c语言_Day21_07_22

绝代码农

1、表达式求值
表达式求值需要注意两部分内容：优先级顺序和类型转换
1、类型转换

• 隐式类型转换
  

• 整形提升：表达式中的字符和短整形操作数在使用之前被转换为普通整形
  

int main()
{
char a = 3;
char b = 127;
char c = a + b;
printf("%d", c);
return 0;
}

• 当用a(b)存放3(127)时，a(b)的空间大小为1byte，而3(127)的数据大小为4byte，故数据需要发生截断
• 字符相加需进行整形提升（按数据类型的符号位进行提升），再计算
• 将计算结果存放至c中，c的空间大小位1byte，而结果为整形，故数据需要截断
• 打印整形，故c发生整形提升，得到补码，再转至原码打印
  

整型提升补充数据规则：

• 正数补零
• 负数补一
• 无符号数补零
  

验证整形提升：

int main()
{
    char a = 0xb6;
    short b = 0xb600;
    int c = 0xb6000000;
    if (a == 0xb6)
    {
        printf("a");
    }
    if (b == 0xb600)
    {
        printf("b");
    }
    if (c == 0xb6000000)
    {
        printf("c");
    }

    return 0;
}

只有在算术运算符、位运算符和关系运算符的计算中发生整形提升

• 算术转换：对于存储空间大于int的数据类型，进行计算时应转换为存储空间较大的数据类型再执行计算
  

long double

double

float

unsigned long int

long int

unsigned int

int

2、优先级

• 操作符优先级（高 -> 低）
• 结合性
  

() 聚组 NR

() 函数调用 LR

[] 下标引用 LR

. 访问结构成员 LR

-> 访问结构指针成员 LR

++ 后自增 LR

– 后自减 LR

！ 逻辑取反 RL
按位取反 RL
+ 单目，表示正值 RL

- 单目，表示负值 RL

++ 前自增 RL

– 前自减 RL

* 解引用 RL

& 取地址 RL

sizeof RL

（类型转换） RL

* 乘法 LR

/ 除法 LR

% 取余 LR

+ 加法 LR

- 减法 LR

<< 左移 LR

>> 右移 LR

> 大于 LR

>= 大于等于 LR

< 小于 LR

<= 小于等于 LR

== 等于 LR

!= 不等 LR

& 按位与 LR

^ 异或 LR

| 按位或 LR

&& 逻辑与 LR

|| 逻辑或 LR

？： 三目表达式 NR

= 赋值（赋值操作符）RL

, 逗号表达式 LR

• 控制求值顺序（是否存在短路逻辑）
  

问题表达式：在已知优先级、结合性等性质下仍无法给出唯一解的表达式（以下均为问题代码）

// 表达式1
a*b + cd - ef
// 表达式2
c + --c
// 表达式3
int main()
{
int i = 10;
i = i-- - --i * ( i = -3 )  i++ + ++i;
printf("%d\n", i);
return 0;
}
// 表达式4
int foo()
{
static int count = 1;
return ++count;
}

int main()
{
int res = foo() - foo()  foo();
printf("%d\n", res);
return 0;
}
// 表达式5
int main()
{
int i = 1;
int res = (++i) + (++i) + (++i);
printf("%d\n", res);
printf("%d\n", i);
return 0;
}

2、指针基础
1、基本概念
指针：一个对象，利用地址，它的值直接指向存在电脑存储器中另一个地方的值
内存理解：一块内存可被分为数块空间，每块空间最好存放1字节大小；每块空间对应一个编号，作为该内存单元的唯一标识
指针变量：存放变量的内存地址的变量
地址线：对于32位的机器，共有32根地址线，地址线每次寻址可产生一个电信号（+/-），故32根地址线一共可产生2^32次方个地址
指针大小：在32位机器上，地址为32个0或1组成的二进制序列，故需要通过4byte大小存储；在64位机器上，地址由64个0或1组成的二进制序列，故需要通过8byte大小存储
编址大小：对于32位机器，通过32个0或1组成的二进制序列存放地址，共有2^32种排列组合可能，又知每块内存单元存放1字节大小，故可计算得共有2^32byte = 2^22 KB = 2^12MB = 4GB编址
2、指针类型
虽然不同类型的指针存放大小相同，但不同类型的指针本质上并不相同
指针类型决定了：

• 指针解引用时能够访问的空间的大小（int可访问4byte，char\可访问1byte）
  

int main()
{
double d = 3.14;
int* p = &d;
 p = 0;
return 0;
}

• 指针的步长（指针走一步的长度）
  

int步长为4；char步长为1；double\步长为8

int main()
{
int a = 0x11223344;
int* pa = &a;
char pc = &a;
printf("%p\n", pa);
printf("%p\n", pa + 1);
printf("%p\n", pc);
printf("%p\n", pc + 1);
return 0;
}

3、野指针
野指针：指针指向的位置不可知（随机的、不正确的、没有明确限制的）
野指针成因：

• 指针未初始化
  

int a;
int p = &a;

• 数组越界访问
  

int arr[10] = {0};
int* p = arr;
for(int i = 0; i < 11; i++)
{
 (p++) = i;
}

• 指针指向的内存空间释放
  

int test()
{
int a = 0;
return &a;
}
int main()
{
int* p = test();
return 0;
}

野指针避免：

• 指针初始化
• 防止指针越界
• 指针指向空间释放及时置为NULL（注：NULL本质为(void )0）
• 检查指针指向的有效性
  

4、指针运算

• 加减整数
  

指针与整数加减运算一般用于数组，其加减操作可理解为更改指针所指向的数组元素

int main()
{
    int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int length = sizeof arr / sizeof arr[0];
    int* p = &arr[length - 1];
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        printf("%d\n", *(arr + i));
    }
    printf("=======================\n");
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        printf("%d\n", *(p - i));
    }

    return 0;
}

#define N_VAL 5
int main()
{
    float values[N_VAL];
    float* vp;
    for (vp = &values[0]; vp < &values[N_VAL];)
    {
        *vp++ = 0;
    }

    return 0;
}

• 加减指针
  
  指针减指针为中间元素的个数
  例：三种方法实现strlen函数

  //循环法
  int my_strlen(char str[])
  {
      int count = 0;
      char* p = str;
      while (*p)
      {
          count++;
          p++;
      }
      return count;
  }
  
  // 递归法
  int my_strlen(char str[])
  {
      if (str[0])
      {
          return my_strlen(str + 1) + 1;
      }
      else
      {
          return 0;
      }
  }
  
  // 指针间运算法
  int my_strlen(char str[])
  {
      char* start = str;
      char* end = NULL;
      while (*str)
      {
          str++;
      }
      end = str;
      return end - start;
  }