lctfwyt/lcthw

My C language learning path.

LCTHW (Learn C The Hard Way)

我的C语言学习之路

学习环境： Ubuntu 19.04 系统及其自带 gedit 文本编辑器和 Terminal

参考资料：《Learn C The Hard Way》及其中文版《笨办法学C语言》

在 Terminal 中批量将 ex1-9.c 重命名为 ex01-09.c：rename 's/ex/ex0/' ex?.c

日志

• 2019.9
  • 9.21 开启学习项目
  • 9.22 创建 repo
  • 9.30 完成 ex 1 - 16
• 2019.10
  • 10.7 完成 ex 1 - 16 复习和笔记整理
  • 项目暂停了，有空再会 :P

笔记目录

• ex01 取出尘封的编译器
• ex02 现在 make 就是你的 python
• ex03 格式化打印
• ex04 引入 Valgrind
• ex05 C程序的结构
• ex06 变量类型
• ex07 更多变量 一些算术
• ex08 大小和数组
• ex09 数组和字符串
• ex10 字符串数组 循环
• ex11 while 循环和布尔表达式
• ex12 if, else if, else
• ex13 switch 语句
• ex14 编写并使用函数
• ex15 指针 可怕的指针
• ex16 结构体和指向它们的指针

ex01 取出尘封的编译器

• 包含头文件#include <stdio.h>
• main函数，使用puts打印一行字
• 在 Terminal 中构建make ex01并运行./ex01程序
• 删除已构建的程序rm ex01
• 在 Terminal 中使用man阅读函数文档

ex02 现在 make 就是你的 python

使用 Makefile：

• 批量（以显示所有警告的方式）构建
• 批量删除

ex03 格式化打印

• 声明变量并初始化type name = value;
• 使用printf打印格式化字符串
• 格式化占位符%和转义序列\

ex04 引入 Valgrind

• 使用valgrind ./ex04运行并 debug 程序

ex05 C程序的结构

分解代码并说明每一个部分的作用：

• include将一个文件的内容导入到这个文件
• .h头文件中有可供使用的函数们
• 两种注释方式：// ...和/* ... */
• main函数各个部分：
  • int返回值类型
  • (int argc, char *argv[])接收的两个参数
  • {}任何函数的开头和结尾
  • return 0;返回语句
• 变量声明和初始化
• printf函数可以带可变数量个参数

ex06 变量类型

类型	声明	格式化占位符
整数	int name	%d
浮点数	float/double name	%f
字符(单引号)	char name	%c
字符串/字符数组(双引号)	char name[]	%s

ex07 更多变量 一些算术

类型	声明	格式化占位符	范围
长整数	long name	%ld	- 2 ^ 63 ~ 2 ^ 63 - 1
无符号长整数	unsigned long name	%lu	0 ~ 2 ^ 64 - 1

• %e以科学计数法的形式打印
• \0空字符：
  • 可与一个数相乘得到\0
  • %c什么也不打印
  • %d打印数字0
  • %sTerminal 会有 Warning，打印(null)
• %% 打印百分号

ex08 大小和数组

• 在C语言中，字符串就是字符数组
• 声明数组并初始化type name[] = {..., ..., ...}
• 字符串/字符数组初始化后，其末尾会自动添加一个空字符\0
• 字符串/字符数组还可以这样简便地初始化char name[] = "...";
• sizeof函数：
  • 返回type或name所占内存字节数
  • 可用\ld或\lu打印
  • int的大小为 4，char的大小为 1
  • 数组大小为其单个元素大小乘以元素个数
  • 字符串/字符数组使用第二种初始化的方式，其大小会加 1，可能是算上了自动加上的空字符\0，但使用第一种初始化的方式就不会加 1，为什么呢？
• 数组name的第 n+1 项name[n]，n 从 0 开始
• 如果 n+1 超出了数组长度，name[n]随机返回一个值
• 可以用name[n] = value;为数组第 n+1 个元素重新赋值
• \"打印引号

ex09 数组和字符串

• 初始化长度为 n 的数组type name[n] = {...};, 未指定的元素默认初始化为数字0或空字符\0
• 又一种初始化字符串/字符数组的方法：使用指针type *name = "...";，但是里面的字符/元素无法被重新赋值
• 将指定长度字符串的最后一个字符初始化为\0以外的字符，或将字符串末尾空字符\0重新赋值为其他字符会产生 bug

