C语言里爬过的“坑”

Intro

那是一个下着大雨的夜晚，室外急促的雨声正好映衬着室内紧张的气氛，快，只剩下最后一个BUG了！终于在大半个小时之后解决了，仔细一看，原来是之前碰到过一次的问题了...心中不免想到，要是上次有好好记录就好了。于是，就动了整理这篇Blog的心思啦~
此Blog会长期不定时更新，记录下自己在跟老爷子C玩耍的过程中，碰到的一些坑爹之处（菜请轻喷，嘿嘿）~

scanf

关于scanf先说一点，scanf函数是带返回值的，有的编译器会忽略掉这个返回值（没有告警产生），但是实际上是存在的，切记。

scanf这个函数给用户留下的坑，实际上不是它的返回值，而是这个函数对用户能向其输入的东西的规定（😓说了一大堆让人听不懂的话...）。换句话说，也就是scanf自身对输入流中的数据的获取的机制可能会让用户“坑爹”。
对于C语言而言，在读取键盘输入的数据时，一般是带缓存的数据输入，需要按回车键才能完成该“行”数据的输入确定。
而scanf对这个回车确认符并不进行处理，回车符会留在输入缓存区中。因此，在下一个“字符”操作函数（getchar()、scanf("%c", &x)、gets(s)等）运行时，会读到这个回车确认符。
另外，在读取数值型数据或字符串（注意这里没有字符变量）时，scanf会从第一个非空白字符（空白字符指：回车、空格、TAB等）开始读取，自动忽略前面的空白字符，而遇到空白字符结束该类型数据的输入。
因此，对于这个回车确认符（空白字符）的处理，需要看下一个输入的数据类型是什么，如果是字符类，那就需要消除掉这个回车确认符，处理办法有多种方式，下面介绍3种方法：

• Method 1
• Method 2
• Method 3

使用fflush(stdin)命令强制刷新输入缓存，丢弃缓存中的数据，注意此种方法在windows下使用有效，linux无效，因为Linux没有fflush。

int a;
char c;
scanf(“%d”, &a);
fflush(stdin);    //clear the ‘enter’ char
scanf(“%c”, &c);

回车符也是字符，可以使用getchar();来吃掉这个回车符号。

int a;
char c;
scanf(“%d”, &a);
getchar();    //clear the ‘enter’ char
scanf(“%c”, &c);

利用scanf函数的一些机制，如：scanf("%d%*c", &i)，%*c表示读一个字符，并不赋值给任何变量。

int a;
char c;
scanf(“%d%*c%c”, &a, &c);

另外，关于scanf还有一个比较有特点的地方，就是无法读入空格字符，所以包含空格字符的字符串就得使用gets或者fgets函数来读入了。还有一个就是&的使用。注意，除了读入字符串外，其他都需要使用&，估计这是不少新手会犯的错误了😀，问题是不会编译不报错也不警告，偶尔不仔细，老手都要找半天...

if

if关键字可不“坑”，“坑”的是使用它的人（又黑自己一把...😂），if一般和else及else if配合使用（也可以单独使用），一般用法如下：

/*if-else*/
if(expression){
    statement1;
}else{
    statement2;
}

/*if-else if-else*/
if(expression){
    statement1;
}else if(expression){
    statement2;
}else{
    statement3;
}

上述内容，读懂很容易，但问题其实就在这个expression上，这个表达的值会影响if这类语句的判断。众所周知，expression为true执行statement1，为false则执行statement2，else if同理。所以严格上讲，if认为的true是非0（其他语句，如while的条件判断机制应该也是这样），啥意思？就是说，不管expression的值是1还是-1，if都是认为是true（建议尝试），所以，可别看到表达式的值是负数，就认为条件不成立了。

parameter passing

这里所介绍的参数传递主要是针对C语言内的函数。
众所周知，C的函数采用的是值传递的方式，也即传入到函数内的参数，不管传入的值如何修改，依然不会改变main或其他函数内变量的值，要想改变有多种方式，这里简单介绍三种，具体如下：

