HeadFirstC笔记_13 十大遗漏知识点

#1. 运算符

递增与递减

递增将数字加1，递减将数字减1

   
    
    
     
     ++i;  // 递增1，返回新值
     
     i++;  // 递增1，返回旧值
     
     --i;  // 递减1，返回新值
     
     i--;  // 递减1，返回旧值
     
     
     
     //这些表达式都会改变 i 的值
     
     //++ 和 -- 的位置决定了表达式返回i 的原始值还是新值，例如：
     
     int i = 3;
     
     int j = i++; //这行代码执行以后，j==3，i==4。

三目运算符

   
    
    
     
     if (x == 1)
     
         return 2;
     
     else
     
         return 3;
     
     // 上面的可以简写为：
     
     return (x == 1) ? 2 : 3;

位运算

运算符	说明
~a	a 中所有位都取反
a & b	a 中的位“与” b 中的位
a \| b	a中的位“或”b中的位
a ^ b	a 中的位“异或” b 中的位
<<	位左移（值增加）
>>	位右移（值减小）

<< 运算符可以用来快速地将某个整型值乘以2的幂，但小心千万别溢出。

用逗号分割表达式

如果你想在循环末尾执行多个运算怎么办？可以使用逗号运算符：

   
    
    
     
     for (i = 0; i < 10; i++, j++){
        
           //递增i和j
     
         ......
     
     }

#2. 预处理指令

每次你在编译一个包含头文件的程序时都使用了预处理指令：

    
     
     
      
      #include <stdio.h>

预处理器会扫描C源文件然后生成一个修改过的版本，编译器会使用这个修改后的文件编译程序。对 #include 这条指令来说，预处理器会插入stdio.h文件的内容。

指令总是出现在行首，以井号（ # ）字符开头。除了 #include ，用得最多的指令就是 #define ：

     
      
      
       
       #define DAYS_OF_THE_WEEK 7
       
       ...
       
       printf(" 一星期有 %i 天 \n", DAYS_OF_THE_WEEK);

#define 指令创建了一个宏，预处理器会扫描整个C源文件然后把宏的名字替换为它的值。

宏不是变量，因为它的值在运行时无法改变。

宏在程序编译前就被替换掉了，你甚至可以创建功能类似函数的宏：

      
       
       
        
        #define ADD_ONE(x) ((x) + 1) //x是宏的参数,要注意在宏中加括号。
        
        ...
        
        printf(" 答案是 %i\n", ADD_ONE(3));

条件编译

条件编译可以开、关部分源代码：

如下面，SPANISH 宏定义与否会改变这段代码的编译方式

      
       
       
        
        #ifdef SPANISH   // 如果SPANISH这个宏存在
        
        char *greeting = "Hola";  // 就包含这段代码
        
        #else
        
        char *greeting = "Hello";  //否则就包含这段
        
        #endif

#ifdef 和 #endif 总是成对出现，就像if{...}的大括号一样。

#3. static关键字

想象你要创建一个带有计数功能的函数，可以这么写：

   
    
    
     
     int count = 0;
     
     int counter()
     
     {
        
        
     
         return ++count;
     
     }

这段代码有什么问题吗？它使用了一个叫 count 的全局变量。因为 count 在全局作用域，所以其他函数可以修改它的值。如果你在写一个大型程序，就需要小心控制全局变量的个数，因为它们可能导致代码出错。

好在C语言允许你创建只能在函数局部作用域访问的全局变量：

      
       
       
        
        /**
        
         * static关键字表示将在两次counter()函数调用期间保持该变量的值。
        
         * 虽然count是全局变量，但它只能在函数内部访问.
        
         * static 关键字会把变量保存在存储器中的全局量区，
        
         * 但是当其他函数试图访问 count变量时编译器会抛出错误。
        
         */
        
        int counter() {
           
           
        
        	static int count;
        
        	if (count == 0)
        
        		count++;
        
        	else
        
        		count = count + 10;
        
        	return count;
        
        }
        
        
        
        int main() {
           
           
        
        	printf(" count= %i\n", counter());
        
        	printf(" count= %i\n", counter());  // 第二次调用时，count已经变了，尽管又声明了一次
        
        //	printf(" count= %i\n", count); // 编译报错
        
        	return 0;
        
        }

运行结果：

用static定义私有变量或函数

也可以在 函数外使用 static 关键字，它表示“只有这个.c文件中的代码能使用这个变量（或函数）”。

static 关键字用来控制变量或函数的作用域，防止其他代码以意想不到的方式访问你的数据或函数。例如：

       
        
        
         
         static int days = 365; //只能在这个源文件中使用这个变量，类似java中的private
         
         //只能在这个源文件中使用这个函数
         
         static void update_account(int x) {
            
            
         
             ...
         
