深入理解C语言

519阅读　0评论2012-12-27　fellow0305
分类：

原文转自陈皓博客——酷壳

Dennis Ritchie  过世了，他发明了C语言，一个影响深远并彻底改变世界的计算机语言。一门经历40多年的到今天还长盛不衰的语言，今天很多语言都受到C的影响，C++，Java，C#，Perl， PHP， Javascript， 等等。但是，你对C了解吗？相信你看过本站的《》还有《》，这里，我再写一篇关于深入理解C语言的文章，一方面是缅怀Dennis，另一方面是告诉大家应该如何学好一门语言。（顺便注明一下，下面的一些例子来源于）

首先，我们先来看下面这个经典的代码：

1
2
3
4
5
int main()
{
    int a = 42;
    printf(“%d\n”, a);
}

从这段代码里你看到了什么问题？我们都知道，这段程序里少了一个#include 还少了一个return 0;的返回语句。

不过，让我们来深入的学习一下，

我们再来看一段代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
#include
void f(void)
{
   static int a = 3;
   static int b;
   int c;
   ++a; ++b; ++c;
   printf("a=%d\n", a);
   printf("b=%d\n", b);
   printf("c=%d\n", c);
}
int main(void)
{
   f();
   f();
   f();
}

这个程序会输出什么？

说到全局变量，你知道 静态全局变量和一般全局变量的差别吗？是的，对于static 的全局变量，其对链接器不可以见，也就是说，这个变量只能在当前文件中使用。

我们再来看一个例子：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
#include
void foo(void)
{
    int a;
    printf("%d\n", a);
}
void bar(void)
{
    int a = 42;
}
int main(void)
{
    bar();
    foo();
}

你知道这段代码会输出什么吗？A) 一个随机值，B) 42。A 和 B都对（在“”文中的最后给过这个例子），不过，你知道为什么吗？

下面，我们再来看一个示例：

1
2
3
4
5
6
7
8
#include
int b(void) { printf(“3”); return 3; }
int c(void) { printf(“4”); return 4; }
int main(void)
{
   int a = b() + c();
   printf(“%d\n”, a);
}

这段程序会输出什么？，你会说是，3，4，7。但是我想告诉你，这也有可能输出，4，3，7。为什么呢？ 这是因为，在C/C++中，表达的评估次序是没有标准定义的。编译器可以正着来，也可以反着来，所以，不同的编译器会有不同的输出。你知道这个特性以后，你就知道这样的程序是没有可移植性的。

我们再来看看下面的这堆代码，他们分别输出什么呢？

示例一
1
int a=41; a++; printf("%d\n", a);
示例二
1
int a=41; a++ & printf("%d\n", a);
示例三
1
int a=41; a++ && printf("%d\n", a);
示例四
1
int a=41; if (a++ < 42) printf("%d\n", a);
示例五
1
int a=41; a = a++; printf("%d\n", a);

只有示例一，示例三，示例四输出42，而示例二和五的行为则是未定义的。关于这种未定义的东西是因为Sequence Points的影响（Sequence Points是一种规则，也就是程序执行的序列点，在两点之间的表达式只能对变量有一次修改），因为这会让编译器不知道在一个表达式顺列上如何存取变量的值。比如a = a++，a + a++，不过，在C中，这样的情况很少。

下面，再看一段代码：（假设int为4字节，char为1字节）

1
2
3
4
struct X { int a; char b; int c; };
printf("%d,", sizeof(struct X));
struct Y { int a; char b; int c; char d};
printf("%d\n", sizeof(struct Y));

这个代码会输出什么?

a) 9，10
b)12, 12
c)12, 16

答案是C，我想，你一定知道字节对齐，是向4的倍数对齐。

另外，再提一下，上述程序的printf中的%d并不好，因为，在64位下，sizeof的size_t是unsigned long，而32位下是 unsigned int，所以，C99引入了一个专门给size_t用的%zu。这点需要注意。在64位平台下，C/C++ 的编译需要注意很多事。你可以参看《》。

下面，我们再说说编译器的Warning，请看代码：

1
2
3
4
5
6
#include
int main(void)
{
    int a;
    printf("%d\n", a);
}

考虑下面两种编译代码的方式 ：

前一种是不会编译出a未初化的警告信息的，而只有在-O的情况下，才会有未初始化的警告信息。这点就是为什么我们在makefile里的CFLAGS上总是需要-Wall和 -O。

最后，我们再来看一个指针问题，你看下面的代码：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
#include
int main(void)
{
    int a[5];
    printf("%x\n", a);
    printf("%x\n", a+1);
    printf("%x\n", &a);
    printf("%x\n", &a+1);
}

假如我们的a的地址是：0Xbfe2e100, 而且是32位机，那么这个程序会输出什么？

看过这么多，你可能会觉得C语言设计得真扯淡啊。不过我要告诉下面几点Dennis当初设计C语言的初衷：

1）相信程序员，不阻止程序员做他们想做的事。

2）保持语言的简洁，以及概念上的简单。

3）保证性能，就算牺牲移植性。

今天很多语言进化得很高级了，语法也越来越复杂和强大，但是C语言依然光芒四射，Dennis离世了，但是C语言的这些设计思路将永远不朽。
上一篇：深入理解C语言
下一篇：sockaddr与sockaddr_in结构体简介(转)