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在Android音视频开发中网上知识点过于零碎自学起来难度非常大不过音视频大牛Jhuster提出了《Android 音视频从入门到提高 - 任务列表》结合我自己的工作学习经历我准备写一个音视频系列blog。C/C是音视频必备编程语言我准备用几篇文章来快速回顾C语言。本文是音视频系列blog的其中一个 对应的要学习的内容是快速回顾C语言的字符串指针指针和数组预处理器。 音视频系列blog
音视频系列blog 点击此处跳转查看 目录 1 字符串
1.1 字符串字面量
C语言字符串字面量是指直接在代码中写入的字符串通常用双引号 括起来的字符序列。字符串字面量在C语言中用于表示文本数据。
例如以下是一些字符串字面量的示例
This is a string literal.
Hello, World!
12345
Special characters: !#$%^*需要注意的是字符串字面量在存储时会自动在末尾添加一个空字符 \0用于表示字符串的结束。因此字符串字面量的长度比其包含的字符数量多一个。
你可以将字符串字面量赋值给字符数组或字符指针变量如下所示
char str1[] Hello, World!; // 字符数组
char *str2 This is a string.; // 字符指针在上面的示例中str1 是一个字符数组会自动分配足够的空间来存储字符串 “Hello, World!”并自动添加空字符。str2 是一个字符指针它指向存储字符串 “This is a string.” 的位置。注意str2 指向的是一个字符串字面量这意味着该字符串的内容是固定的不能直接修改。
字符串字面量在C语言中广泛使用用于表示文本、消息、错误信息等。它们在输入输出、赋值、函数调用等情境中都是常见的。 1.2 字符串变量
C语言中的字符串变量通常是字符数组或字符指针用于存储和处理字符串数据。字符串变量允许你在程序中操作文本和字符数据。
以下是使用字符数组和字符指针来创建字符串变量的示例 字符数组Character Array 字符数组是一种固定大小的数组用于存储字符串。可以初始化为一个字符串字面量也可以逐个字符赋值。 char str1[20] Hello, World!; // 初始化为字符串
char str2[10]; // 声明一个字符数组
strcpy(str2, Welcome); // 复制字符串到字符数组字符指针Character Pointer 字符指针指向字符串的首字符可以指向字符数组或字符串字面量。 char *ptr1 Hello, World!; // 指向字符串字面量
char *ptr2; // 声明一个字符指针
ptr2 Welcome; // 指向字符串字面量字符串变量的操作包括初始化、赋值、连接、拷贝、比较等。你可以使用字符串库函数来处理这些操作。例如
#include stdio.h
#include string.hint main() {char str1[20] Hello;char str2[20] World;// 字符串连接strcat(str1, );strcat(str1, str2);// 字符串长度printf(Length of str1: %lu\n, strlen(str1));// 字符串比较if (strcmp(str1, Hello World) 0) {printf(Strings are equal.\n);} else {printf(Strings are not equal.\n);}return 0;
}在上面的示例中我们演示了如何初始化字符数组、使用字符指针以及如何使用字符串库函数来连接字符串、计算字符串长度和比较字符串。
无论使用字符数组还是字符指针字符串变量都允许你在C程序中处理文本数据进行各种操作和处理。 1.3 字符串的读和写
在C语言中可以使用标准库函数来读取和写入字符串。主要的函数是 printf() 和 scanf() 用于输出和输入字符串以及 gets() 和 fgets() 用于从用户输入中读取字符串。
以下是这些函数的使用示例 输出字符串 使用 printf() 函数输出字符串。 #include stdio.hint main() {char str[] Hello, World!;printf(String: %s\n, str);return 0;
}输入字符串 使用 scanf() 函数输入字符串。但是scanf() 在读取字符串时可能会有问题因为它会在遇到空格、制表符或换行符时停止读取。 #include stdio.hint main() {char str[100];printf(Enter a string: );scanf(%s, str);printf(You entered: %s\n, str);return 0;
}安全读取字符串 为了安全地读取字符串推荐使用 fgets() 函数。 #include stdio.hint main() {char str[100];printf(Enter a string: );fgets(str, sizeof(str), stdin);printf(You entered: %s, str);return 0;
