
  148. // 获取元素
  149. int array_int = multi_array[0][2]; // => 3
  151. ///////////////////////////////////////
  152. // 操作符
  153. ///////////////////////////////////////
  155. // 多个变量声明的简写
  156. int i1 = 1, i2 = 2;
  157. float f1 = 1.0, f2 = 2.0;
  159. int a, b, c;
  160. a = b = c = 0;
  162. // 算数运算直截了当
  163. i1 + i2; // => 3
  164. i2 - i1; // => 1
  165. i2 * i1; // => 2
  166. i1 / i2; // => 0 (0.5，但会被化整为 0)
  168. f1 / f2; // => 0.5, 也许会有很小的误差
  169. // 浮点数和浮点数运算都是近似值
  171. // 取余运算
  172. 11 % 3; // => 2
  174. // 你多半会觉得比较操作符很熟悉, 不过C中没有布尔类型
  175. // 而是用整形替代
  176. // (C99中有_Bool或bool。)
  177. // 0为假, 其他均为真. (比较操作符的返回值总是返回0或1)
  178. 3 == 2; // => 0 (false)
  179. 3 != 2; // => 1 (true)
  180. 3 > 2; // => 1
  181. 3 < 2; // => 0
  182. 2 <= 2; // => 1
  183. 2 >= 2; // => 1
  185. // C不是Python —— 连续比较不合法
  186. int a = 1;
  187. // 错误
  188. int between_0_and_2 = 0 < a < 2;
  189. // 正确
  190. int between_0_and_2 = 0 < a && a < 2;
  192. // 逻辑运算符适用于整数
  193. !3; // => 0 (非)
  194. !0; // => 1
  195. 1 && 1; // => 1 (且)
  196. 0 && 1; // => 0
  197. 0 || 1; // => 1 (或)
  198. 0 || 0; // => 0
  200. // 条件表达式 （ ? : ）
  201. int a = 5;
  202. int b = 10;
  203. int z;
  204. z = (a > b) ? a : b; //  10 “若a > b返回a，否则返回b。”
  206. // 增、减
  207. char *s = "iLoveC"
  208. int j = 0;
  209. s[j++]; // "i" 返回s的第j项，然后增加j的值。
  210. j = 0;
  211. s[++j]; // => "L"  增加j的值，然后返回s的第j项。
  212. // j-- 和 --j 同理
  214. // 位运算
  215. ~0x0F; // => 0xF0 (取反)
  216. 0x0F & 0xF0; // => 0x00 (和)
  217. 0x0F | 0xF0; // => 0xFF (或)
  218. 0x04 ^ 0x0F; // => 0x0B (异或)
  219. 0x01 << 1; // => 0x02 (左移1位)
  220. 0x02 >> 1; // => 0x01 (右移1位)
  222. // 对有符号整数进行移位操作要小心 —— 以下未定义：
  223. // 有符号整数位移至符号位 int a = 1 << 32
  224. // 左移位一个负数 int a = -1 << 2
  225. // 移位超过或等于该类型数值的长度
  226. // int a = 1 << 32; // 假定int32位
  228. ///////////////////////////////////////
  229. // 控制结构
  230. ///////////////////////////////////////
  232. if (0) {
  233.   printf("I am never run\n");
  234. } else if (0) {
  235.   printf("I am also never run\n");
  236. } else {
  237.   printf("I print\n");
  238. }
  240. // While循环
  241. int ii = 0;
  242. while (ii < 10) { // 任何非0的值均为真
  243.     printf("%d, ", ii++); // ii++ 在取值过后自增
  244. } // =>  打印 "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
  246. printf("\n");
  248. int kk = 0;
  249. do {
  250.     printf("%d, ", kk);
  251. } while (++kk < 10); // ++kk 先自增，再被取值
  252. // => 打印 "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
  254. printf("\n");
  256. // For 循环
  257. int jj;
  258. for (jj=0; jj < 10; jj++) {
  259.     printf("%d, ", jj);
  260. } // => 打印 "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
  262. printf("\n");
  264. // *****注意*****:
  265. // 循环和函数必须有主体部分，如果不需要主体部分：
  266. int i;
  267.     for (i = 0; i <= 5; i++) {
  268.     ; // 使用分号表达主体（null语句）
  269. }
  271. // 多重分支：switch()
  272. switch (some_integral_expression) {
  273. case 0: // 标签必须是整数常量表达式
  274.     do_stuff();
  275.     break; // 如果不使用break，控制结构会继续执行下面的标签
  276. case 1:
  277.     do_something_else();
