軟件研究室培訓(C語言)

1、C語言1主要內(nèi)容一、 學習編程語言的一些建議 二、 指針三、 預處理器四、 結構、聯(lián)合和枚舉五、 sizeof六、 參考書籍和資料2（1）多動手 學習編程唯一方法是編寫調(diào)試程序?？丛俣嗟臅Ч脖炔簧显O計調(diào)試一個簡單程序。（2）養(yǎng)成良好的編程習慣 養(yǎng)成好習慣很難。所以良好的編程習慣要從一開始培養(yǎng)。（3）注意細節(jié) 不應漏過任何一個技術細節(jié)。只有細節(jié)的日積月累，才能有技術上的提高。 （4）了解開發(fā)環(huán)境 在學習編程語言的同時，也需要了解編程語言的開發(fā)、使用環(huán)境。如硬件平臺(51、MSP430、PC)、操作系統(tǒng)（uCOS、Linux、DOS）、集成開發(fā)環(huán)境（Keil C，Borland C）等。（5

2、）多看書、勤思考 很多國外的經(jīng)典書籍是由擁有幾十年經(jīng)驗的質(zhì)深程序員編寫的。這些書里最重要的是融入了作者多年的編程經(jīng)驗。多看書，再結合自身平時的積累，不斷思考總結是提高編程技術最有效的辦法。第一章 學習編程語言的一些建議3第二章 指 針2.1 指針的基本概念2.1.1 指針是什么？ 指針是一個變量，它的值是另外一個變量的地址。例12.1.2 指針的類型 指針所存儲的那個變量類型，就稱為指針的類型。 例 2 有三個不同類型的指針： int I2, *pI = &I0; 右邊的三個運算有何不同？ pI+; char C2, *pC = &C0; pC+; float F2, *pF = &F0; p

3、F+;0 x00C7指針變量 int *p0 x00C7變量 int a上面例中的兩個0 x00C7有什么區(qū)別？42.1.3 指針的三個要素 指針指向的地址（指針的內(nèi)容）；指針指向的地址上的內(nèi)容；指針本身的地址。 例 3： int A, *pA, *ppA; pA = &A; ppA = &pA;在復雜的指針都可以通過下表來分析： &ppA ppA *ppA *ppA &pA pA *pA &A A第二章 指 針5第二章 指 針2.1.4 指針的大?。ㄖ羔樧兞空加玫膬?nèi)存空間） 與所用的CPU尋址空間大小和類型有關，而與指針類型無關。 8位CPU的指針長度為12個字節(jié)（51單片機的情況較為復雜，

4、是13個字節(jié)）； 16位CPU的指針長度為2個字節(jié)（如MSP430）； 32位CPU的指針長度為4個字節(jié)（如Intel 80386）。 上面所述是通常情況，并不是全部符合。第二章 指 針2.1.5 指針的初始化 變量在沒有賦值之前，其值不定的。對于指針變量，可以表述為：指向不明。程序訪問了一個沒有初始化的指針： int* p;p 的內(nèi)存是隨機的一個數(shù)，比如： 0 x3FF0073D程序隨即訪問內(nèi)存地址：0 x3FF0073D0 x3FF0073D 是哪里的內(nèi)存？說不定正好是Windows老大要用的內(nèi)存，你竟敢訪問！ Windows一生氣，藍屏。一個指向不明的指針，是非常危險的! 因此，指針在使

5、用前一定要初始化；在使用前一定要確定指針是非空的！ 6第二章 指 針2.2 數(shù)組與指針 對于數(shù)組的兩個概念： 1. C語言中只有一維數(shù)組，數(shù)組的大小必須在編譯時作為一個常數(shù)確定下來。數(shù)組的元素可以是任何類型，甚至是數(shù)組，由此可以方便地得到多維數(shù)組； 2. 數(shù)組的任何操作，即使采用數(shù)組下標進行的運算都等于對應的指針運算?？梢杂弥羔樞袨樘娲鷶?shù)組下標的運算。例4 : int a4, *p; p = a; /等價于 p =&a0; *(a+2) = 0; /等價于 a2 = 0; p2 = 0; /等價于 a2 = 0; 7 但數(shù)組不同于指針： 數(shù)組名 a是指向數(shù)組起始位置的“常量”。 因此，不能對數(shù)