         }

#4. 数据类型的大小

你已经知道了怎么用 sizeof 运算符来查看数据类型在存储器中

的大小，但如果你想知道数据类保存的值的范围呢？例如，你

知道 int 在你的机器上占4字节，但 int 变量能保存的最大正数

和最小负数分别是多少呢？理论上可以通过它占用的字节数计

算出来，但这很麻烦。

可以使用定义在 <limits.h>头文件中的宏。

通过 LONG_MAX 宏，可以查看

long 可以保存的最大值，

通过 SHRT_MIN 宏，可以查看short 可以保存的最小值，其他的以此类推。

int	INT
short	SHRT
long	LONG
char	CHAR
float	FLT
double	DBL

你可以在它们后面加上 _ MAX （最大正数）或 _MIN （最小负数）。

如果想查看更具体的数据类型，还可以加上前缀U(unsigned)、S(signed)或L(long)。

    
     
     
      
      #include <stdio.h>
      
      #include <stdlib.h>
      
      #include <limits.h>
      
      
      
      int main() {
         
         
      
      //	如果你想知道long 可以保存的最大值，可以使用 LONG_MAX 宏
      
      	printf("On this machine an int takes up %lu bytes\n", sizeof(int));
      
      	printf("And ints can store values from %i to %i\n", INT_MIN, INT_MAX);
      
      	printf("And shorts can store values from %i to %i\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);
      
      	return 0;
      
      }

运行结果：

#5. 自动化测试

测试代码的重要性不言而喻，如果能把测试的过程自动化，生活会变得更轻松。几乎所有程序员现在都在使用自动化测试，C语言的测试框架也不胜枚举，而在Head First实验室最受欢迎的是AceUnit： http://aceunit.sourceforge.net/projects/aceunit

AceUnit和其他语言中的xUnit框架很像（比如NUnit和JUnit）。

如果你写的是命令行工具，用的是Unix的命令行，还有一个好用的工具叫 shunit2： http://code.google.com/p/shunit2/

shunit2 允许创建shell脚本来测试脚本和命令。

#6. 再谈gcc

gcc还可以做更多的事：

优化

如果 gcc 发现你在循环中对一个变量赋了相同的值，它就会把赋值语句移动到循环外；

如果一个小函数只在少数几个地方用到了， gcc 就会把它转化为内联代码，然后插到程序中。

虽然 gcc 可以做很多优化，但绝大多数优化选项默认是关闭的。为什么？因为优化需要花很长时间，如果你尚处于开发阶段，通常希望快速编译代码。一旦准备发布代码，就可以打开优化选项。

gcc 一共有四个级别的优化：

标志	描述
-O	如果在 gcc 命令中加上 -O （字母O）标志，就能得到第一级别的优化。
-O2	如果想提升优化等级，降低编译速度，就选择 -O2 。
-O3	如果想再升一级，就选 -O3 ，它会使用 -O 和 -O2 中的所有优化，再附加一些额外的优化。
-Ofast	-Ofast 会打开最高级别的优化，同时编译速度也会降到最低。谨慎使用 -Ofast，因为它生成的代码可能和C标准相去甚远。

警告

如果代码没有严重错误，但做了一些可疑的事情，比如把一个类型的值赋给一个错误类型的变量，编译器就会显示警告。

你可以用 -Wall 选项提高警告检查的门槛：

     
      
      
       
       命令：gcc fred.c -Wall -o fred

-Wall 选项表示“所有警告（All Warnings）”，但因为一些历史原因， -Wall 其实并不会显示所有的警告。如果你想让 gcc 那么做，就必须加上 -Wextra 选项：

      
       
       
        
        命令：gcc fred.c -Wall -Wextra -o fred

如果你希望遵循严格的编译，就可以使用 -Werror 选项，只要有一个警告，编译就会失败：

       
        
        
         
         命令：gcc fred.c -Werror -o fred  //它表示“把警告当错误处理”

当多人开发同一个项目时， -Werror 就显得特别有用，因为它可以维持代码的质量。

更多 gcc 选项请参阅： http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc

#7. 再谈make

make 是构建C程序的强大工具，但在本书中你只使用过一些简单的命令。为了看到更多 make 神奇的功能，请阅读Robert Mecklenburg的《GNU Make项目管理》： http://shop.oreilly.com/product/9780596006105.do