}从文件中读取字符串 使用 fgets() 函数从文件中读取字符串。 #include stdio.hint main() {char str[100];FILE *file fopen(text.txt, r);if (file) {fgets(str, sizeof(str), file);printf(Read from file: %s, str);fclose(file);} else {printf(Failed to open file.\n);}return 0;
}在使用这些函数时请注意字符数组的大小以避免缓冲区溢出。特别是使用 scanf() 时要小心它可能会导致缓冲区溢出问题。推荐使用 fgets() 进行安全的字符串输入。
需要注意的是C语言中没有内置的字符串类型字符串实际上是以字符数组或字符指针的形式表示的。这使得字符串处理在某些情况下需要特别小心以确保内存和缓冲区的正确管理。 1.4 访问字符串中的字符
在C语言中可以使用下标索引来访问字符串中的单个字符。C语言中的字符串实际上是字符数组每个字符都是数组中的一个元素。字符串中的字符使用从0开始的索引进行访问。
以下是访问字符串中字符的示例
#include stdio.hint main() {char str[] Hello, World!;// 使用下标访问字符串中的字符printf(Character at index 0: %c\n, str[0]);printf(Character at index 7: %c\n, str[7]);return 0;
}在上述示例中我们使用 str[0] 访问了字符串的第一个字符H使用 str[7] 访问了字符串的第八个字符W。
需要注意的是C语言的字符串以空字符 \0 结尾表示字符串的结束。你可以使用循环来遍历字符串中的每个字符直到遇到空字符为止。
例如下面的示例演示了如何遍历整个字符串并打印每个字符
#include stdio.hint main() {char str[] Hello;// 遍历字符串并打印每个字符for (int i 0; str[i] ! \0; i) {printf(%c , str[i]);}return 0;
}在上述示例中循环遍历字符串中的每个字符直到遇到空字符为止。这样可以逐个打印字符串中的字符。 1.5 使用C语言的字符串库
C语言的标准库也称为C标准库或C库提供了许多用于处理字符串的函数。这些函数被定义在头文件 string.h 中你可以通过包含该头文件来使用这些函数。以下是一些常见的C语言字符串库函数 strlen() 计算字符串的长度不包括空字符。 size_t strlen(const char *str);strcpy() 复制一个字符串到另一个字符串。 char *strcpy(char *dest, const char *src);strncpy() 从源字符串复制指定数量的字符到目标字符串。 char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);strcat() 连接两个字符串将一个字符串附加到另一个字符串的末尾。 char *strcat(char *dest, const char *src);strncat() 将指定数量的字符从源字符串附加到目标字符串。 char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);strcmp() 比较两个字符串返回一个整数表示比较结果。 int strcmp(const char *str1, const char *str2);strncmp() 比较两个字符串的指定数量字符返回一个整数表示比较结果。 int strncmp(const char *str1, const char *str2, size_t n);strstr() 在一个字符串中查找另一个子字符串返回子字符串的第一个匹配位置。 char *strstr(const char *haystack, const char *needle);strchr() 在字符串中查找指定字符的第一个匹配位置。 char *strchr(const char *str, int c);strtok() 分割字符串为多个子字符串使用指定的分隔符。 char *strtok(char *str, const char *delimiters);sprintf() 将格式化的数据写入字符串。 int sprintf(char *str, const char *format, ...);sscanf() 从字符串中按照指定格式读取数据。 int sscanf(const char *str, const char *format, ...);memset() 将指定值设置给一段内存。 void *memset(void *s, int c, size_t n);memcpy() 复制一段内存内容到另一段内存。 void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);memmove() 安全地复制一段内存内容到另一段内存避免重叠问题。 void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);这些函数是C语言字符串操作的基础工具它们使得处理字符串变得更加简单和高效。可以根据需要使用这些函数来完成不同的字符串操作任务。 1.6 字符串常见用法
C语言字符串在编程中有许多常见的用法涵盖了从字符串操作到字符串输入输出的多个方面。以下是一些常见的C语言字符串用法示例 字符串赋值和初始化 可以使用字符数组或字符指针来初始化字符串变量也可以将字符串字面量赋值给字符串变量。 char str1[] Hello, World!; // 使用字符数组初始化