6、組名進行賦值操作。 例 5： int a4, *p; p = a; /正確 a = p; /錯誤 p+; /正確 a+; /錯誤 第二章 指 針8第二章 指 針2.3 空指針與通用指針(1). 空指針是個特殊指針值，也是唯一對任何指針類型都合法的指針值。一個指針變量具有空指針值，表示它當時沒指向有意義的東西，處于閑置狀態(tài)。空指針值用0 表示，這個值絕不會是任何程序對象的地址。給一個指針賦值0 就表示要它不指向任何有意義的東西。為了提高程序的可讀性，標準庫定義了一個與0 等價的符號常量NULL，程序里可以寫： p = NULL; /注意不要與空字符NUL混淆，NUL等價于0或者： p = 0;注

7、意： 在編程時，應該將處于閑置的指針賦為空指針； 在調(diào)用指針前一定要判斷是否為空指針，只有在非空情況下才能調(diào)用。9(2).通用指針通用指針可以指向任何類型的變量。通用指針的類型用(void *)表示，因此也稱為void 指針。下面的第三行定義了兩個通用指針：int n, *p;double *q;void *gp1, *gp2;可以直接把任何變量的地址賦給通用指針。例如，有了上面定義，下面賦值是合法的：gp1 = (void *) &n;可以把通用指針的值賦給普通的指針。如果被賦值指針與通用指針所指變量的類型不符，需要寫強制轉換：p = (int *)gp1;第二章 指 針10第二章 指 針2

8、.4 函數(shù)指針2.4.1 函數(shù)指針的定義函數(shù)指針即指向函數(shù)地址的指針。利用該指針可以知道函數(shù)在內(nèi)存中的位置。因此也可以利用函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)。函數(shù)指針的定義方法： (* )(.)例如：int (*func)(void )這里，func就是一個函數(shù)指針。注意：int *func(void)和int (*func)(void)的區(qū)別int *func(void); /這是返回一個整型指針的函數(shù) int (*func)(void)； /這是一個函數(shù)指針112.4.2 函數(shù)指針的使用 例6 ：假定有下面的函數(shù)聲明 int ptr；int fn(int);int (*fp)(int);指出下面的語句是否合

9、法？，為什么？。fp = fn; /正確，將函數(shù)fn的地址賦給fpfp = fn(5); /錯誤，返回給fp的結果不是一個函數(shù)地址。fp = &ptr； / 錯誤，ptr的地址不在程序代碼區(qū)，兩種數(shù)據(jù)類型不能轉換。 從上面的例子可以看出：（1） 不能將普通變量的地址賦給函數(shù)指針；（2） 不能將函數(shù)的調(diào)用賦給函數(shù)指針（3） 可以將函數(shù)名賦給一個函數(shù)指針第二章 指 針12第二章 指 針2.4.2 函數(shù)指針的用途一旦函數(shù)可以通過指針被傳遞、被記錄，這開啟了許多應用，特別是下列三者：多態(tài) (polymorphism)：指用一個名字定義不同的函數(shù)，這函數(shù)執(zhí)行不同但又類似的操作，從而實現(xiàn)“一個接口，多種方

10、法”。多線程 (multithreading)：將函數(shù)指針傳進負責建立多線程的 API 中：例如 Win32 的 CreateThread(.pF.)。 回調(diào) (call-back)：所謂的回調(diào)機制就是：當發(fā)生某事件時，自動呼叫某段程序代碼。事件驅動 (event-driven) 的系統(tǒng)經(jīng)常透過函數(shù)指針來實現(xiàn)回調(diào)機制，例如 Win32 的 WinProc 其實就是一種回調(diào)，用來處理窗口的訊息。 132.4.3 函數(shù)指針數(shù)組例7 ：在一個計算器的例子中，有如下一些語句：switch(oper)caseADD:result=add(op1,op2);break;caseSUB:result=sub

