C&C++ - 写给 Android 应用开发者的 C 语言快速入门指北

据非官方不负责任的统计，有百分之八十的Android应用开发者，不会或者很少有机会写C/C++。
如果你是一个有追求的程序员，还是把C语言捡起来吧。

源码

本文所有涉及的所有源码：github.com/gavinliu/St…

数据类型

C 语言是一个有类型的语言，使用变量必须定义确定类型。

• 整数：char, short, int, long, long long, bool
• 浮点数：float, double, long double
• 指针
• 自定义类型

数据类型的不同

在64位机器上：

数据类型	内存长度	格式化
char	1 Byte	%d
short	2 Byte	%d
int	4 Byte	%d
long	8 Byte	%ld
float	4 Byte	%f
double	8 Byte	%lf

整数和浮点数 在内存中的形式都是以二进制的形式存在的，但是整数是真实的二进制数字 可以直接拿来运算，而浮点数是一种编码方式，不能直接运算。通常来说CPU上专门有一个硬件来处理浮点数运算。

sizeof

这个方法可以返回某个类型或者某个变量在内存中所占据的字节数

sizeof(int);
int a = 0;
sizeof(a);

整数

int 的特殊意义

int 和 long 的长度取决于编译器和CPU，通常的意义是表示 “一个字” 的长度。

什么叫一个字？

CPU和内存读取数据模型：

CPU [register] <—-总线—-> RAM

CPU中的寄存器通过总线和内存进行数据读写，现在的CPU的寄存器通常这个大小是 32bit 或者 64bit，这个大小就是一个字的长度，通常就代表 int 的长度。

内部的表达

在计算机中任何数据都是二进制数据，这个数据是什么取决与我们怎么看它。

1个字节可以表达的数范围：

00000000 ~ 11111111 (0~255)

因为char刚好就是一个字节，我们就拿char来实验一下：

因为一个字节，只能表达 256 个数字，那么 char 的表示数的范围是 (0 ~ 255) 还是可以表示负数呢？

char c = -1;
printf(c="%d\n", c);

c=-1

测试代码可以看出 char 是可以表示负数的。

那么负数怎么表示呢？对应的二进制又是怎样的呢？

1 –> 00000001
0 –> 00000000
-1 –> ?

我们这样这样想 -1 + 1 = 0，那么：

  ????????
+ 00000001
= 00000000

这样看就很明显了:

  11111111
+ 00000001
=100000000
= 00000000

100000000 由于 超出了 1个字节的范围，所以溢出了就变成了 00000000。

11111111 和 00000001 是什么关系呢？

原码：00000001
反码：11111110
补码：11111111

所以虽然内存中的数据都是 11111111，但是当被当成原码看的时候是 255，当成补码看的时候就是 -1。

signed & unsigned

signed, unsigned 数据类型的修饰符，只能修饰 整数类型的数据，表示是否带符号，也就是不用补码来表示负数了。

8进制 16进制

int i = 012; // 八进制
int j = 0x12; // 十六机制
printf("i=0%o,j=%x\n", i, j);

浮点数

精度误差

float f = 1.123f;
float ff = 2.123f;
float sum = f + ff;
if (sum == 3.246f) {
    printf("相等\n");
} else {
    printf("不相等 sum=%.10f, sum=%f\n", sum, sum);
}

不相等 sum=3.2459998131, sum=3.246000

浮点数是不准确，有效位数是有限的，所以在处理钱的问题上，不要使用小数点来表示角分，而是转换成最小单位来计算，比如：
1.23元 = 123分，这样转换成整数计算就不会又误差了。

指针

指针是什么? 指针就是一个内存地址，代表的就是一块内存空间。

// 定义一个 int类型的变量 i 值为5
int i = 5;
// &i 中的 &为取地址符，可以得到 i 的地址，%x 为十六进制输出
printf("i的地址 %p\n",&i);
// 指针变量 定义一个int* 类型的变量p
int* p;
// 把 i 的地址给 p，现在 p 就存放的 i 的地址
p = &i;
printf("i=%d\n",i);
// *p --> 当指针变量前面有*的时候，表示取这个指针变量所存放的地址里面对应的数据
printf("*p的值%d\n",*p);

指针占多少字节

int i =3;  
double d = 3.141692;  
float f = 3.1423;  
char c ='B';  
int*  ip = &i;  
double* dp = &d;  
float* fp = &f;  
char* cp = &c;  
printf("int 类型指针变量的长度为 %d\n",sizeof(ip));  // --> 4  
printf("double 类型指针变量的长度为 %d\n",sizeof(dp)); // --> 4  
printf("float 类型指针变量的长度为 %d\n",sizeof(fp)); // --> 4  
printf("char 类型指针变量的长度为 %d\n",sizeof(cp)); // --> 4

数组

数组变量是特殊的指针

• 无需用 & 取地址

  int a[10]; int *p = a;