char *str2 Welcome; // 使用字符指针初始化
char str3[20]; // 未初始化的字符数组
strcpy(str3, C programming); // 复制字符串到字符数组字符串连接 使用 strcat() 函数将一个字符串连接到另一个字符串的末尾。 char str1[20] Hello;
char str2[] World!;
strcat(str1, str2); // 连接字符串字符串长度 使用 strlen() 函数计算字符串的长度不包括空字符。 char str[] Hello;
int length strlen(str); // 计算字符串长度字符串比较 使用 strcmp() 函数比较两个字符串是否相等。 char str1[] Hello;
char str2[] World;
int result strcmp(str1, str2); // 比较字符串字符串输入输出 使用 printf() 输出字符串使用 scanf() 或 fgets() 输入字符串。 char str[] C programming;
printf(String: %s\n, str); // 输出字符串char input[50];
printf(Enter a string: );
scanf(%s, input); // 使用 scanf 输入字符串char buffer[100];
printf(Enter a string: );
fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // 使用 fgets 安全输入字符串遍历字符串 使用循环遍历字符串中的每个字符。 char str[] Hello;
for (int i 0; str[i] ! \0; i) {printf(%c , str[i]);
}将字符串转换为数字 使用 atoi() 或 strtol() 将字符串转换为整数使用 atof() 将字符串转换为浮点数。 char numStr[] 12345;
int num atoi(numStr); // 转换为整数从字符串中提取子字符串 使用 strtok() 函数将字符串分割为子字符串。 char str[] apple,banana,cherry;
char *token strtok(str, ,);
while (token ! NULL) {printf(%s\n, token);token strtok(NULL, ,);
}这些只是C语言字符串的一些常见用法示例。字符串在C编程中扮演着重要角色用于处理文本和字符数据进行各种操作和处理。 1.7 字符串数组
C语言字符串数组是一种数组其中的每个元素都是字符串字符数组。字符串数组允许你同时存储和操作多个字符串。每个字符串都是以字符数组的形式存储其中的每个字符占据一个数组元素的位置以空字符 \0 结尾表示字符串的结束。
以下是声明和初始化字符串数组的基本语法
char string_array[num_strings][max_length];在上述语法中num_strings 是字符串数组中的字符串数量max_length 是每个字符串的最大长度包括空字符 \0。
以下是一个示例展示如何声明、初始化和访问字符串数组
#include stdio.hint main() {char names[3][20] {Alice,Bob,Charlie};// 输出字符串数组for (int i 0; i 3; i) {printf(Name %d: %s\n, i 1, names[i]);}return 0;
}在这个示例中我们声明了一个包含3个字符串每个字符串最大长度为20的字符串数组。然后通过循环遍历输出了字符串数组的内容。
字符串数组非常适用于存储和处理一组相关的字符串例如名字列表、词汇表等。与一维字符数组不同字符串数组允许你一次存储和处理多个字符串使代码更加模块化和易于维护。 2 指针
2.1 指针定义与使用
C语言中的指针是一种变量用于存储内存地址。指针可以指向不同类型的数据例如整数、字符、浮点数、数组、结构体等。指针允许你直接访问内存中的数据进行动态内存分配、传递函数参数等操作。
以下是指针的定义和使用示例 定义指针 指针变量存储某个变量的内存地址。 int x 10; // 整数变量
int *ptr; // 整数指针变量
ptr x; // 指针指向 x 的地址访问指针指向的值 使用解引用运算符 * 可以访问指针所指向的值。 int value *ptr; // 获取指针指向的值
printf(Value: %d\n, value);修改指针指向的值 通过指针可以修改所指向内存的值。 *ptr 20; // 修改指针指向的值
printf(New value: %d\n, x);指针的算术运算 指针可以进行加法、减法等运算以在内存中移动。 int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5};
int *arrPtr arr; // 指向数组的第一个元素
arrPtr; // 指向下一个元素指针和函数 可以将指针作为参数传递给函数以在函数中修改变量的值。 void modifyValue(int *ptr) {*ptr 100; // 修改指针指向的值