• Way 1
• Way 2
• Way 3

使用全局变量

利用函数返回值，形如：a = abs(a);这样的使用方法

使用指针，利用&传入变量地址，修改指针指向的地址保存的值，如：*p = x;的用法

如果只是介绍这些，那太简单了，这里想要说明的是指针在函数参数传递过程中的变化。如果一个函数的参数中存在指针，并且这个函数内会改变传入这个指针的指向（如：链表遍历），针对这种情况，C依然遵循值传递的规则，也就是说，即便指针被传入函数中了，它也不会改变这个指针在main或其他函数中的指向，具体请看下面的代码：

#include <stdio.h>
void f(int *a);
int main(int argc, char const * argv[])
{
    int *A;
    printf("%p\n", A);
    f(A);
    printf("%p\n", A);
    return 0;
}
void f(int *a)
{
    a++;
}

上述这段代码的两次输出结果是一致的，也即指针也是遵循值传递的原则的。

typedef

关于typedef的用法，这里不做过多介绍，只收集一下平常见到的使用方法。

为基本数据类型定义新的类型名

typedef int Data;

上述代码的作用能达到的效果就是int和Data等价，也即int a;和Data a;是两种相同的写法，此种方法在跨平台移植和作有意义的类型名时很方便。

为自定义结构类型定义类型名称

注意说法，为自定义结构类型定义类型名称，注意只是类型名称哦，下面是一般的使用方法。

typedef struct point
{
    int x, y;
} Point;

如果需要为结构定义指针，需要换一种方法：

typedef struct LNode *List;
struct LNode{
    int Data;
    List Next;
};

不过一般而言，标准的写法是下面这种：

struct LNode{
    int Data;
    struct LNode *Next;
};
typedef struct LNode *List;

两种写法都是编译通过的（No Warnings），究竟怎么写，就是智者见智的事情了。

为数组定义类型名称

typedef int int_array[10];
int_array array;

按照上述代码， array就是一个容量为10的整型数组了。

为指针定义名称

/*odinary pointer*/
typedef char* Pchar;

/*function pointer*/
typedef int *(*Pfun)(int, char *);
Pfun a[5];	//Pfun a[5]  <==> int *(*a[5])(int, char *);

上述代码中，int *(*a[5])(int, char *)实际上是定义了一个返回值为int*的函数指针数组，函数的有两个，分别是int和char *。

two-dimensional array

C语言中实际上并没有严格意义上的二维数组（其他程序设计语言可能也是如此？），因为物理内存的地址是连续且一块一块的，那C语言是如何去保存二维数组和寻址的呢？

按照上述的思路，先来总结一下二维数组的特点。很明显，二维数组包含三个参数：行（Row）、列（Column）和需要存的数据（Data），既然前面已经说过了物理内存是连续分布的，那毫无疑问，二维数组中的 Data 依然是连续的存储在物理内存中的，这个现象是不是在哪见过？没错，就是一维数组；接着，如何去寻址呢？这个问题其实可以用二维数组的行和列来解决，假设总行数为R，总列数为C，找第2行，第3列的元素，按照顺序存储的规则，实际上对应元素的下标（下标从0开始）应该是2 * C + 3，一般化就是i * C + j。
举个实例，按照如下的矩阵：
$$\begin{matrix}
1 & 2 & 3\\
4 & 5 & 6\\
7 & 8 & 9\\
10 & 11 & 12\\
\end{matrix}$$
C语言编译器要提取8这个元素，整个矩阵是4行3的，若行、列下标从0开始，行、列循环变量分别为i、j，那么8这个元素对应的下标（i = 2, j = 2）就是i * C + j = 2 * 3 + 2 = 8，实际上也就是从左往右依次按序数下来的结果。

character

二维数组也有字符二维数组和整型二维数组，字符二维数组的使用会简单点，咱先从简单的来。
字符二维数组实际上很容易理解，可以把二维数组想象成一根一根“辣条”（别说你没吃过...囧），这一根根“辣条”，每一根都是一个一维字符数组（其实就是一个字符串啦~）。

char str[3][5];