  278.     break;
  279. default:
  280.     // 假设 `some_integral_expression` 不匹配任何标签
  281.     fputs("error!\n", stderr);
  282.     exit(-1);
  283.     break;
  284.     }
  286. ///////////////////////////////////////
  287. // 类型转换
  288. ///////////////////////////////////////
  290. // 在C中每个变量都有类型，你可以将变量的类型进行转换
  291. // (有一定限制)
  293. int x_hex = 0x01; // 可以用16进制字面量赋值
  295. // 在类型转换时，数字本身的值会被保留下来
  296. printf("%d\n", x_hex); // => 打印 1
  297. printf("%d\n", (short) x_hex); // => 打印 1
  298. printf("%d\n", (char) x_hex); // => 打印 1
  300. // 类型转换时可能会造成溢出，而且不会抛出警告
  301. printf("%d\n", (char) 257); // => 1 (char的最大值为255，假定char为8位长)
  303. // 使用<limits.h>提供的CHAR_MAX、SCHAR_MAX和UCHAR_MAX宏可以确定`char`、`signed_char`和`unisigned char`的最大值。
  305. // 整数型和浮点型可以互相转换
  306. printf("%f\n", (float)100); // %f 格式化单精度浮点
  307. printf("%lf\n", (double)100); // %lf 格式化双精度浮点
  308. printf("%d\n", (char)100.0);
  310. ///////////////////////////////////////
  311. // 指针
  312. ///////////////////////////////////////
  314. // 指针变量是用来储存内存地址的变量
  315. // 指针变量的声明也会告诉它所指向的数据的类型
  316. // 你可以使用得到你的变量的地址，并把它们搞乱，;-)
  318. int x = 0;
  319. printf("%p\n", &x); // 用 & 来获取变量的地址
  320. // (%p 格式化一个类型为 void *的指针)
  321. // => 打印某个内存地址
  323. // 指针类型在声明中以*开头
  324. int* px, not_a_pointer; // px是一个指向int型的指针
  325. px = &x; // 把x的地址保存到px中
  326. printf("%p\n", (void *)px); // => 输出内存中的某个地址
  327. printf("%zu, %zu\n", sizeof(px), sizeof(not_a_pointer));
  328. // => 在64位系统上打印“8， 4”。
  330. // 要得到某个指针指向的内容的值，可以在指针前加一个*来取得（取消引用）
  331. // 注意： 是的，这可能让人困惑，'*'在用来声明一个指针的同时取消引用它。
  332. printf("%d\n", *px); // => 输出 0, 即x的值
  334. // 你也可以改变指针所指向的值
  335. // 此时你需要取消引用上添加括号，因为++比*的优先级更高
  336. (*px)++; // 把px所指向的值增加1
  337. printf("%d\n", *px); // => 输出 1
  338. printf("%d\n", x); // => 输出 1
  340. // 数组是分配一系列连续空间的常用方式
  341. int x_array[20];
  342. int xx;
  343. for (xx=0; xx<20; xx++) {
  344.     x_array[xx] = 20 - xx;
  345. } // 初始化 x_array 为 20, 19, 18,... 2, 1
  347. // 声明一个整型的指针，并初始化为指向x_array
  348. int* x_ptr = x_array;
  349. // x_ptr现在指向了数组的第一个元素(即整数20). 
  350. // 这是因为数组通常衰减为指向它们的第一个元素的指针。
  351. // 例如，当一个数组被传递给一个函数或者绑定到一个指针时，
  352. //它衰减为(隐式转化为）一个指针。
  353. // 例外： 当数组是`&`操作符的参数：
  354. int arr[10];
  355. int (*ptr_to_arr)[10] = &arr; // &arr的类型不是`int *`！
  356.                               // 它的类型是指向数组的指针（数组由10个int组成）
  357. // 或者当数组是字符串字面量（初始化字符数组）
  358. char arr[] = "foobarbazquirk";
  359. // 或者当它是`sizeof`或`alignof`操作符的参数时：
  360. int arr[10];
  361. int *ptr = arr; // 等价于 int *ptr = &arr[0];
  362. printf("%zu, %zu\n", sizeof arr, sizeof ptr); // 应该会输出"40, 4"或"40, 8"
  364. // 指针的增减多少是依据它本身的类型而定的
  365. // （这被称为指针算术）
  366. printf("%d\n", *(x_ptr + 1)); // => 打印 19
  367. printf("%d\n", x_array[1]); // => 打印 19
  369. // 你也可以通过标准库函数malloc来实现动态分配
  370. // 这个函数接受一个代表容量的参数，参数类型为`size_t`
  371. // 系统一般会从堆区分配指定容量字节大小的空间
  372. // （在一些系统，例如嵌入式系统中这点不一定成立
  373. // C标准对此未置一词。）
  374. int *my_ptr = malloc(sizeof(*my_ptr) * 20);
  375. for (xx=0; xx<20; xx++) {
  376.     *(my_ptr + xx) = 20 - xx; // my_ptr[xx] = 20-xx
  377. } // 初始化内存为 20, 19, 18, 17... 2, 1 (类型为int）
