C语言中有很多有趣的特性，这些东西不知道也无妨，若知道了则可以锦上添花，提高生产力或减少bug。
由于这些东西比较杂，内容也不多，不值得专门去介绍他们，也没有合适的地方在其他文章内安插这些，所以就以番外篇的形式做个大杂烩。
申明位置
在C89（C90）以及之前，块内的申明（比如函数内）必须放在块开头（即所有申明在语句之前）。而从C99开始，申明可以放在任何位置。比如以下代码，在C99中可以通过编译，而在C89（C90）中不行。
int main(void) {
int var1 = 0;
var1 = 5;
int var2 = 3; // 不在块开头
}
虽然标准这么规定，但在实现中仍然采用C89（C90）的方法，“可以放在任何位置”只是编译器对代码进行重排的结果。如果用调试器跟踪变量，会发现在进入函数时两个变量就已经申明，只是在各自申明的位置进行初始化。
main函数
受早期没有规范以及谭浩强的影响，很多人喜欢写void main();。其实这是一种完全错误的写法。
从C89（C90）开始，C标准就规定main函数必须返回int类型，正常情况下应返回0。
C语言代码从main函数开始执行，为什么返回值如此重要？
代码执行从main开始，但编译后的二进制程序的执行却并不是从main开始。在进入main之前，操作系统还有很多工作要做，如初始化环境和传递参数等，main的返回值用于判断程序是否正常退出，这对于Shell很重要。
如果main函数忘记写return 0;，那么编译时会自动补上，这也是C标准规定的。（但是其他本该有返回值的函数如果没有return，其行为是未定义的）
说到传递参数，C标准规定了两种main函数参数形式：
int main(void);
int main(int argc, char **argv); // int main(int argc, char *argv[]);
参数可以为空或者两个参数，参数名可以任意，但类型必须为第一个int，第二个char **。
同时，C标准规定可以针对不同平台扩展参数。（以下内容摘抄自维基百科：Entry_point）
比如在Unix和Windows中可以通过第三个参数传递环境变量：
int main(int argc, char **argv, char **envp);
基于Darwin的操作系统（例如macOS）具有第四个参数，该参数包含操作系统提供的任意信息：
int main(int argc, char **argv, char **envp, char **apple);
此外，int main();也是可以通过编译的。在C++中int main();与int main(void);相同，但在C中是不同的。C语言中如果函数的参数列表为()，表示不确定参数的数量，可以向函数传递任意数量的参数。如果要表示没有参数，需要添加关键词void。
C23中如果参数列表为空，则默认是void，跟C++保持一致。
一般而言，第一个参数argc表示操作系统调用此程序的参数计数，包括文件名。第二个参数argv表示参数向量，为一个指针数组，数组中的每个指针指向一个字符串（此处的数组和字符串都不是严谨的意义）。第一个字符指针所指的字符串是文件名，具体内容与调用程序时终端的写法一致；最后一个字符指针是个空指针，也就是说argv[argc] == (char *)0。
比如，调用一个名为a.out的程序：
$ ./a.out I love C
argc == 4;
argv[0] == "./a.out";
argv[1] == "I";
argv[2] == "love";
argv[3] == "C";
argv[4] == (char *)0;
argv[0]的内容与终端的写法完全一致，如果执行程序通过PATH找到，argv[0]不会把PATH路径添加到文件名前，所以不能通过argv[0]确定程序所在目录。
以(char *)0作为参数向量结尾与字符串末尾的\0有相同的妙用。
有趣的是，即使main写为int main(void);，表明不接受参数，但在终端调用程序时仍然可以输入参数，并且这些参数也会传递给程序，只是我们在程序内无法使用这些参数。
switch 语句
switch语句大概是C语言中最令人讨厌的语句了，不仅几乎用不到，语法还特别麻烦。（所以某些语言删除了switch语句）
switch语句的原理其实就是匹配标签与跳转，跟goto语句类似，可以看成是goto语句的增强魔改版。