这里先列举 make 的一些特性。

变量

变量可以大大缩短你的makefile，例如你想把一组标准的命令行选项传给 gcc ，就可以把它们定义成变量,

可以用等号（=）定义变量，然后用 $(...) 读取变量的值,如：

         
          
          
           
           CFLAGS = -Wall -Wextra -v
           
           fred: fred.c
           
               gcc fred.c $(CFLAGS) -o fred

使用%、^和 @

很多编译命令看起来都很像：

        
         
         
          
          fred: fred.c
          
              gcc fred.c -Wall -o fred

这时你可以用 % 符号写一条更通用的“目标/生成方法”：

         
          
          
           
           %: %.c   // 假设你想根据<文件>.c创建<文件>。
           
           gcc $^ -Wall -o $@
           
           // $^是依赖项的值（.c文件）
           
           // $@是目标的名字

这些符号看起来有些奇怪。假设你想创建一个叫fred的文件，这条规则会让 make去寻找一个叫fred.c的文件，然后生成方法会运行一条 gcc 命令，用依赖项（由特殊符号 $^ 给出）创建目标fred（由 $@ 给出）。

隐式规则

make 工具对编译过程一清二楚，即使你不告诉它如何构建文件，它也可以使用隐式规则自行构建。

例如，你有一个叫fred.c的文件，但没有makefile，可以用以下命令编译它：

即使我们不告诉make怎么编译，它同样创建了编译命令,这是一条隐式规则.

原因是 make 内置了一批生成方法。关于 make 的更多信息，请参见：

http://www.gnu.org/software/make/

#8. 开发工具

gdb

gdb （GNU Project Debugger，GNU调试器）允许你在程序运行期间研究它的代码。如果你想找出代码中隐蔽的错误，会发现它特别有用。 gdb 既可以在命令行中使用，也可在Xcode或 Guile那样的IDE中使用。

http://sourceware.org/gdb/download/onlinedocs/gdb/index.html

gprof

如果你的程序没有预期的那么快，就有必要分析一下它的性能。 gprof （GNU Profiler，GNU分析器）可以告诉你程序中哪个部分是最慢的，这样你就能进行适当优化。 gprof 会修改程序，修改后的程序在结束时会生成一份性能报告，然后你可以用 gprof 命令行工具分析它，找到程序的瓶颈所在。

http://sourceware.org/binutils/docs/gprof

gcov

还有一个分析工具叫 gcov （GNU Coverage，GNU覆盖率测试工具）。 gprof 用来检查你代码的性能，而 gcov 用来检查代码中哪些部分运行了，哪些部分没运行。这在写自动化测试时特别有用，因为你需要保证测试代码覆盖了所有你想覆盖的代码。 http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Gcov.html

#9. 创建GUI

Linux——GTK

Linux有很多库可以用来创建GUI程序，其中最有名的要属 GTK+（GIMP toolkit，GIMP工具包）： http://www.gtk.org/

GTK+常用于Linux程序中，但你也可以在Windows和Mac中使用它。

Windows

Windows自带了十分高级的GUI库。Windows编程是非常专业的领域，在你开始创建GUI程序前，可能需要花一点时间来学习Windows API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）。越来越多Windows程序开始用基于C的语言来开发，例如C#和C++。以下是Windows编程的在线介绍：

http://www.winprog.org/tutorial/

Mac——Carbon

苹果的GUI系统叫Aqua。如果你想在Mac上用C语言写GUI程序，可以用Carbon库，不过更时髦的方式是用Cocoa库，它需要用C语言的另一个后代Objective-C来编程。现在你已经来到了本书的终点，正是学习Objective-C的大好时机，Head First 实验室的人对“书呆子牧场”出品的Mac编程书籍和课程爱不释手：

http://www.bignerdranch.com/

#10. 参考资料

以下是一些热门的C编程书籍和网站:

C程序设计语言》

Brian W. Kernighan，Dennis M. Ritchie著

C语言的开山之作， C程序员应该人手一本。

《C语言参考手册》

Samuel P. Harbison，Guy L. Steele Jr.著

很好的C语言参考书，你在写代码时一定希望边上放着这本书。

《C专家编程》

Peter van der Linden著

如果你想了解更多高级C语言编程技巧就去看Peter van der Linden 的这部佳作。