快速学习C语言一: Hello World

破晓 · 发表于 2015-1-3 13:41:05

估计不会写C语言的同学也都听过C语言，从头开始快速学一下吧，以后肯定能用的上。如果使用过其它类C的语言，如JAVA，C#等，学C的语法应该挺快的。

先快速学习并练习一些基本的语言要素，基本类型，表达式，函数，循环结构，基本字符串操作，基本指针操作，动态分配内存，使用结构表示复杂数据，使用函数指针实现灵活逻辑。

虽然C是一个规模很小的语言，但也得自己多设计一些练习练手才能学会。

基本类型

我就记得char, int, 别的都不常用吧应该，用的时候再搜索。

表达式

和JAVA, C#差不多吧，不用学基本，各种算数运算符，关系运算符，逻辑运算符，逗号，括号等的意思应该也差不多，表达式最终的结果也有类型和值。

函数

函数是最基本的抽象，基本没有什么语言没有函数的概念，它封装一系列操作, 最简单的Hello world，如下。

static void hello_world(){
printf("hello, world\n");
}

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我们的练习都是随手写的函数，不需要被外部调用，所以前面加个static，表示只在本文件内可见。

printf输出一行的话，最后要加\n, 常见个格式化参数有%d,%c,%s,%p等，分别表示输出int, char, 字符串, 指针。

分支，循环结构

和别的语言差不多，不过i的声明要放在函数开头，c89就是这样。

static void n_hello_world(int n){
int i = 0;
for (i = 0; i < n; i++) {
printf("hello, world\n");
}
}

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字符串练习，获取一个字符串的长度

库函数strlen就是干这个的，不过我们自己可以写一个练手，c没有字符串类型，用'\0'结尾的字符数组表示字符串，所以for循环从头滚到'\0'位置就好了。

// 字符串练习, 计算字符串长度
static int w_strlen(const char* str){
int i;
// 向后滚动指针，同时递增i，直到找到字符串结尾
for (i = 0; *str != '\0'; str++, i++) {
;
}
return i;
}

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const 修饰符表示这个参数不能在函数里进行更改，防止意外改动。char *就是传说中字符串了。写C程序得用好for语句，有各种惯用法，用好了可以写出很紧凑的程序，比如上面for语句的第2个分号后的逗号表达式可以递增两个变量。

理解字符串的存储

第一种方式是在编译时分配的内存，是字符串常量，指针s1指向的内存不能更改。第二种方式应该是在栈上分配的内存(不确定)，可以通过指针修改其中的字符。

static void change_str_test(){
// 常量不能修改
// char* s1 = "hello"; // will core dump
char s1[10] = "hello";
*s1 = 'p';
printf("%s\n", s1);
}

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指针练习

指针可以进行加减的操作，每加一次就滚动过它指向的类型长度, 比如char指针就是滚动1个字节。

// 指针练习, 反转字符串
static char* reverse(char* str){
char* ret = str;
// 滚到字符数组末尾的\0之前
char* p = str + w_strlen(str) - 1;
char c;
// 两个指针，一个从前往后滚，一个从后往前滚，直到就要交错之前
// 滚动的过程中交换两个指针指向的字符
for ( ; p > str; --p, ++str) {
printf("debug[reverse]: %p %p %c %c\n", p, str, *p, *str);
c = *p;
*p = *str;
*str = c;
}
return ret;
}

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c = *p表示取出指针p指向的字符，赋值给变量c，*表示取值。

*p = *str相当于p = str，右边的取出来的是值，左边的取出来的也是值, 值赋值给值，看起来有些诡异，但就是这样写的。反正p = *str肯定不对，因为p是指针类型，*str是计算结果是字符类型。

动态分配内存
我记得TCPL前几章都没讲malloc,free等内存分配的函数，好多任务只需要在编译阶段分配内存就够了，但比较大型复杂的程序应该都需要动态管理一些内存的。
C语言没有GC，要手工释放动态分配的内存，否则就会造成内存泄漏，所以一定要配平资源，有malloc的地方，一定要想好它应该在哪里free。
目前我了解到的原则就有两种：
谁分配，谁释放
谁使用，谁释放

对了, malloc出来的内存要强转成你需要的指针类型，然后free时指针要滚到你动态分配内存的起始点。
// 内存申请相关，连接两个字符串

static void concat_test(){

char* a = "hello";

char* b = "world";

//结果字符串长度为两个字符窜长度加\0的位置

int len = w_strlen(a) + w_strlen(b) + 1;

// 动态分配内存

char* p = (char *)malloc(sizeof(char) * len);

char* result;