首先，switch语句只支持整数匹配，比如int、char，不支持float、double等浮点数。因为浮点数在计算机中使用二进制表示，并不能完全准确地表示十进制小数，尤其在进行计算后尾数很不确定，几乎不可能按照预期匹配。
switch语句独创了case标签。在“语言结构”那篇我讲过，case标签只能用在switch语句内，标签作用域只是当前switch语句而不是当前函数，并且case标签允许且只允许标签名使用整数类型常量表达式。整数可以理解，上一段已经说了switch只支持整数匹配；因为要进行匹配，要求一个返回值，所以得是表达式；至于常量，case标签毕竟是个标签，在编译时就必须得到确定的值，而变量的值在运行时才能确定，所以只能是常量表达式。
case标签中的表达式在编译时进行计算，所以下面两个标签相同，如果在同一个switch语句中编译会报错。
case 0 + 2:
case 1 + 1:
由于switch语句只是如goto般的匹配标签与跳转，跳转后就按照顺序结构继续执行了，不再理会其他标签，所以才通常在switch语句内使用break跳出，只执行需要的部分。不过，也可以利用这个特性让多个匹配结果执行相同的操作。
switch (var) {
case 0:
case 1:
case 2:
printf("var < 3");
break;
default:
printf("var >= 3");
}
此外，switch语句内的申明必须写在块内，以避免跳过初始化。如下：
switch (var) {
case 0:
{
int a = 5; // 编译通过
printf("%d\n", a);
}
case 1:
int a = 5; // 编译报错
printf("%d\n", a);
}
C23取消了这个限制，但是如果把申明直接写在switch最外层，会面临和goto一样的未初始化问题。
for 语句
for语句的存在是为了简化循环，就像三元运算符 ? : 是为了简化分支。
for语句紧跟的括号内是由分号;分隔的三个表达式（是的，此处的;是分隔符而不是语句结尾，三个分量都是表达式而不是语句），三个表达式都可以省略（直接空着就行，不能写void），如果中间的表达式为空，默认为1。
PS：if、while等语句括号内的判断条件不能省略。
虽然申明函数时在函数名前加void表示没有返回值，但函数调用表达式仍然会返回一个void类型的值，但这个值不能被使用，只能丢弃。
for语句括号内的第二个表达式是循环的判断条件，如果此处调用了一个void函数，那么void值就被使用了，编译就会出错，除此之外，这个位置可以是任意表达式。至于另外两个表达式则没有任何限制。
从C99开始，for语句括号内的第一个表达式可以换成一个不完全的申明（完全的申明以分号结尾，而此处的分号是分隔符，不是申明的一部分）。
for语句括号内申明的变量的作用域小于for所在的块，大于for语句内部的块。举例如下：
int iter = 0;
for (int iter = 0; iter < 5; iter++) {
int iter = 0;
printf("%d\n", iter++);
}
printf("%d\n", iter);
在这段代码中申明了三个iter变量，分别在for语句外，for语句的括号内，for语句的块内。
首先申明了最外层的iter，接着进入for语句，又申明了一个iter。
括号内的空间可以看作是外层的一个子域，所以可以申明和外层同名的变量，并且屏蔽掉了外层的iter。
括号中另外两个iter都是在括号内申明的那个iter。
然后进入for语句内的块，又申明了一个iter。
这个块内部可以看作是括号内空间的子域，所以此处申明的iter又屏蔽掉了外层的两个iter。
每次循环都会重新申明一个iter并初始化为0，所以每次循环输出一个0。
由于块内的iter屏蔽掉了括号内的iter，所以控制条件不受块内代码的影响，循环执行5次。
跳出循环后，for语句的两个iter都被销毁，打印的是最外层的的iter。
所以程序的执行结果是输出6个0。
如果for语句的块内有continue;语句，那么在执行此语句后会跳过块内的剩余代码，并执行for语句括号内的第三个表达式，之后才是判断条件。
如果for语句的块内有break;语句，那么在执行此语句后会直接跳出循环，不执行for语句括号内的第三个表达式。
