C 语言拾遗

作为第一门语言是 C++ 的程序员，一直觉得对 C 语言的一些重要特性不清晰，对一些 C 程序惯用法也不了解。故借阅读 《C 程序设计语言》 一书的机会，将相关曾经遗漏的知识整理如下。

1. extern 声明

extern 关键字用于声明外部变量，注意声明与定义的不同：

• 定义（define）：表示创建变量或分配存储单元
• 声明（declaration）：说明变量的性质，但并不分配存储单元

当外部变量的定义出现在使用它的函数之前时，可以省略 extern 声明；反之，必须有 extern 声明（如：涉及多个源文件）。

Example：

#include <stdio.h>

int n = 1;

int main(void)
{
    extern int n;	# extern declaration
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

用 static 关键字修饰外部变量或函数，可以将其后声明的对象的作用域限定为被编译文件的剩余部分，其他文件不能访问该对象。

static 也可用于声明内部变量：该变量仅能在某函数内使用但一直占据存储空间。

2. 宏

// 取消宏定义
#undef getchar


// 调试打印宏
#define dprint(expr) printf(#expr " = %g\n", expr)

dprint(x/y);

// 宏将展开为：
printf("x/y" " = %g\n", x/y);


// 预处理器运算符 ##
#define paste(front, end) front ## end

// 宏调用 paste(name, 1) 的结果将创建符号 name1

条件包含

example 1：

#if !defined(HDR)
#define HDR

/* hdr.h 文件内容 */

#endif

等价于：

#ifndef HDR
#define HDR

/* code here */

#endif

example 2：

#if SYSTEM == SYSV
	#define HDR "sysv.h"
#elif SYSTEM == BSD:
	#define HDR "bsd.h"
#elif SYSTEM == MSDOS:
	#define HDR "msdos.h"
#else:
	#define HDR "default.h"
#endif
#include HDR

3. union

union：在不同时刻保存不同类型和长度的对象的变量。

example：

union u_tag {
    int ival;
    float fval;
    char *sval;
} u;

union 实际上就是 struct，它的所有成员相对与基地址的偏移量都为 0，此 struct 空间要大到足够容纳最宽的成员，并且，其对齐方式要适合于 union 中所有类型的成员。

4. 位字段 bit-field

example：

// 定义位字段，':' 后数字表示字段的宽度
// 字段作用与小整数类似，可以出现在算术表达式中
struct {
    unsigned int is_keyword : 1;
    unsigned int is_extern : 1;
    unsigned int is_static : 1;
} flags;

// 设置字段值
flags.is_extern = flags.is_static = 1;
flags.is_extern = flags.is_static = 0;

// 位测试
if (flags.is_extern == 0 && flags.is_static ==0)
    ...

字段不是数组，且没有地址，不能对其使用 & 运算符。

5. 文件访问

example：

FILE *fp = fopen(name, mode);	// 以指定 mode 打开文件；失败返回 NULL
fclose(fp);		// 关闭文件

// 从文件中返回下一个字符；若达到文件结尾或出错，返回 EOF
int getc(FILE *fp);

// 将字符 c 写入到 fp 指向的文件中，并返回写入的字符
int putc(int c, FILE *fp);

// 对文件的格式化输入输出
int fscanf(FILE *fp, char *format, ...);
int fprintf(FILE *fp, char *format, ...);

// 错误判断
int ferror(FILE *fp);	// 如果流 fp 中出现错误，则返回一个非 0 值
int feof(FILE *fp);		// 如果文件到达文件结尾，返回一个非 0 值

// 行输入和行输出
// 从 fp 指向的文件中读取下一个输入行（包括换行符），并将它存放在 line 中。最多读取 maxline-1 个字符。正常结束返回 line；出错返回 NULL
char *fgets(char *line, int maxline, FILE *fp);
// 将 line 写入 fp 指向的文件中。出错返回 EOF；否则返回一个非负值。
char *fputs(char *line, FILE *fp);