}int main() {int num 50;modifyValue(num);printf(Modified value: %d\n, num);return 0;
}动态内存分配 使用 malloc() 函数动态分配内存返回一个指向分配内存的指针。 int *dynamicPtr (int *)malloc(sizeof(int));
*dynamicPtr 100;
free(dynamicPtr); // 释放动态分配的内存指向数组 数组名本身就是指向数组第一个元素的指针。 int arr[3] {1, 2, 3};
int *arrPtr arr; // 指向数组的第一个元素指向字符串 字符串可以使用字符指针或字符数组来表示。 char *str Hello; // 字符指针
char strArr[] World; // 字符数组指针在C语言中非常重要它提供了对内存的底层访问可以实现灵活的数据处理和操作。同时指针也需要小心使用避免野指针指向无效内存和内存泄漏等问题。 2.2 指针大小野指针和空指针
在C语言中指针是一种变量用于存储内存地址。指针的大小取决于编译器和系统的架构通常在32位系统上为4字节在64位系统上为8字节。这表示指针变量本身存储了一个内存地址该地址指向存储的数据。 野指针Wild Pointer 野指针是指没有正确初始化的指针或者指向无效内存地址的指针。使用野指针可能导致程序崩溃或产生不可预测的结果。 int *wildPtr; // 野指针未初始化
int x;
int *wildPtr2 x; // 野指针指向未分配的内存空指针Null Pointer 空指针是指不指向任何有效内存地址的指针。在C语言中空指针通常用宏 NULL 表示它的值为0。 int *nullPtr NULL; // 空指针空指针可以用于表示指针变量没有有效值也可以用于初始化指针变量。 int *ptr NULL;
if (ptr NULL) {printf(Pointer is NULL\n);
}正确使用指针是很重要的应该始终初始化指针并确保它指向有效的内存。避免使用野指针对于未初始化的指针最好将其设置为NULL。 2.3 泛型指针
在C语言中泛型指针Generic Pointer通常指的是 void 指针它是一种通用的指针类型可以指向任何数据类型。void 指针可以存储任何类型的内存地址但它不知道所指向的内存内容的数据类型因此在使用时需要进行类型转换。
以下是泛型指针的基本用法示例
#include stdio.hint main() {int x 10;float y 3.14;char ch A;// 使用 void 指针存储不同类型的地址void *ptr;ptr x;printf(Value at int pointer: %d\n, *(int *)ptr);ptr y;printf(Value at float pointer: %f\n, *(float *)ptr);ptr ch;printf(Value at char pointer: %c\n, *(char *)ptr);return 0;
}在上述示例中我们声明了一个 void 指针 ptr然后将它分别指向不同类型的变量整数、浮点数、字符。在使用 printf 时我们需要使用类型转换将 void 指针转换为正确的指针类型并使用解引用操作符 * 获取所指向内存的值。
请注意使用 void 指针需要格外小心因为它无法提供编译时的类型检查容易导致类型不匹配的错误。在进行类型转换时务必确保转换的类型与实际内存中的数据类型匹配以避免未定义的行为和错误。 2.4 指针类型以及使用
在C语言中指针类型是指指针所指向的数据类型。指针类型决定了指针的操作和解引用方式。以下是C语言中常见的一些指针类型以及如何使用它们 整型指针int pointer 指向整数类型的指针。 int x 10;
int *ptr; // 声明整型指针
ptr x; // 指针指向整数变量 x 的地址解引用整型指针 int value *ptr; // 获取指针所指向的整数值字符型指针char pointer 指向字符类型的指针。 char ch A;
char *chPtr; // 声明字符型指针
chPtr ch; // 指针指向字符变量 ch 的地址解引用字符型指针 char character *chPtr; // 获取指针所指向的字符值浮点型指针float pointer 指向浮点数类型的指针。 float y 3.14;
float *fPtr; // 声明浮点型指针
fPtr y; // 指针指向浮点数变量 y 的地址解引用浮点型指针 float number *fPtr; // 获取指针所指向的浮点数值指向指针的指针pointer to pointer 指向另一个指针的指针。 int x 10;
int *ptr1 x;
int **ptrPtr; // 声明指向指针的指针
ptrPtr ptr1; // 指向指针变量 ptr1 的地址解引用指向指针的指针 int value **ptrPtr; // 获取指向指针的指针所指向的整数值数组指针array pointer 指向数组的指针。 int arr[5] {1, 2, 3, 4, 5};
int *arrPtr; // 声明数组指针
arrPtr arr; // 指向数组的第一个元素使用数组指针来遍历数组 for (int i 0; i 5; i) {printf(%d , *(arrPtr i)); // 输出数组元素