11、(op1,op2); break; . 對于一個復雜的計算器，switch語句將非常長。我們可以用函數(shù)指針數(shù)組來完成。 doubleadd(double,double);doublesub(double,double);.double(*oper_func)(double,double)=add,sub,.;第2個步驟是用下面語句替換前面整條switch語句：result=oper_funcoper(op1,op2);oper從數(shù)組中選擇正確的函數(shù)指針，而函數(shù)調(diào)用操作符將執(zhí)行這個函數(shù)。第二章 指 針14第三章 預處理器 3.1 預處理器的作用 可以將預處理器看作為一個文本編輯器。它只對程序的文

12、本起作用，而不會進行其他任何依賴于C語言語法的工作。它負責在正式編譯前將源程序進行轉換，替換宏定義、刪去無需編譯的代碼、插入包含的文件等等。 出于幾個主要原因，預處理器為我們提供了一些簡化的途徑： 首先，可以通過改變一個數(shù)字并重新編譯程序來改變一個特殊量的所有實例。 其次，可以定義一些東西，它們看起來象函數(shù)但沒有函數(shù)調(diào)用所需的運行開銷。例如，putchar()和getchar()通常實現(xiàn)為宏以避免對每一個字符的輸入輸出都要進行函數(shù)調(diào)用。15第三章 預處理器 3.2 #define 3.2.1 帶參數(shù)的宏定義 當需要有一個程序塊，看上去和用起來像函數(shù)一樣，但是沒有函數(shù)調(diào)用時的開銷時，可以采用宏定

13、義。宏定義可以象函數(shù)一樣帶參數(shù)，如： 例 8： #define Add(a,b) (a)+(b) 注意： (1) 括號的作用 預防由運算符優(yōu)先級引起有關的問題。 例 9： #define Add(a,b) a+b Average = Add(Num1, Num2) / 2; 例中，運算式最終由預處理器展開為： Average = Num1+Num2 / 2;16 (2) 不要忽視空格的作用 例10： #define f (x) (x)-1) Num = f(Num); 上面這個語句會被展開成什么，a還是b，為什么？ a. Num = (Num)-1); b. Num = (x) (x)-1)(

14、Num); (3) 宏不是類型定義 例11：#define PWORD int * typedef PBYTE char *; PWORD pA, pB; /pB是什么類型？ PBYTE pC, pD; /pD是什么類型？第三章 預處理器173.3 #include 和#include “ ” 有什么區(qū)別？#include ：在使用時，編譯器將會到指定的系統(tǒng)或標準頭文件目錄查找頭文件。通常用于標準或系統(tǒng)提供的頭文件。#include “ ”：在使用“ ”時，編譯器將會到用戶創(chuàng)建的項目文件所在目錄查找頭文件。通常用于程序自己的頭文件。例12： #include #include #include

15、 “disp.h” #include “output.h”第三章 預處理器18第三章 預處理器3.4 條件編譯(1). 條件編譯可以按照不同的編譯條件，組織成不同的代碼。例13： #define MCS51 #ifdef MCS51 Baud = 9600; #elif MSP430 Baud = 4800; #elif PC104 Baud = 115200; #endif 19(2). 條件編譯可用于調(diào)試。將用于調(diào)試的語句放入條件編譯中。例14： #define DEBUG TotalNum = a + b; #ifdef DEBUG printf(“The total num is: %

16、d”,TotalNum); #endif 當程序調(diào)試結束后，只需將 #define DEBUG一句取消，即可將程序中所有的調(diào)試語句刪去。第三章 預處理器20(3). 在通用的模塊中，可以通過條件編譯實現(xiàn)功能的可裁減。例14： #define TMR_SET_EN #ifdef TMR_SET_EN void TMR_Set(char tmr_init, char tmr_mod, char tmr_fnct) #endif 如果不需要TMR_Set功能，只需將 #define TMR_SET_EN語句刪除即可。輕松實現(xiàn)TMR模塊的可裁減特性。第三章 預處理器21(4). 在宏定義時，避免重復定

