变量说明符 C 语言允许声明变量的时候，加上一些特定的说明符（specifier），为编译器提供变量行为的额外信息。它的主要作用是帮助编译器优化代码，有时会对程序行为产生影响。 const const说明符表示变量是只读的，不得被修改。 12const double PI = 3.14159;PI = 3; // 报错 上面示例里面的const，表示变量PI的值不应改变。如果改变的话，编译器会报错。 对于数组，const表示数组成员不能修改。 12const int arr[] = {1, 2, 3, 4};arr[0] = 5; // 报错 上面示例中，const使得数组arr的成员无法修改。 对于指针变量，const有两种写法，含义是不一样的。如果const在*前面，表示指针指向的值不可修改。 1234// const 表示指向的值 *x 不能修改int const * x// 或者const int * x 下面示例中，对x指向的值进行修改导致报错。 1234int p = 1const int* x = &p;(*x)++; // 报错 如果 ...

文件操作 本章介绍 C 语言如何操作文件。 文件指针 C 语言提供了一个 FILE 数据结构，记录了操作一个文件所需要的信息。该结构定义在头文件stdio.h，所有文件操作函数都要通过这个数据结构，获取文件信息。 开始操作一个文件之前，就要定义一个指向该文件的 FILE 指针，相当于获取一块内存区域，用来保存文件信息。 1FILE* fp; 上面示例定义了一个 FILE 指针fp。 下面是一个读取文件的完整示例。 123456789101112131415161718#include <stdio.h>int main(void) { FILE* fp; char c; fp = fopen("hello.txt", "r"); if (fp == NULL) { return -1; } c = fgetc(fp); printf("%c\n", c); fclose(fp); return 0;} 上面示例中，新建文件指针fp以后，依次使用了下 ...

I/O 函数 C 语言提供了一些函数，用于与外部设备通信，称为输入输出函数，简称 I/O 函数。输入（import）指的是获取外部数据，输出（export）指的是向外部传递数据。 缓存和字节流 严格地说，输入输出函数并不是直接与外部设备通信，而是通过缓存（buffer）进行间接通信。这个小节介绍缓存是什么。 普通文件一般都保存在磁盘上面，跟 CPU 相比，磁盘读取或写入数据是一个很慢的操作。所以，程序直接读写磁盘是不可行的，可能每执行一行命令，都必须等半天。C 语言的解决方案，就是只要打开一个文件，就在内存里面为这个文件设置一个缓存区。 程序向文件写入数据时，程序先把数据放入缓存，等到缓存满了，再把里面的数据会一次性写入磁盘文件。这时，缓存区就空了，程序再把新的数据放入缓存，重复整个过程。 程序从文件读取数据时，文件先把一部分数据放到缓存里面，然后程序从缓存获取数据，等到缓存空了，磁盘文件再把新的数据放入缓存，重复整个过程。 内存的读写速度比磁盘快得多，缓存的设计减少了读写磁盘的次数，大大提高了程序的执行效率。另外，一次性移动大块数据，要比多次移动小块数据快得多。 这种读写模式，对于程 ...

预处理器（Preprocessor） 简介 C 语言编译器在编译程序之前，会先使用预处理器（preprocessor）处理代码。 预处理器首先会清理代码，进行删除注释、多行的语句合成一个逻辑行等等。然后，执行#开头的预处理指令。本章介绍 C 语言的预处理指令。 预处理指令可以出现在程序的任何地方，但是习惯上，往往放在代码的开头部分。 每个预处理指令都以#开头，放在一行的行首，指令前面可以有空白字符（比如空格或制表符）。#和指令的其余部分之间也可以有空格，但是为了兼容老的编译器，一般不留空格。 所有预处理指令都是一行的，除非在行尾使用反斜杠，将其折行。指令结尾处不需要分号。 define #define是最常见的预处理指令，用来将指定的词替换成另一个词。它的参数分成两个部分，第一个参数就是要被替换的部分，其余参数是替换后的内容。每条替换规则，称为一个宏（macro）。 1#define MAX 100 上面示例中，#define指定将源码里面的MAX，全部替换成100。MAX就称为一个宏。 宏的名称不允许有空格，而且必须遵守 C 语言的变量命名规则，只能使用字母、数字与下划线（_），且 ...