  379. // 对未分配的内存进行取消引用会产生未定义的结果
  380. printf("%d\n", *(my_ptr + 21)); // => 谁知道会输出什么
  382. // malloc分配的区域需要手动释放
  383. // 否则没人能够再次使用这块内存，直到程序结束为止
  384. free(my_ptr);
  386. // 字符串通常是字符数组，但是经常用字符指针表示
  387. // (它是指向数组的第一个元素的指针)
  388. // 一个优良的实践是使用`const char *`来引用一个字符串字面量，
  389. // 因为字符串字面量不应当被修改（即"foo"[0] = 'a'犯了大忌）
  390. const char* my_str = "This is my very own string";
  391. printf("%c\n", *my_str); // => 'T'
  393. // 如果字符串是数组，（多半是用字符串字面量初始化的）
  394. // 情况就不一样了，字符串位于可写的内存中
  395. char foo[] = "foo";
  396. foo[0] = 'a'; // 这是合法的，foo现在包含"aoo"
  398. function_1();
  399. } // main函数结束
  401. ///////////////////////////////////////
  402. // 函数
  403. ///////////////////////////////////////
  405. // 函数声明语法:
  406. // <返回值类型> <函数名称>(<参数>)
  408. int add_two_ints(int x1, int x2){
  409.     return x1 + x2; // 用return来返回一个值
  410. }
  412. /*
  413. 函数是按值传递的。当调用一个函数的时候，传递给函数的参数
  414. 是原有值的拷贝（数组除外）。你在函数内对参数所进行的操作
  415. 不会改变该参数原有的值。
  417. 但是你可以通过指针来传递引用，这样函数就可以更改值
  419. 例子：字符串本身翻转
  420. */
  422. // 类型为void的函数没有返回值
  423. void str_reverse(char *str_in){
  424.     char tmp;
  425.     int ii = 0;
  426.     size_t len = strlen(str_in); // `strlen()`` 是C标准库函数
  427.     for(ii = 0; ii < len / 2; ii++){
  428.         tmp = str_in[ii];
  429.         str_in[ii] = str_in[len - ii - 1]; // 从倒数第ii个开始
  430.         str_in[len - ii - 1] = tmp;
  431.     }
  432. }
  434. /*
  435. char c[] = "This is a test.";
  436. str_reverse(c);
  437. printf("%s\n", c); // => ".tset a si sihT"
  438. */
  440. // 如果引用函数之外的变量，必须使用extern关键字
  441. int i = 0;
  442. void testFunc() {
  443.     extern int i; // 使用外部变量 i
  444. }
  446. // 使用static确保external变量为源文件私有
  447. static int i = 0; // 其他使用 testFunc()的文件无法访问变量i
  448. void testFunc() {
  449.     extern int i;
  450. }
  451. //**你同样可以声明函数为static**
  453. ///////////////////////////////////////
  454. // 用户自定义类型和结构
  455. ///////////////////////////////////////
  457. // Typedefs可以创建类型别名
  458. typedef int my_type;
  459. my_type my_type_var = 0;
  461. // struct是数据的集合，成员依序分配，按照
  462. // 编写的顺序
  463. struct rectangle {
  464.     int width;
  465.     int height;
  466. };
  468. // 一般而言，以下断言不成立：
  469. // sizeof(struct rectangle) == sizeof(int) + sizeof(int)
  470. //这是因为structure成员之间可能存在潜在的间隙（为了对齐）[1]
  472. void function_1(){
  474.     struct rectangle my_rec;
  476.     // 通过 . 来访问结构中的数据
  477.     my_rec.width = 10;
  478.     my_rec.height = 20;
  480.     // 你也可以声明指向结构体的指针
  481.     struct rectangle *my_rec_ptr = &my_rec;
  483.     // 通过取消引用来改变结构体的成员...
  484.     (*my_rec_ptr).width = 30;
  486.     // ... 或者用 -> 操作符作为简写提高可读性
  487.     my_rec_ptr->height = 10; // Same as (*my_rec_ptr).height = 10;
  488. }
  490. // 你也可以用typedef来给一个结构体起一个别名
  491. typedef struct rectangle rect;
  493. int area(rect r){
  494.     return r.width * r.height;
  495. }
  497. // 如果struct较大，你可以通过指针传递，避免
  498. // 复制整个struct。
  499. int area(const rect *r)
  500. {
  501.     return r->width * r->height;
  502. }
  504. ///////////////////////////////////////
  505. // 函数指针
