c語言學習9

来源:https://www.cnblogs.com/c-learnmore/archive/2023/07/26/17583543.html
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到目前為止，我們只討論了使用Docker來部署應用程式。然而，Docker也是一個極好的用於開發應用程式的工具。可以採用一些不同的建議來改善開發體驗。 - 在應用程式中使用`docker-compose`以方便開發。 - 使用綁定掛載將本地代碼掛載到容器文件系統中，以避免每次更改都需要重新構建容器映 ...


一、字元串
字元：人能看得懂的符號或圖案，在記憶體中以整數形式存儲，根據ASCII碼表中的對應關係顯示出相應的符號或圖案
'\0' 0 空字元
'0' 48
'A' 65
'a' 97

串：是一種數據結構，存儲類型相同的若幹個數據
    對於串型結構的處理是批量性的，會從頭開始直到遇到結束標誌停止

字元串：
    由字元組成的串型結構，結束標誌是 '\0'

二、字元串的存在形式
字元數組：
char str[10] = {'a','b','c',...};
由char組成的數組，註意要為'\0'預留位置，初始化麻煩
使用的是棧記憶體，數據可以修改

字元串字面值：
    "由雙引號包含的若幹個字元"
    末尾會隱藏一個'\0'，定義也方便
    字元串字面值就是以地址形式存在的，是常量，數據存儲在代碼段中，不能修改，否則段錯誤
    註意：相同內容的多份字元串字面值，在代碼段中只會存在一份
    註意：sizeof("xxxx") 計算出 字元個數+1

常用方式：
    字元數組[] = "字元串字面值";
    會自動為'\0'預留位置
    註意：賦值完成後，該字元串在記憶體中有兩份，一份在代碼段，另一份在棧記憶體(可修改)

三、字元串的輸入和輸出
scanf %s 地址
缺點：不能輸入空格

char *gets(char *s);
功能：輸入字元串到s中 能夠輸入空格
返回值：s 鏈式調用
缺點：有警告，輸入的長度不受限制，有風險

char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
功能：輸入長度最多為 size-1 的字元串，會自動為'\0'預留位置
    超出部分不接收，不足時最後的'\n'也會一起接收

輸出：
printf %s 地址

int puts(const char *s);
功能：輸出一個字元串，並且會自動在末尾列印一個'\n'
功能：成功輸出的字元個數

練習1：實現一個函數，判斷一個字元串是否是迴文串
    "abccba"

四、輸出緩衝區
緩衝區機制可以提高數據的讀寫速度，還可以讓低速的設備與高速的CPU之間系統工作
程式要顯示的數據並不會立即顯示到屏幕上，而是先存儲到輸出緩衝區中，當滿足一定條件時才會從輸出緩衝區顯示到屏幕上
1、遇到'\n'
2、遇到輸入語句
3、當緩衝區滿了4k
4、程式正常結束時
5、fflush(stdout); 手動刷新輸出緩衝區

五、輸入緩衝區
程式中輸入的數據並不會立即從鍵盤接收到變數中，而是當按下回車後先存儲到輸入緩衝區中，然後再從緩衝區中讀取到變數記憶體中

情況1：需要輸入的是整型\浮點型時，而緩衝區中的數據是字元型或符號時，此時讀取會失敗，並且該數據會繼續殘留在輸入緩衝區中，會繼續影響剩下的輸入
    解決：根據scanf的返回值判斷輸入是否有問題，如果讀取失敗，則先清理輸入緩衝區後重新輸入，直到讀取成功為止，可以設置一個清楚函數，使用int n;while((c=getchar())!='\n'&&c!=EOF));來實現對輸入緩衝區的清空。