Enum 类型 如果一种数据类型的取值只有少数几种可能，并且每种取值都有自己的含义，为了提高代码的可读性，可以将它们定义为 Enum 类型，中文名为枚举。 12345enum colors {RED, GREEN, BLUE};printf("%d\n", RED); // 0printf("%d\n", GREEN); // 1printf("%d\n", BLUE); // 2 上面示例中，假定程序里面需要三种颜色，就可以使用enum命令，把这三种颜色定义成一种枚举类型colors，它只有三种取值可能RED、GREEN、BLUE。这时，这三个名字自动成为整数常量，编译器默认将它们的值设为数字0、1、2。相比之下，RED要比0的可读性好了许多。 注意，Enum 内部的常量名，遵守标识符的命名规范，但是通常都使用大写。 使用时，可以将变量声明为 Enum 类型。 1enum colors color; 上面代码将变量color声明为enum colors类型。这个变量的值就是常量RED、GREEN、 ...

Union 结构 有时需要一种数据结构，不同的场合表示不同的数据类型。比如，如果只用一种数据结构表示水果的“量”，这种结构就需要有时是整数（6个苹果），有时是浮点数（1.5公斤草莓）。 C 语言提供了 Union 结构，用来自定义可以灵活变更的数据结构。它内部可以包含各种属性，但同一时间只能有一个属性，因为所有属性都保存在同一个内存地址，后面写入的属性会覆盖前面的属性。这样做的最大好处是节省空间。 12345union quantity { short count; float weight; float volume;}; 上面示例中，union命令定义了一个包含三个属性的数据类型quantity。虽然包含三个属性，但是同一时间只能取到一个属性。最后赋值的属性，就是可以取到值的那个属性。 使用时，声明一个该类型的变量。 123456789// 写法一union quantity q;q.count = 4;// 写法二union quantity q = {.count=4};// 写法三union quantity q = { ...

typedef 命令 简介 typedef命令用来为某个类型起别名。 1typedef type name; 上面代码中，type代表类型名，name代表别名。 123typedef unsigned char BYTE;BYTE c = 'z'; 上面示例中，typedef命令为类型unsign char起别名BYTE，然后就可以使用BYTE声明变量。 typedef 可以一次指定多个别名。 1typedef int antelope, bagel, mushroom; 上面示例中，一次性为int类型起了三个别名。 typedef 可以为指针起别名。 1234typedef int* intptr;int a = 10;intptr x = &a; 上面示例中，intptr是int*的别名。不过，使用的时候要小心，这样不容易看出来，变量x是一个指针类型。 typedef 也可以用来为数组类型起别名。 123typedef int five_ints[5];five_ints x = {11, 22, 33, 44, 55}; ...

struct 结构 简介 C 语言内置的数据类型，除了最基本的几种原始类型，只有数组属于复合类型，可以同时包含多个值，但是只能包含相同类型的数据，实际使用中并不够用。 实际使用中，主要有下面两种情况，需要更灵活强大的复合类型。 复杂的物体需要使用多个变量描述，这些变量都是相关的，最好有某种机制将它们联系起来。 某些函数需要传入多个参数，如果一个个按照顺序传入，非常麻烦，最好能组合成一个复合结构传入。 为了解决这些问题，C 语言提供了struct关键字，允许自定义复合数据类型，将不同类型的值组合在一起。这样不仅为编程提供方便，也有利于增强代码的可读性。C 语言没有其他语言的对象（object）和类（class）的概念，struct 结构很大程度上提供了对象和类的功能。 下面是struct自定义数据类型的一个例子。 1234struct fraction { int numerator; int denominator;}; 上面示例定义了一个分数的数据类型struct fraction，包含两个属性numerator和denominator。 注意，作为一个 ...

C 语言的内存管理 简介 C 语言的内存管理，分成两部分。一部分是系统管理的，另一部分是用户手动管理的。 系统管理的内存，主要是函数内部的变量（局部变量）。这部分变量在函数运行时进入内存，函数运行结束后自动从内存卸载。这些变量存放的区域称为”栈“（stack），”栈“所在的内存是系统自动管理的。 用户手动管理的内存，主要是程序运行的整个过程中都存在的变量（全局变量），这些变量需要用户手动从内存释放。如果使用后忘记释放，它就一直占用内存，直到程序退出，这种情况称为”内存泄漏“（memory leak）。这些变量所在的内存称为”堆“（heap），”堆“所在的内存是用户手动管理的。 void 指针 前面章节已经说过了，每一块内存都有地址，通过指针变量可以获取指定地址的内存块。指针变量必须有类型，否则编译器无法知道，如何解读内存块保存的二进制数据。但是，向系统请求内存的时候，有时不确定会有什么样的数据写入内存，需要先获得内存块，稍后再确定写入的数据类型。 为了满足这种需求，C 语言提供了一种不定类型的指针，叫做 void 指针。它只有内存块的地址信息，没有类型信息，等到使用该块内存的时候，再向 ...