}函数指针function pointer 指向函数的指针可以用于调用函数。 int add(int a, int b) {return a b;
}int (*funcPtr)(int, int); // 声明函数指针
funcPtr add; // 指向函数 add
int result funcPtr(3, 4); // 通过函数指针调用函数void 指针void pointer 通用指针可以指向任何数据类型但需要进行强制类型转换后才能使用。 int x 10;
float y 3.14;
void *ptr; // 声明 void 指针
ptr x; // 指向整数变量 x 的地址
ptr y; // 重新指向浮点数变量 y 的地址指针类型是C语言中非常重要的概念它们允许你在程序中操作内存中的数据。不同类型的指针允许你处理不同类型的数据同时也可以用于传递参数、动态内存分配、数据结构等操作。需要小心使用指针避免出现指针错误如空指针、野指针等并始终确保指针指向有效的内存位置。 2.5 指向指针的指针
上面提到过这个指向指针的指针现在再详细的介绍一下。C语言中的指向指针的指针Pointer to Pointer是一种非常有用的概念它允许你在程序中操作指针变量的指针。指向指针的指针通常用于多级间接访问例如动态数组、多维数组、链表等数据结构。
以下是指向指针的指针的基本用法示例
#include stdio.hint main() {int x 10;int *ptr1 x; // 指向整数的指针int **ptr2 ptr1; // 指向指针的指针printf(Value of x: %d\n, x);printf(Value at ptr1: %d\n, *ptr1);printf(Value at ptr2 (using double indirection): %d\n, **ptr2);return 0;
}在上述示例中我们首先声明一个整数变量 x 和一个指向整数的指针 ptr1然后声明一个指向指针的指针 ptr2将其指向 ptr1。通过不同级别的间接访问我们可以访问到 x 的值。
指向指针的指针特别在以下情况下很有用
多级间接访问 可以通过多级间接访问来访问嵌套的数据结构如链表中的节点。动态数组 在动态内存分配时使用指向指针的指针来管理数组。多维数组 用于表示和操作多维数组如指向指针的指针数组。传递指针 可以在函数间传递指向指针的指针以实现对指针变量的修改。
以下是一个示例演示如何使用指向指针的指针来创建一个动态二维数组
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {int rows 3, cols 4;// 动态分配二维数组int **matrix (int **)malloc(rows * sizeof(int *));for (int i 0; i rows; i) {matrix[i] (int *)malloc(cols * sizeof(int));}// 初始化并输出二维数组for (int i 0; i rows; i) {for (int j 0; j cols; j) {matrix[i][j] i * cols j;printf(%2d , matrix[i][j]);}printf(\n);}// 释放内存for (int i 0; i rows; i) {free(matrix[i]);}free(matrix);return 0;
}在这个示例中我们使用指向指针的指针来创建一个动态二维数组然后对其进行初始化和输出最后释放内存。指向指针的指针让我们能够动态创建多维数据结构非常有用。 2.6 指针作为参数与指针作为返回值
上面简单的提到过指针作为参数下面详细的总结一下。在C语言中指针既可以作为函数的参数也可以作为函数的返回值。这些用法使得可以在函数间传递指针实现对变量的修改以及在函数内部动态分配内存并返回指向该内存的指针。
以下是指针作为参数和作为返回值的示例 指针作为参数 可以将指针作为参数传递给函数这允许在函数内部修改指针所指向的数据。 #include stdio.hvoid modifyPointer(int *ptr) {*ptr 100; // 修改指针所指向的值
}int main() {int num 50;printf(Before: %d\n, num);modifyPointer(num);printf(After: %d\n, num);return 0;
}指针作为返回值 函数可以返回指针通常用于动态分配内存并返回指向该内存的指针。 #include stdio.h
#include stdlib.hint *createArray(int size) {int *arr (int *)malloc(size * sizeof(int));for (int i 0; i size; i) {arr[i] i 1;}return arr;
}int main() {int *arr createArray(5);for (int i 0; i 5; i) {printf(%d , arr[i]);}free(arr); // 释放动态分配的内存return 0;
}在上述示例中modifyPointer 函数接受一个指针作为参数通过解引用修改了指针所指向的值。createArray 函数动态分配了一个整数数组并返回指向该数组的指针。
指针作为参数和作为返回值使得函数能够更灵活地处理数据并在需要时进行修改或动态分配内存。但是在使用指针时需要小心避免野指针、内存泄漏和越界访问等问题。 3 指针和数组