情況2：通過fgets可以指定讀取size-1個字元，但是如果輸入超過size-1那麼字元會殘留在輸入緩衝區中，繼續影響接下來的輸入
    解決方法1：
    int len = 0;
    while(str1[len]) len++; //len是'\0'的下標
    if('\n' != str1[len-1])// '\0'前面不是'\n'則清理
    {    
        scanf("%*[^\n]");
    //從緩衝區中讀取任意類型數據並丟棄，直到遇到'\n'停止
        scanf("%*c");
    //從緩衝區中讀取任意字元類型數據並丟棄
    } 
    解決方法2:
    void clear_input_buffer() {
        int ch;
        while ((ch = getchar()) != '\n' && ch != EOF);

}
方法3：
stdin->_IO_read_ptr = stdin->_IO_read_end;
// 把輸入緩衝區的位置指針從當前位置，移動到末尾，相當於清理輸入緩衝區
註意：只能在Linux系統下使用

情況3：當先輸入整型或浮點型，再輸入字元型時，輸入完整型或浮點型後按下的回車或空格，會殘留在輸入緩衝區，剛好被後面的字元型接收，影響輸入
    解決：在%c或者gets()前面加空格
        scanf(" %c");

六、字元串相關函數
#include <string.h>
size_t strlen(const char *s);
功能：計算字元串的長度，不包括'\0'

char *strcpy(char *dest, const char *src);
功能：把src拷貝給dest，相當於給dest賦值 =
返回值：dest的首地址，鏈式調用

char *strcat(char *dest, const char *src);
功能：把src追加到dest的末尾 相當於+=
返回值：dest的首地址，鏈式調用

int strcmp(const char *s1, const char *s2);
功能：比較兩個字元串，根據字典序，誰出現早誰小，一旦比較出結果就立即返回
返回值：
    s1 > s2 正數
    s1 == s2 0
    s1 < s2 負數      
   
char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);   //它用於將一個字元串（src）的前 n 個字元複製到另一個字元串（dest）中
char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);   //用於將一個字元串（src）的前 n 個字元連接（追加）到另一個字元串（dest）的末尾
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);  //用於比較兩個字元串（s1 和 s2）的前 n 個字元。

int atoi(const char *nptr);
功能：把字元串轉換成int類型
double atof(const char *nptr);
功能：把字元串轉換成double類型

char *strstr(const char *haystack,const char *needle);
功能：在haystack中查找是否存在子串needle
返回值：needle在haystack中第一次出現的位置，如果找不到返回NULL

int sprintf(char *str, const char *format, ...);
功能：把各種類型的數據轉換成字元串並輸入到str中

int sscanf(const char *str, const char *format, ...);   //從一個字元串中，提取各種類型的數據
功能：從字元串中解析出各種類型的數據，並存儲到對應的變數中

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);    //請註意，如果源和目標記憶體區域重疊，memcpy 的行為是未定義的。在這種情況下，應使用 memmove 函數，因為它可以處理重疊的記憶體區域
功能：把src記憶體的數據拷貝n個位元組到dest中

預處理指令的分類：
#include 頭文件導入(拷貝)
#include <> 從系統指定路徑查找頭文件
#include "" 從當前工作路徑查找，找不到再從系統指定路徑查找
-I path 可以指定要查找的路徑path
還可以通過設置環境變數來指定路徑

#define 定義巨集
    巨集常量：
        #define MAX 50
        優點：提高代碼可擴展性、提高可讀性、提高了安全性、還可以與case配合
        註意：定義巨集常量不要加分號，一般巨集名全部大寫
        預定義好的巨集常量：
            printf("%s\n",__func__);    獲取函數名
            printf("%s\n",__FILE__);    獲取文件名
            printf("%d\n",__LINE__);    獲取行號
            printf("%s\n",__DATE__);    獲取日期
            printf("%s\n",__TIME__);    獲取時間
    巨集函數：
        是帶參數的巨集
        不是真正意義的函數，沒有發生傳參，也沒有返回值，也不會去檢查參數的類型
        #define SUM(a,b) a+b
        1、先把在代碼中出現了巨集函數的位置，替換成巨集函數後面的語句
        2、再把代碼中使用的參數替換成調用者的參數
        註意：巨集的內容必須保證在同一行，如果要換行，要在每一行的末尾添加續行符 \
    