17、義。例15： #ifndef TRUE #define TRUE 1 #endif #ifndef FALSE #define FALSE 0 #endif 第三章 預處理器22；。23第四章 結構、聯(lián)合和枚舉4.1 結構體結構是由若干（可不同類型的）數(shù)據(jù)項組合而成的復合數(shù)據(jù)對象，這些數(shù)據(jù)項稱為結構的成分或成員。(1) 字段C 語言的結構還提供了一種定義字段的機制，使人在需要時能把幾個結構成員壓縮到一個基本數(shù)據(jù)類型成員里存放，這可以看作是一種數(shù)據(jù)壓縮表示方式。例16: struct pack unsigned a:2; unsigned b:8; unsigned c:6; pk1, pk2;

18、結構變量pk1或者pk2的三個成員將總共占用16位存儲，其中a占用2 位，b占用8 位，c占用6 位。24(2)結構體內(nèi)部的成員的對齊 在計算結構體長度（尤其是用sizeof）時，需要注意！ 根據(jù)不同的編譯器和處理器，結構體內(nèi)部的成員有不同的對齊方式，這會引起結構體長度的不確定性。例17： #include structa chara1; chara2; chara3; A;structb shorta2; chara1; B;void main(void) printf(“%d,%d,%d,%d”, sizeof(char), sizeof(short), sizeof(A), sizeof

19、(B);在Turbo C 2.0中結果都是1,2,3,3在VC6.0中是1,2,3,4第四章 結構、聯(lián)合和枚舉25第四章 結構、聯(lián)合和枚舉 字節(jié)對齊的細節(jié)和編譯器實現(xiàn)相關，但一般而言，滿足三個準則：1) 結構體變量的首地址能夠被其最寬基本類型成員的大小所整除；2) 結構體每個成員相對于結構首地址的偏移量（offset）都是成員大小的整數(shù)倍，如有需要編譯器會在成員之間加上填充字節(jié)（internal adding）；3) 結構體的總大小為結構體最寬基本類型成員大小的整數(shù)倍，如有需要編譯器會在最末一個成員之后加上填充字節(jié)（trailing padding）。 對于上面的準則，有幾點需要說明：1)結構

20、體某個成員相對于結構體首地址的偏移量可以通過宏offsetof()來獲得，這個宏也在stddef.h中定義，如下：#define offsetof(s,m) (size_t)&(s *)0)-m)2) 基本類型是指前面提到的像char、short、int、float、double這樣的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，這里所說的“數(shù)據(jù)寬度”就是指其sizeof的大小。由于結構體的成員可以是復合類型，比如另外一個結構體，所以在尋找最寬基本類型成員時，應當包括復合類型成員的子成員，而不是把復合成員看成是一個整體。但在確定復合類型成員的偏移位置時則是將復合類型作為整體看待。26第四章 結構、聯(lián)合和枚舉4.2 聯(lián)合體 在

21、一個結構（變量）里，結構的各成員順序排列存儲，每個成員都有自己獨立的存儲位置。聯(lián)合變量的所有成員共享從同一片存儲區(qū)。因此一個聯(lián)合變量在每個時刻里只能保存它的某一個成員的值。(1)聯(lián)合變量的初始化聯(lián)合變量也在可以定義時直接進行初始化，但這個初始化只能對第一個成員做。例如下面的描述定義了一個聯(lián)合變量，并進行了初始化：例18： union data char n; float f; ; union data u1 = 3; /只有u1.n被初始化274.3 枚舉 枚舉是一種用于定義一組命名常量的機制，以這種方式定義的常量一般稱為枚舉常量。 一個枚舉說明不但引進了一組常量名，同時也為每個常量確定了一個