3.1 指针的算术运算
C语言中指针的算术运算Pointer Arithmetic允许你对指针进行加法、减法等运算以便在内存中移动指针位置。这在处理数组、字符串和数据结构等情况下非常有用。
以下是指针的算术运算示例
#include stdio.hint main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};int *ptr arr; // 指向数组的第一个元素printf(Array elements: );for (int i 0; i 5; i) {printf(%d , *(ptr i)); // 输出数组元素}printf(\n);// 指针加法ptr ptr 2; // 指向第三个元素printf(Third element: %d\n, *ptr);// 指针减法ptr ptr - 1; // 回到第二个元素printf(Second element: %d\n, *ptr);return 0;
}在上述示例中我们首先声明了一个整数数组 arr然后将一个指向数组第一个元素的指针 ptr 初始化为数组的起始地址。使用指针的算术运算我们可以遍历数组元素并进行加法、减法等操作。
指针算术的规则
指针加法和减法的结果是一个新的指针指向移动后的内存位置。指针加法会根据指针所指向数据类型的大小移动指针位置。例如整型指针加1实际上会移动4字节在32位系统上或8字节在64位系统上。指针减法会倒退指针位置也遵循相同的数据类型大小。指针可以与整数值进行加法和减法运算这将会移动指针多个单位。
需要注意的是指针算术要小心避免越界访问确保在合法范围内进行操作以避免访问无效内存。
3.2 指针用于数组处理
C语言中指针在数组处理中扮演着非常重要的角色可以通过指针来访问和操作数组的元素以及实现动态内存分配和释放。以下是指针在数组处理中的一些常见用法 遍历数组元素 可以使用指针来遍历数组的元素以便访问和操作数组中的数据。 #include stdio.hint main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};int *ptr arr; // 指向数组的第一个元素for (int i 0; i 5; i) {printf(%d , *(ptr i)); // 输出数组元素}printf(\n);return 0;
}传递数组给函数 可以将数组传递给函数并在函数内部使用指针来操作数组。 #include stdio.hvoid printArray(int *arr, int size) {for (int i 0; i size; i) {printf(%d , arr[i]);}printf(\n);
}int main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};int size sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printArray(arr, size);return 0;
}动态内存分配 使用指针和动态内存分配函数如 malloc可以动态创建数组。 #include stdio.h
#include stdlib.hint main() {int size;printf(Enter the size of the array: );scanf(%d, size);int *arr (int *)malloc(size * sizeof(int));if (arr NULL) {printf(Memory allocation failed.\n);return 1;}for (int i 0; i size; i) {arr[i] i 1;}for (int i 0; i size; i) {printf(%d , arr[i]);}printf(\n);free(arr);return 0;
}多维数组处理 指针可以用于处理多维数组可以通过适当的指针算术来访问多维数组的元素。 #include stdio.hint main() {int matrix[3][4] {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};int *ptr matrix[0][0];for (int i 0; i 3; i) {for (int j 0; j 4; j) {printf(%2d , *(ptr i * 4 j));}printf(\n);}return 0;
}指针在数组处理中具有灵活性和效率它允许你直接访问数组元素并进行操作同时也能够处理动态内存分配和多维数组。然而在使用指针处理数组时需要小心越界访问和内存泄漏等问题。 3.3 用数组名作为指针
在C语言中数组名可以被视为指向数组第一个元素的指针。这是一种方便的用法允许你通过数组名来访问数组元素或者将数组名传递给函数来操作数组。
以下是使用数组名作为指针的示例 访问数组元素 可以使用数组名加索引的方式来访问数组元素。 #include stdio.hint main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};printf(First element: %d\n, arr[0]);printf(Second element: %d\n, arr[1]);return 0;