    巨集函數的二義性：
        由於巨集函數代碼位置、附近的值、參數各種原因的影響，會導致巨集函數有不同的解釋，這叫做巨集的二義性
        如何避免巨集的二義性：
            每個參數都加小括弧，整體也叫小括弧，不要在巨集函數的參數中使用自變運算符

2、巨集函數與普通函數的區別？
是什麼？
普通函數：是一段覺有某項功能的代碼集合，會被編譯成二進位指令存儲在代碼段中，函數名就是它的首地址，有獨立的棧記憶體

    巨集函數：帶參數的巨集替換，不是真正的函數，用起來像函數，沒有獨立的棧記憶體
    有什麼區別？
    函數：  返回值、類型檢查、安全、入棧出棧調用、跳轉、速度慢
    巨集函數：運行結果、通用、危險、替換、冗餘、速度快

條件編譯：
    根據條件決定讓代碼是否參與最終的編譯

    版本控制：
    #if 
    #elif 
    #else
    #endif

    頭文件衛士：防止頭文件被重覆包含，頭文件必加
    #ifndef 巨集名    //如果巨集不存在為真
    #define 巨集名
    //
    #endif

    判斷、調試：
    #ifdef 巨集名 //如果巨集存在為真
    #else
    #endif
    在編譯時添加巨集DEBUG：gcc 02debug.c -DDEBUG

列印調試信息：
    #ifdef DEBUG
        #define debug(...) printf(__VA_ARGS__)
    #else
        #define debug(...)
    #endif
列印錯誤信息：
    #define error(...) printf("%s %s:%d %s %m %s %s\n",__FILE__,__func__,__LINE__,__VA_ARGS__,__DATE__,__TIME__)

頭文件中應該寫什麼：
頭文件可能會被任意源文件包含，意味著頭文件中的內容可能會在多個目標文件中存在，要保證合併時不要衝突
重點：頭文件只編寫聲明語句，不能有定義語句
全局變數聲明
函數聲明
巨集常量
巨集函數
typedef 類型重定義
結構、枚舉、聯合的類型設計聲明
頭文件的編寫規則：
1、為每個.c文件寫一份.h文件，.h文件是對它對應的.c文件的說明
2、如果需要用到某個.c文件中的變數、函數、巨集時，只需要把該文件的.h文件導入即可
3、.c文件也要導入自己的.h文件，目的是為了讓定義與聲明保持一致
頭文件的相互包含：
假如a.h包含了b.h的內容，而b.h中又包含了a.h的內容，這時就會產生頭文件的相互包含，無法編譯通過
解決方案：把a.h中需要b.h的內容，和b.h中需要a.h的內容提取出來，額外再寫另一個c.h

Makefile:
Makefile是由一系列的編譯器指令組成的可執行文件，叫做編譯腳本
在終端執行 make 命令就會自動執行Makefile腳本中的編譯指令，它可以根據文件的修改時間、和依賴關係來判斷哪些文件需要編譯，哪些不需要編譯
需要一個名字叫做 Makefile 的編譯文件
Makefile的編譯規則：
1. 如果這個工程沒有編譯過，那麼我們的所有c 文件都要編譯並被鏈接。
2. 如果這個工程的某幾個c 文件被修改，那麼我們只編譯被修改的c 文件，並重新鏈接目標程式。
3. 如果這個工程的頭文件被改變了，那麼引用了這幾個頭文件的c 文件都會重新編譯，並鏈接目標程式。

一個最簡單的Makefile腳本格式：
執行總目標:依賴
    編譯指令
被依賴的目標1：依賴的文件
    編譯指令
被依賴的目標2：依賴的文件
    編譯指令

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