所以在for语句内使用continue;和break;语句都是安全的。
字符串字面量
所谓字符串字面量，就是指"fake_string"这种类型的东西。
众所周知，C语言没有真正意义上的字符串类型，只是以\0结尾的字符数组。
"fake_string"并没有它看上去那么简单，实际上它做了很多事。首先，申请一段连续的内存空间，依次放入char字符f、a、k、e、_、s、t、r、i、n、g、\0（注意最后补了个\0），然后返回char数组。
这个数组拥有静态生存期，不管是在哪里定义的，程序开始运行它就被创建，程序退出时它才销毁。
这个数组的元素是不能被修改的，如果对其进行修改，行为是未定义的，一般会在运行时发生段错误，因为编译器通常把这个数组存储在只读内存中。
两个完全相同或者结尾相同的字符串字面量，可能共用同一块内存空间，这个行为是由实现定义的。
因为数组名会自动转换成指向其第一个元素的指针，所以指针运算在字符串字面量上也适用。
"string"[0] == 's';
"string"[6] == 0;
char *ch = "string";
字符串字面量也可以像其他指针一样作为if、while等的判断条件。
不过，和数组一样，对字符串字面量使用sizeof运算符得到的是所占内存空间的大小。对字符串字面量取地址得到的是一个行指针。（二者都包括末尾的\0）
sizeof("1234") == 5;
char (*pt)[5] = &"1234";
需要注意的是，可以用字符串字面量对char数组进行初始化，这仅仅是一种语法糖，而不是用数组对数组进行初始化（C语言不允许这么做）。下面两个申明是等价的。
char array[6] = "hello";
char array[6] = { 'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' };
结构体
定义
首先，谁都知道但经常忽略的一点，定义结构体末尾必须加分号。
结构体定义由4部分组成，struct关键字、结构体名、成员列表、结构体变量。
一个完整的结构体定义可以写为：
struct StructName {
int member1;
char member2;
} var, *pt;
如果要使用此结构体来申明变量，可以写为：
struct StructName var2;
其中struct StructName是一个完整的类型名。
在结构体定义中，结构体名和结构体变量可以省略。如果省略结构体名，就没有办法在其他地方使用此结构体，所以不应该同时省略结构体名和结构体变量。
结构体定义仅仅是类型定义，不能对结构体成员初始化。（C++可以指定成员默认值）
除了定义，也可以申明一个结构体。仅需struct关键字和结构体名。
struct StructName;
申明的结构体甚至可以没有定义（只要不去使用它）。
结构体也可以和typedef结合使用，该类型定义可以在结构体定义之前。同样，如果没有使用此类型，结构体也可以没有定义。
typedef struct StructName TypeName;
如果结构体只有申明没有定义，不能用于申明结构体变量，但可以申明相应的指针。不过这个指针此时不能进行*运算。
结构体名，类型名分别属于不同的名字空间，也就是说，这两个名称可以相同。如下：
typedef struct TreeNode TreeNode;
struct TreeNode {
int data;
TreeNode *left;
TreeNode *right;
};
不过还是建议使用不同的名字，避免混淆。
结构体的成员可以是结构体变量。如：
struct S1 {
int member1;
int member2;
};
struct S2 {
struct S1 member1;
int member2;
};
或者
struct S1 {
struct S2 {
int member1;
int member2;
} member1;
int member2;
};
C语言的名字空间不能嵌套，在第二例中，尽管S2在S1内部定义，但二者的作用域相同。（这点与C++不同）
初始化
和数组一样，结构体也可以使用列表初始化。列表按照成员的申明顺序依次初始化，没有指定的成员初始化为{0}。
对于包含结构体成员的结构体，可以使用类似多维数组那样的初始化方法。
struct S1 {
struct S2 {
int member1;
int member2;