• 但是数组的单元表达的是变量，所以是需要用 & 取地址

  *a == &a[0]

• [] 可以对数组做，也可以对指针做。

  p[0]; a[0];

• * 也可以对数组做

  *a = 0;

• 数组变量是一个 const 的指针，所以不能被再次赋值，只能初始化。

  int b[] = a;
  // int b[] === int * const b
  

指针运算

// 指针的运算和数组都是紧密关联的   
char* pChar = &arr[2];  
printf("pChar的内存地址：%#X，对于的值为：%c\n", pChar, *(pChar));  
printf("pChar + 1 的内存地址：%#X，对于的值为：%c\n", pChar + 1, *(pChar + 1));  
// pChar的内存地址：0X28FF22，对于的值为：c  
// pChar + 1 的内存地址：0X28FF23，对于的值为：d  
// 指针的运算 按照 约定好的数据类型, 偏移相对应的内存空间的大小 !

printf("dist=%c\n", &arr[0] - &arr[2]); // dist=2
// 指针减法 返回的值是距离，并不是返回整数相减的结果

指针类型转换

int* p = &i;
void* q = (void*) p;

函数指针

void print(char const * str) {
    printf("%s\n", str);
}
void sayHi(void (* p)(char const * str)) {
    p("hi2");
}
sayHi(print);

指针的运用

1. 需要传入较大的数据时用作参数：传数组
2. 对数组的操作
3. 函数返回值不止一个结果的时候
4. 需要用函数来修改不止一个变量：swap
5. 动态申请内存
6. 函数指针相当于java的回调

动态内存分配

#include 
// 申请 n个int 大小内存，失败返回 0
int* p = (int*) malloc(n * sizeof(int));
// 回收
free(p);;

字符串

声明字符串的三种方式

char c[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
printf("%s\n", c);
char c2[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
printf("%s\n", c2);
char* str = "Hello World!";
printf("%s\n", str);

字符串数组

char s[][] = {"Hello", "Wrold"};
char *ss[] = {"Hello", "Wrold"};

字符串操作

#include <string.h>

在标准函数库 string.h 里面有关于 string 处理相关的函数库。

具体方法查找：www.runoob.com/cprogrammin…

结构类型

枚举

enum Type {
    Open,
    Close
};
enum Type t = Open;

结构体

struct Position {
    int x;
    int y;
};

结构体的内存大小为所有成员的大小之和

结构体初始化

struct Position p = {1, 2};
struct Position q;
q.x = 2;
q.y = 2;

结构体指针

struct Position* p = &q;
(*p).x = 1;
p->y = 2;

C的 -> 操作符，其实就是指针取值的简写。

结构体运算

p = (struct Position) {1, 2}; // 相当于 p.x = 1; p.y = 2;
p1 = p2 // 相当于 p1.x = p2.x; p1.y = p2.y

联合体

union Value {
    int x;
    float y;
    char z;
    double q;
};
union Value v;
v.x = 1;
printf("%d, %f, %c, %f\n", v.x, v.y, v.z, v.q);
v.z = 'A';
printf("%d, %f, %c, %f\n", v.x, v.y, v.z, v.q);
v.y = 0.1;
printf("%d, %f, %c, %f\n", v.x, v.y, v.z, v.q);
v.q = 0.2;
printf("%d, %f, %c, %f\n", v.x, v.y, v.z, v.q);
printf("%zu\n", sizeof(union Value));

联合体的大小，会存在内存对齐的情况，其内存大小等于成员中最大的那个属性的长度，并且因为联合体内的成员是共用内存的，所以只会安全的保存一个值。

1, 0.000000, 
, 0.000000
65, 0.000000, A, 0.000000
-1717986918, 0.100000, �, 0.100000
-1717986918, 0.200000, �, 0.200000
8

别名

ttypedef int Age;
typedef int* AgeP;
struct Man {
    char* name;
};
typedef struct Man Student, *StudentP;

Age a = 1;
printf("%d\n", a);
AgeP p = &a;
printf("%d\n", *p);
Student student;
student.name = "Jack";
printf("%s\n", student.name);
StudentP sp = &student;
printf("%s\n", sp->name);

1
1
Jack
Jack

给结构体取别名，可以让结构体的使用更加接近于Java。

宏定义

#define value

下面这个是 标准 C header 的宏定义，为了解决头文件的导入死循环

#ifndef __X__HEADER__
#define __X__HEADER__
void hello();
#endif

在C99之前，C语言没有 const 关键字，所以定义常量通常也是用宏定义

#define PI 3.14159

编译器处理宏定义其实就是最原始的文本替换。

double x = 2 * PI;

==>

double x = 2 * 3.14159;

带参数的宏

#define cube(x) ((x)*(x)*(x))
printf("%d\n", cube(2)); // 8