}传递数组给函数 可以将数组名作为指针参数传递给函数并在函数内部操作数组。 #include stdio.hvoid printArray(int *arr, int size) {for (int i 0; i size; i) {printf(%d , arr[i]);}printf(\n);
}int main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};int size sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);printArray(arr, size);return 0;
}数组指针算术 可以使用数组名作为指针并进行指针算术来遍历数组元素。 #include stdio.hint main() {int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};int *ptr arr; // 数组名作为指针for (int i 0; i 5; i) {printf(%d , *(ptr i));}printf(\n);return 0;
}需要注意的是虽然数组名可以被视为指针但是数组名并不是真正的指针变量。数组名的值是数组的首地址但是数组名不能进行赋值和修改。例如以下代码是无效的
int arr[] {10, 20, 30, 40, 50};
int *ptr arr; // 有效
arr ptr; // 无效数组名不能被重新赋值使用数组名作为指针可以简化代码并提高可读性但也要注意在使用时避免越界访问和其他指针相关的问题。 3.4 指针和多维数组
C语言中指针在处理多维数组时发挥了重要作用。多维数组实际上是数组的数组因此在处理多维数组时可以使用指针来访问和操作数组的元素。以下是指针在多维数组处理中的一些常见用法 使用指针遍历多维数组 可以使用指针来遍历多维数组的元素通过适当的指针算术来访问数组的不同维度。 #include stdio.hint main() {int matrix[3][4] {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};int *ptr matrix[0][0]; // 指向数组的第一个元素for (int i 0; i 3; i) {for (int j 0; j 4; j) {printf(%2d , *(ptr i * 4 j)); // 使用指针算术访问元素}printf(\n);}return 0;
}传递多维数组给函数 可以将多维数组传递给函数并在函数内部使用指针来操作数组。 #include stdio.hvoid printMatrix(int (*matrix)[4], int rows, int cols) {for (int i 0; i rows; i) {for (int j 0; j cols; j) {printf(%2d , matrix[i][j]);}printf(\n);}
}int main() {int matrix[3][4] {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};printMatrix(matrix, 3, 4);return 0;
}在传递多维数组给函数时需要使用指针来声明函数参数以便正确传递数组的维度信息。
需要注意的是多维数组的内存布局是连续的但在C语言中多维数组与指针的关系是复杂的。例如二维数组可以被视为指向一维数组的指针数组但它不是真正的指针数组。在处理多维数组时要小心越界访问和内存布局问题。 4 预处理器
4.1 预处理器的工作原理
C语言预处理器是C编译器的一个重要组成部分它在实际的编译过程之前对源代码进行预处理执行一系列的文本替换和宏展开操作以及处理条件编译等任务。预处理器的主要任务是对源代码进行预处理生成经过处理的中间代码然后再由编译器进一步处理生成目标代码。
预处理器的工作原理如下 文本替换和宏展开 预处理器会根据预处理指令对源代码进行文本替换和宏展开。例如通过#define指令定义的宏会被展开为相应的文本。 #define PI 3.14159
float area PI * radius * radius;在上述代码中预处理器会将PI宏展开为3.14159生成实际的表达式。 头文件包含 预处理器可以通过#include指令将外部文件头文件的内容插入到源代码中。这有助于模块化和代码重用。 #include stdio.h
int main() {printf(Hello, World!\n);return 0;
}在上述代码中#include stdio.h会将标准输入输出库的内容插入到源代码中。 条件编译 预处理器可以根据条件指令如#ifdef、#ifndef、#if、#else、#elif和#endif在编译时决定是否包含某些代码块。 #define DEBUG 1
#ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#endif在上述代码中如果DEBUG宏被定义那么printf语句会被包含在编译中。 其他预处理指令 预处理器还支持其他指令如#undef取消宏定义、#line设置行号和文件名、#error产生错误消息、#pragma编译器指示等。 #line 42 mycode.c
#error This is an error message.