// 必须判断是否分配到内存

if (p != NULL){

      // 保存动态分配内存的开始指针，free时必须从这里free

      result = p;

      //滚动p和a，直到a的末尾

      while (*a != '\0') {

         printf("debug[concat_test]:while a %p %c\n", a, *a);

         *p++ = *a++;

      }

      //滚动p和b，直到b的末尾

      while (*b != '\0') {

         printf("debug[concat_test]:while b %p %c\n", a, *a);

         *p++ = *b++;

      }

      // 末尾整个0

      *p= '\0';

      printf("concat_test: %s\n", result);

      //释放动态分配的内存

      free(result);

}else{

      printf("malloc error");

}

}
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结构练习
C没有类，要表达复杂的数据，就得用结构了, 结构也可以用指针来指，如果是结构变量的话，引用成员用.，如果是指向结构的指针，引用成员用->
别的好像没啥特别的，注意动态分配结构数组后，指针滚动的边界，别使用了界外的内存。如果结构的成员指向的内存是动态分配的花，也记得free。
没有结构，估计写不出大程序，结构应该会用的很多。
//结构练习，人员统计系统

struct customer {

char* name;

int age;

};

static void customer_manager() {

// 直接在栈上分配结构体

struct customer wawa;

struct customer* p_wawa;

struct customer* p_customers;

int n = 2;

char name[] = "wawa";

// char* name = "wawa"; //splint warning

char name2[] = "tiancai";

// 直接用结构名访问成员

wawa.name = name;

wawa.age = 30;

printf("%s is %d years old\n", wawa.name, wawa.age);

// 用指针访问结构成员

p_wawa = &wawa;

p_wawa->age = 31;

printf("%s is %d years old\n", wawa.name, wawa.age);

// 为员工数组动态分配内存

p_customers = (struct customer*)malloc(sizeof(struct customer) * n);

if (p_customers != NULL) {

      // 设置数组第一项

      p_customers->name = name;

      p_customers->age = 10;

      // 设置数组第二项

      p_customers++;

      p_customers->name = name2;

      p_customers->age = 30;

      // 滚动数组外面，然后反向循环到数组开始

      p_customers++;

      while(n-- > 0){

         p_customers--;

         printf("%s is %d years old\n", p_customers->name, p_customers->age);

      }

      // 释放动态分配的内存，这时候p_customers已经位于起始位置了

      // 结构体里的name1, name2是在栈上分配的，不用释放

      free(p_customers);

}

}
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函数指针练习
好多语言都有高阶函数的特性，比如函数的参数或返回值还可以是个函数， C里也有函数指针可以达到类似的效果，用来做回调函数等。
但C的函数指针写起来比较诡异，不好记忆，不行就用typedef来重新命个名，写起来简单一些。
下面用一个比较经典的冒泡排序来演示函数指针的使用，传递不同的比较函数可以改变排序函数的行为，这是写复杂灵活逻辑的一种很方便的方式。
// 函数指针练习, 排序

// 正序排序的比较函数

static int cmp_default(int a, int b){

return a - b;

}

// 反序排序的比较函数

static int cmp_reverse(int a, int b){

return b - a;

}

// int类型的冒泡排序算法，可传入一个比较函数指针

// 类似回调函数，该函数需要两个int参数且返回int

static void sort(int* arr, int n, int (*cmp)(int, int)){

int i, j, t;

int *p, *q;

p = arr;

for (i = 0; i < n; i++, p++) {

      q = p;

      for (j = i; j < n; j++, q++) {

         // 调用函数指针指向的函数和使用函数一样，貌似是简单写法

         if (cmp(*p, *q) > 0) {

            t = *p;

            *p = *q;

            *q = t;

         }

      }

}

}

// 测试排序函数

static void sort_test(){

int arr[] = {4, 5, 3, 1, 2};

int i, n = 5;

// 正向排序，传入cmp_default函数的地址，貌似不需要&取地址

sort(arr, 5, cmp_default);

for (i = 0; i < n; i ++) {

      printf("%d%s", arr[i], i == n - 1 ? "" : ", ");

}

printf("\n");

//反向排序，同上

sort(arr, 5, cmp_reverse);

for (i = 0; i < n; i ++) {

      printf("%d%s", arr[i], i == n - 1 ? "" : ", ");

}

printf("\n");

}
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总结
这几年断断续续看了四五遍K&R的《TCPL》了，可一直都没写过C程序，现在开始多练习练习吧。

本文来自：http://www.cnblogs.com/onlytiancai/p/3841726.html

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