ex10 字符串数组 循环

• main函数接收的两个参数：
  • argc是运行程序时用户输入的字符串个数
  • argv是字符串数组，储存用户输入的字符串们
  • argv的第一个元素argv[0]是"./ex10"
• for循环：

for(INITIALIZER; TEST; INCREMENTER) {
CODE;
}

• 自增语句i++相当于i = i + 1，i--则是自减
• 声明字符串数组并初始化char *name[] = {"...", "...", ...};，其中的元素可被重新赋值
• 未设置或无效的指针NULL赋值给字符串数组中的一个元素，打印(null)

ex11 while 循环和布尔表达式

• 在 C 语言中没有真正的“布尔”类型，0 代表 false，其他值代表true
• while循环：

while(TEST) {
CODE;
}

• 应优先选择for循环，因为while循环需要额外写初始化语句并让 i 增加，容易出错

ex12 if, else if, else

• if语句：

if(TEST) {
CODE;
} [else if(TEST) {
CODE;
} else {
CODE;
}]

• 布尔运算符：

符号	含义	符号	含义	符号	含义
==	等于	<	小于	&&	与
!=	不等于	>=	大于等于	||	或
>	大于	<=	小于等于	!	非

• 提前终止循环break;

ex13 switch 语句

• 非正常终止程序的返回语句return 1;
• switch语句：

switch(SOMETHING) {
	case ONE_THING:
		CODE;
		break;
	[case SECOND_THING: // fallthrough
	case THIRD_THING:
		CODE;
		break;
	...]
	default:
		CODE;
}

• 如果能够简化，用if语句替代
• ASCII 码：

字符	ASCII 码
(space)	32
0~9	48 ~ 57
A~Z	65 ~ 90
a~z	97 ~ 122

• 转换大小写：直接让字符减去或加上 32

ex14 编写并使用函数

• 如果一个函数还未被定义就被使用，可以做前向声明type name([type argument1, ...]);
• 函数定义：

type name([type argument1, ...]) {
	CODE;
	[return ...;]
}

• 头文件ctype.h里的函数：

函数	作用
isalpha	判断是否是字母
isdigit	判断是否是数字
isalnum	判断是否是字母或数字
isblank	判断是否是空格或 tab

• 头文件string.h里的函数strlen：返回一个字符串包含的字符数(不包括末尾的\0)

ex15 指针 可怕的指针

• 指针语料库：

语句	含义
type *ptr	type类型，名为ptr的指针
*ptr	ptr所指位置的值
*(ptr + i)	(ptr所指位置加上i)的值
&thing	thing的地址
type *ptr = &thing	type类型，名为ptr的指针指向thing的地址
ptr++	自增ptr所指位置

• 三种使用指针遍历其指向的数组的方法：
  1. *(ptr + i)，i从 0 到 n-1
  2. ptr[i]，i从 0 到 n-1，和数组的语法一样
  3. ptr++，不使用 i，自增 n-1 次
• 指针不是数组，sizeof(ptr)返回指针大小，而非所指数组大小
• %p打印指针所指地址

ex16 结构体和指向它们的指针

• 定义结构体：

struct name {
	type element;
	...
};

• 结构体中类型为字符串的成员要以指针方式定义：char *element;
• 头文件stdlib.h里的函数：
  • malloc(size)向系统申请分配一块大小为size的内存，并返回一个指向它的指针
  • free(ptr)释放malloc返回的指针ptr所指的内存
• 头文件assert.h里的函数assert(ptr != NULL);：确保malloc申请到了有效的内存并返回的不是NULL指针，如是NULL，程序将终止
• 头文件string.h里的函数strdup：复制字符串，用于初始化给结构体中字符串类型的成员，和malloc所做的类似，并将原来的字符串复制到新创建的内存
• 在堆上(使用指针)实例化结构体：
  1. 声明结构体：struct name *who;
  2. 使用malloc函数申请内存并将返回的指针初始化给*who
  3. 初始化结构体成员：who->element = ...;或(*who).element = ...;
  4. 如果结构体中的成员element是字符串类型，释放who所占空间之前，要用free函数释放who->element所占空间
  5. 退出程序前用free函数释放who占的空间
• 在栈上(不使用指针)实例化结构体：
  1. 声明结构体：struct name who;
  2. 声明结构体成员：who.element = ...;