22、整數(shù)值。缺省情況下其第一個常量自動給值0，隨后的常量值順序遞增。(1)給枚舉常量指定特定值 與給變量指定初始值的形式類似。如果給某個枚舉量指定了值，跟隨其后的沒有指定值的枚舉常量也將跟著順序遞增取值，直到下一個有指定值的常量為止。 例如寫出下面枚舉說明： enum color RED = 1, GREEN, BLUE, WHITE = 11, GREY, BLACK= 15; 這時，RED、GREEN,、BLUE 的值將分別是1、2、3，WHITE、GREY的值將分別是11、12，而BLACK 的值是15。第四章 結構、聯(lián)合和枚舉28(2)用枚舉常量作為數(shù)組長度 例19： typedef en

23、umWHITE, RED, BLUE, YELLOW, BLACK, COLOR_NUM COLOR; float BallSizeCOLOR_NUM; 上例中當顏色數(shù)量發(fā)生變化時，只需在枚舉類型定義中加入或刪去顏色。無需修改COLOR_NUM的定義。與大量使用#define相比既簡潔又可靠。 如： typedef enum WHITE, RED, BLUE,COLOR_NUM COLOR;第四章 結構、聯(lián)合和枚舉29第五章 sizeof5.1 sizeof的定義和使用sizeof 是C/C+中的一個操作符（注意！不是函數(shù)！就像return一樣）。其作用就是返回一個對象或者類型所占的內(nèi)存字節(jié)數(shù)

24、。sizeof有三種使用形式，如下：1) sizeof(var); / sizeof( 變量 ); 2) sizeof(type_name); / sizeof( 類型 );3) sizeof var; / sizeof 變量;所以，int i;sizeof(i); / oksizeof i; / oksizeof(int); / oksizeof int; / error為求形式統(tǒng)一，不建議采用第3種寫法，忘掉它吧！305.2 數(shù)組的sizeof 數(shù)組的sizeof值等于數(shù)組所占用的內(nèi)存字節(jié)數(shù)，如：例21：char* ss = 0123456789; sizeof(ss); / 結果 4 ,

25、 ss是指向字符串常量的字符指針 sizeof(*ss); / 結果 1 ,*ss是第一個字符 char ss = 0123456789; sizeof(ss); / 結果 11 , 計算到0位置，因此是101 sizeof(*ss); / 結果 1 , *ss是第一個字符 char ss100 = 0123456789; sizeof(ss); / 結果 100 , 表示在內(nèi)存中的大小 1001 strlen(ss); / 結果 10 , strlen是到0為止之前的長度 int ss100 = 0123456789; sizeof(ss); /結果200 , ss表示在內(nèi)存中的大小 100

26、2 strlen(ss); /錯誤,strlen的參數(shù)只能是char*且必須以0結尾第五章 sizeof31第五章 sizeof5.3 結構體的sizeof 參見（結構體內(nèi)部的成員的字節(jié)對齊）5.4 當數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)時, sizeof的使用 編譯器把數(shù)組參數(shù)當作指針對待, 因而在使用sizeof時，報告的是指針的大小。例22： char S = “1234567890”; size_t foo(char *s) return(sizeof(s); void main(void) size_t sz = foo(S); /sz = 4(PC),sz = 2(MSP430) size_t sz

27、1 = sizeof(S); /sz1 = 11; 32第六章 可移植性6.1 數(shù)據(jù)類型的大小 在C和C+里，基本數(shù)據(jù)類型大小并沒有明確的規(guī)定，僅給出下列一些規(guī)則： sizeof(char) = sizeof(short) = sizeof(int) = sizeof(long); sizeof(float) = sizeof(double); char至少是8位，short和int至少是16位，long至少是32位。如： 在8051上int為16位，占2個字節(jié)； 在PC機上int為32位。占4個字節(jié)。 因此，我們建議用類似下面的類型定義來替代：typedef unsigned char BO