上面这行代码的意思是声明一个字符串数组，这个字符串数组的容量大小是3，每个字符串能存储的最大长度是4（因为\0也要占一位），也可以按照下面的方法初始化：

char str[3][5] = {"str1", 
           "str2", 
           "str3"};

之所以分开三行写，是因为想展示出一条一条的样子（笑ing），这是可以直接输出的哦~

如果你指针学的不错的话，你一定会发现str[0]、str[1]和str[2]其实就是分别指向这三个字符串的指针。

所以，字符串数组还可以这样声明和初始化：

char *str[3] = {"str1", 
           "str2", 
           "str3"};

严格上来讲，char *str[3]其实声明了一个指针数组，这个指针数组有3个字符型指针变量，分别指向三个字符串。其中的每个指针变量，其实可以当作每个字符串的头指针来用。

number

明白了字符二维数组后，数字型的二维数组理解起来就简单了。首先，它不再是“辣条”了，他是单独一个一个的，不过存储方式依然是顺序存储的，二维数组的逻辑结构，其实就是上面提到过的矩阵。不过它的容量计算很简单，也就是行列之积了。

how to use

如何使用这类二维数组，我们考虑三个方面的应用：输入、输出和传递。

input and output

懂了输入，其实也就会输出了，那就只介绍输入了（偷懒😜）。

对于字符串数组（这样叫其实更合适也更易于理解），与普通一维数组一样，若有多个输入，则使用循环，逐个读入即可。

对于数字型二维数组，先输入行，还是先输入列取决于实际应用，由于不仅要输入行，还需要输入列，所以得使用二重循环搞定。

function parameter transfer

二维数组作为函数参数传递的过程就是个有点玄乎的过程了，不过切记一点，数组传递到函数中的都是指针。

字符串数组传递时，有两种使用方法，分别如下：

• Character 1
• Character 2

void fun(char (*str)[5], int n);

void fun(char str[][5], int n);

上述的这两种方法有一个共同点，也即需要给定每个字符串的长度。

数字型二维数组的传递与字符串数组的传递类似：

• Number 1
• Number 2

void fun(int (*array)[5], int n);

void fun(int array[][5], int n);

bool

早期的C标准内其实是没有bool类型的，原先一直存在于C++中，后来在C99标准发布的时候，加入了bool类型。

在使用bool类型时，需要引入头文件stdlib.h，用法如下：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

bool func(int a) {
    if(a >= 0) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

int main(int argc, char const *argv[]) {
    printf("func(-1) = %d, func(1) = %d, func(0) = %d\n", func(-1), func(1), func(0));
    return 0;
}

/*
Result:
func(-1) = 0, func(1) = 1, func(0) = 1
*/

明显可以看出此时false = 0, true = 1。

若无法引入头文件stdbool.h时，该如何继续优雅的使用bool类型呢？

一般而言，有两种方法：

• typedef
• #define

typedef enum{false, true} bool;

利用typedef和enum关键字构造枚举。

#define bool int
#define false 0
#define true 1

使用宏定义直接定义（C99就是这样干的，可以看看stdbool.h头文件的内容）。

operator

关于C语言运算符的问题，实际上就是不同运算符之间优先级（precedence）的问题，这部分问题，主要是针对应试吧，生产环境中大概写个测试程序就能得出结论了吧~

优先级	运算符	结合性
1	()	从左到右
2	!、+、-、++、–	从右到左（单目+、-）
3	*、/、%	从左到右
4	+、-	从左到右
5	<、<=、>、>=	从左到右
6	==、!=	从左到右
7	&&	从左到右
8	||	从左到右
9	=、+=、-=、*=、/=、%=	从左到右

注意：上述表格第二行中，“单目+、-”指的即是正负号。

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