} member1;
int member2;
};
struct S2 var1 = { 1, 2 };
struct S1 var2 = { { 1, 2 }, 3 };
从C99开始，结构体也支持指定初始化，如下：
struct S1 var = { .member1.member2 = 1, .member2 = 2 };
PS：C++从C++20开始支持指定初始化，用法稍有不同。
运算
显然，结构体可以进行'&'运算与'.'运算，结构体指针还可以进行将'*'和'.'结合起来的'->'运算。
特别地，相同类型的结构体可以进行赋值运算。这将产生两个完全一样的结构体。
除此之外，结构体不能进行算术运算、条件运算、逻辑运算等，也不能作为if等语句的判断条件。
内存对齐
如果对一个结构体使用sizeof运算符，会发现它的大小并不一定等于成员大小之和。
C为了提高效率，采用了内存对齐，是一种牺牲空间换时间的方案。
内存对齐可以简述为：
- 结构体的第一个成员的偏移量为0
- 每个成员相对于结构体起始地址的偏移量是该成员大小的整数倍
- 结构体的最终大小是体积最大成员的整数倍
- 结构体的最终大小是满足上述条件的最小值
关于结构体的内存对齐，网上有很多很详细的说明，我就不再赘述。
其实，在C中处处都有内存对齐，比如定义变量，只是我们一般无需关心。
整数提升
为了提高运算效率，C在运算时会将比int小的整数类型提升为int类型。
这是因为int的大小一般就是处理器的字长。虽然内存按字节编址，但处理器是以字为单位处理数据的，这种提升是硬件层面的语言优化。
整数提升也能在一定程度上避免短类型运算产生溢出。
char a = 0, b = 0;
printf("%d\n", sizeof(a + b));
上面的代码将输出4。
事实上，除了在字符串里为了节省空间而使用char类型以外，C语言几乎不会使用char类型。
比如字符常量'a'，其实是int类型。（C++中为char）
sizeof('a') == 4;
此外，我们熟知的getchar、fgetc等函数也是返回int类型。
关于浮点数，C语言也几乎不使用float，因为其精度太低。
我们常用的浮点数常量如0.5其实是double类型，math,h中接受或返回浮点数的函数也几乎都是double类型。
布尔类型
C语言并不原生支持布尔类型，直到C99才引入了关键字及类型_Bool。
而我们常用的stdbool.h头文件的主要内容只有：
#define bool _Bool
#define true 1
#define false 0
虽然理论上布尔类型只有1bit，但实际上它占用1个字节。
_Bool类型只有0和1两个值，任何非0数值赋值给_Bool变量都转换为1。
因为并没有原生支持布尔类型，所以在C中条件表达式如1 < 2、逻辑表达式如1 && 0的返回值都是int类型。事实上，一般情况下，在C中使用布尔类型没有实际意义。
在C23中bool、true、false都成为了关键字，而_Bool和stdbool.h被弃用。但条件表达式和逻辑表达式的返回值依然是int类型。
PS：C++有对布尔类型的完整支持。
auto
注意：C中的auto与C++中的auto完全不同。
C中的auto表示自动生存期。
auto大概是C中最没有存在感的东西了，事实上，它确实完全没用。
局部变量（且不带static）默认为自动生存期，无需指定auto；而全局变量默认静态生存期，不能指定auto。
正因如此，C++才将auto的作用改为了自动判断类型。
C23也将auto的作用改为了自动判断类型，但跟C++的使用方式略有不同。同时也保留了auto原本的作用，根据上下文推断要扮演什么角色。
函数申明
C中有两种申明函数的方式。传统的“函数申明”以及“函数原型”。
函数申明仅需指定返回值类型和函数名，参数列表为空。
函数原型还需指定参数类型（参数名可选）。
int fn1(); // 传统申明
int fn2(int, double) // 函数原型
int fn3(void) // 函数原型
由于在C中函数参数列表为()表示不确定参数，所以编译器不会在函数调用时检查参数。
建议在申明函数时使用函数原型，最好连参数名都加上。这样可以让编译器来检查函数调用的正确性，如果使用比较智能的编辑器，还可以在编写代码时获得正确的参数提示。
C23中只有函数原型一种申明方式，如果函数参数列表为空则默认为void，跟C++保持一致。