28、OLEAN;typedef unsigned char INT8U;typedef signed char INT8S;typedef unsigned int INT16U;typedef signed int INT16S;typedef unsigned long INT32U;typedef signed long INT32S;typedef float FP32;typedef double FP64;33第六章 可移植性6.2 char的符號問題 char數(shù)據(jù)類型到底是有符號還是無符號，C和C+并沒有給出明確規(guī)定。 不同編譯器和平臺，對char是否有符號規(guī)定不一。 無符號char

29、的范圍為 0255； 有符號char的范圍為 128127。 因此，在移植時會出現(xiàn)溢出（無符號有符號）或負數(shù)變?yōu)檎龜?shù)（有符號無符號）。解決辦法： 在變量無需用到負數(shù)時，明確定義其為 unsigned char或是INT8U； 在變量可能用到負數(shù)時，明確定義其為 signed char或是INT8S。6.3 結構體對齊問題參見（結構體內(nèi)部的成員的字節(jié)對齊）34第六章 可移植性6.4 字節(jié)順序 大多數(shù)微處理器的存儲結構是8 位地址空間。 字節(jié)許多數(shù)據(jù)項地址數(shù)字和字符串太長，不能用單個字節(jié)保存必須用一系列連續(xù)字節(jié)保存當使用用多字節(jié)保存的數(shù)據(jù)時，字節(jié)順序就成為一個問題。 對字節(jié)順序的兩個通行的方法被廣

30、泛使用： 第一個方法是調(diào)用小ENDIAN 就是低字節(jié)首先保存。例如一個16 位整數(shù)值0 x1234 用小ENDIAN 方法保存兩個連續(xù)的字節(jié)如下 地址 內(nèi)容+0+10 x340 x12 第二個方法是調(diào)用大ENDIAN 就是高字節(jié)先保存低字節(jié)后保存例如一個16 位整數(shù)值0 x1234 用大ENDIAN 方法保存兩個連續(xù)的字節(jié)如下 地址 內(nèi)容址+0 +1+0 +10 x120 x34356.5 使用標準庫 盡量使用C語言定義的標準庫。這樣，從一個系統(tǒng)移植到另一個系統(tǒng)，你的代碼很有希望還能具有同樣的行為方式。 8051 的LCALL 指令保存下一個指令在堆棧中地址的低字節(jié)首先推入堆棧因此地址是以小E

31、NDIAN 格式保存； 所有別的16 位和32 位值以大ENDIAN 格式保存高字節(jié)先保存例如LJMP和LCALL 指令期望地址以大ENDIAN 格式保存； 浮點數(shù)根據(jù)IEEE-754 格式保存以大ENDIAN 格式首先保存高字節(jié) 如果8051 嵌入應用平臺和別的CPU通訊必須知道其所用的字節(jié)順序。第六章 可移植性36第六章 參考書籍和資料6.1 C語言初級教材（1）C程序設計語言(The C Programming Language) 作者：Brian W.Kernighan, Dennis M.Ritchie 簡介：本書是由C語言的設計者Brian W. Kernighan和Dennis

32、M. Ritchie編寫的一部介紹標準C語言及其程序設計方法的權威性經(jīng)典著作。一本必讀的程序設計語言方面的參考書。（2）C Primer Plus中文版(C Primer Plus) 作者：Stephen Prata 簡介：作為核心計算機技術成熟、完整的參考書籍，Primer Plus系列歷經(jīng)十數(shù)年不衰，通過學習C Primer Plus(第五版)中文版，你將奠定堅實的C編程基礎。（3）C和指針(Pointers on C) 作者：Kenneth A.Reek 簡介：本書提供與C語言編程相關的全面資源和深入討論。全書覆蓋了數(shù)據(jù)、語句、操作符和表達式、指針、函數(shù)、數(shù)組、字符串、結構和聯(lián)合等幾乎所有重要的C編程話題。書中給出了很多編程技巧和提示。376.2 C語言進階書籍（1）C陷阱與缺陷(C Traps and Pitfalls) 作者：Andrew Koenig 簡介：作者以自己1985年在Bell實驗室時發(fā)表的一篇論文為基礎，結合自己的工作經(jīng)驗擴展成為這本對C程序員具有珍貴價