  506. ///////////////////////////////////////
  507. /*
  508. 在运行时，函数本身也被存放到某块内存区域当中
  509. 函数指针就像其他指针一样（不过是存储一个内存地址） 但却可以被用来直接调用函数,
  510. 并且可以四处传递回调函数
  511. 但是，定义的语法初看令人有些迷惑
  513. 例子：通过指针调用str_reverse
  514. */
  515. void str_reverse_through_pointer(char *str_in) {
  516.     // 定义一个函数指针 f. 
  517.     void (*f)(char *); // 签名一定要与目标函数相同
  518.     f = &str_reverse; // 将函数的地址在运行时赋给指针
  519.     (*f)(str_in); // 通过指针调用函数
  520.     // f(str_in); // 等价于这种调用方式
  521. }
  523. /*
  524. 只要函数签名是正确的，任何时候都能将任何函数赋给某个函数指针
  525. 为了可读性和简洁性，函数指针经常和typedef搭配使用：
  526. */
  528. typedef void (*my_fnp_type)(char *);
  530. // 实际声明函数指针会这么用:
  531. // ...
  532. // my_fnp_type f; 
  534. // 特殊字符
  535. '\a' // bell
  536. '\n' // 换行
  537. '\t' // tab
  538. '\v' // vertical tab
  539. '\f' // formfeed
  540. '\r' // 回车
  541. '\b' // 退格
  542. '\0' // null，通常置于字符串的最后。
  543.      //   hello\n\0\. 按照惯例，\0用于标记字符串的末尾。
  544. '\\' // 反斜杠
  545. '\?' // 问号
  546. '\'' // 单引号
  547. '\"' // 双引号
  548. '\xhh' // 十六进制数字. 例子: '\xb' = vertical tab
  549. '\ooo' // 八进制数字. 例子: '\013' = vertical tab
  551. // 打印格式：
  552. "%d"    // 整数
  553. "%3d"   // 3位以上整数 （右对齐文本）
  554. "%s"    // 字符串
  555. "%f"    // float
  556. "%ld"   // long
  557. "%3.2f" // 左3位以上、右2位以上十进制浮
  558. "%7.4s" // (字符串同样适用)
  559. "%c"    // 字母
  560. "%p"    // 指针
  561. "%x"    // 十六进制
  562. "%o"    // 八进制
  563. "%%"    // 打印 %
  565. ///////////////////////////////////////
  566. // 演算优先级
  567. ///////////////////////////////////////
  568. //---------------------------------------------------//
  569. //        操作符                     | 组合          //
  570. //---------------------------------------------------//
  571. // () [] -> .                        | 从左到右      //
  572. // ! ~ ++ -- + = *(type)sizeof       | 从右到左      //
  573. // * / %                             | 从左到右      //
  574. // + -                               | 从左到右      //
  575. // << >>                             | 从左到右      //
  576. // < <= > >=                         | 从左到右      //
  577. // == !=                             | 从左到右      //
  578. // &                                 | 从左到右      //
  579. // ^                                 | 从左到右      //
  580. // |                                 | 从左到右      //
  581. // &&                                | 从左到右      //
  582. // ||                                | 从左到右      //
  583. // ?:                                | 从右到左      //
  584. // = += -= *= /= %= &= ^= |= <<= >>= | 从右到左      //
  585. // ,                                 | 从左到右      //
  586. //---------------------------------------------------//

更多阅读

最好找一本 K&R, aka “The C Programming Language”, “C程序设计语言”。它是关于C最重要的一本书，由C的创作者撰写。不过需要留意的是它比较古老了，因此有些不准确的地方。

另一个比较好的资源是 Learn C the hard way

如果你有问题，请阅读compl.lang.c Frequently Asked Questions。

使用合适的空格、缩进，保持一致的代码风格非常重要。可读性强的代码比聪明的代码、高速的代码更重要。可以参考下Linux内核编码风格 。 除了这些，多多Google吧

[1] http://stackoverflow.com/questions/119123/why-isnt-sizeof-for-a-struct-equal-to-the-sum-of-sizeof-of-each-member

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