#pragma warning(disable: 1234)预处理器在编译之前处理源代码将源代码转换为经过宏展开和文本替换后的中间代码。这些经过处理的中间代码会交给编译器进行实际的编译生成目标代码和最终的可执行文件。这种分阶段的处理使得C语言具有灵活性和可维护性。 4.2 预处理指令
C语言预处理器指令是在编译过程之前对源代码进行预处理的指令用于进行文本替换、宏展开、条件编译等操作。以下是一些常用的C语言预处理指令 #define 定义宏用于进行简单的文本替换和宏展开。 #define PI 3.14159#include 包含外部文件的内容通常用于包含头文件。 #include stdio.h#ifdef / #ifndef / #endif 条件编译根据条件是否定义了宏来决定是否编译代码块。 #ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#endif#if / #elif / #else 在条件为真时编译代码块类似于if语句。 #if defined(X) (Y 0)// code to be compiled if X is defined and Y is positive
#elif defined(Z)// code to be compiled if Z is defined
#else// code to be compiled if none of the above conditions are true
#endif#undef 取消宏定义。 #undef PI#pragma 发送编译器特定的指示如关闭警告、设定对齐方式等。 #pragma warning(disable: 1234)#error 产生编译错误并输出自定义错误消息。 #ifdef DEBUG#error Debug mode is not supported in this version.
#endif#line 设置行号和文件名用于调试和错误报告。 #line 42 mycode.c这些预处理指令在编译之前会被预处理器处理将源代码中的宏展开、文件包含、条件编译等操作转换成中间代码然后再由编译器进行实际的编译。预处理器指令使得C语言具有更高的灵活性和可维护性能够根据不同的需求来进行定制化的编译过程。 4.3 宏定义
C语言宏定义是一种预处理器指令用于在源代码中进行文本替换和宏展开以便在编译阶段生成相应的代码。宏定义可以用于定义常量、函数宏、条件编译等以提高代码的可读性和维护性。宏定义使用#define关键字进行定义。
以下是一些常见的C语言宏定义用法 定义常量 使用宏定义来创建常量以便在代码中使用。 #define PI 3.14159
#define MAX_SIZE 100定义函数宏 创建函数宏来实现简单的代码替换。 #define SQUARE(x) ((x) * (x))带参数的函数宏 创建带参数的函数宏可以根据传入的参数进行展开。 #define MAX(a, b) ((a) (b) ? (a) : (b))条件编译 使用宏定义来进行条件编译根据不同的宏定义决定是否编译某部分代码。 #define DEBUG
#ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#endif宏与字符串 可以使用宏定义来创建字符串常量。 #define MESSAGE Hello, World!多行宏 可以使用反斜杠 \ 在多行上定义宏。 #define ADD(a, b) \do { \printf(Adding %d and %d\n, a, b); \(a) (b); \} while (0)取消宏定义 可以使用#undef取消已定义的宏。 #undef PI宏定义在预处理阶段被展开为实际的代码这意味着宏定义并不是在编译阶段进行类型检查或其他语法分析而是简单的文本替换。因此在使用宏定义时要小心确保正确的使用方式避免由于展开引发意想不到的问题。 4.4 条件编译
C语言条件编译是一种预处理器功能允许你根据预定义的宏或条件来选择性地编译代码块。条件编译在不同平台、不同编译选项或不同情况下可以选择性地包含或排除代码以便在不同环境中实现代码的灵活性和可移植性。
条件编译的关键指令包括#ifdef、#ifndef、#else、#elif 和 #endif。
以下是条件编译的一些用法示例 #ifdef 和 #endif 如果某个宏已经定义则编译下面的代码块。 #define DEBUG
#ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#endif#ifndef 和 #endif 如果某个宏未定义则编译下面的代码块。 #ifndef RELEASEprintf(This is not a release version.\n);
#endif#else 如果前面的条件不成立则编译下面的代码块。 #ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#elseprintf(Debug mode is not enabled.\n);
#endif#elif 与 #else 类似但可以用于在多个条件之间进行选择。 #ifdef DEBUGprintf(Debug mode is enabled.\n);
#elif defined(TESTING)printf(Testing mode is enabled.\n);
#elseprintf(No special mode is enabled.\n);
#endif条件编译的主要目的是根据编译时的不同条件在代码中进行选择从而允许在不同情况下使用不同的代码块而不需要修改源代码。这对于实现跨平台兼容性、调试功能、开发和生产环境切换等方面非常有用。需要注意的是条件编译在编译过程中会影响代码的可读性因此应该谨慎使用避免过度复杂的条件分支。
