C语言入门第六章知识点总结

传智播客C/C+课堂笔记 C语言入门66.1 如何节约内存-位运算内存单元，即1B，我们说char型占1个内存单元（1B），而short型占2个内存单元（2B）。1B被当成整体来看。但同时1 B = 8 bits1个字节有8个位，每个位有0、1两个取值。总体来说，C语言中的位运算符有以下两类：位逻辑运算符：（位逻辑运算以位（bit）为单位）&（位“与”）、（位“异或”）、|（位“或”）、（位“取反”）。移位运算符：（右移）位“取反”：操作符为“”，如果A为10101010，那么A返回的结果为01010101，即每位都取反，0变成1，1变成0，需要注意的是，位取反运算并不改变操作数的值位“与”：操作符为&，将对两个操作数的每一位进行与运算，位“与”运算的准则如下：1 & 1=1 1 & 0=0 0 & 1=0 0 & 0=0位“或”：操作符为|，将对两个操作数的每一位进行或运算，位“或”运算的准则如下：1 | 1=1 1 | 0=1 0 | 1=1 0 | 0=0位“异或”：操作符为，将对两个操作数的每一位进行异或运算。通俗地讲，如果两个位相同（同为0或同为1），结果为0，若两个位不同（一个为0，另一个为1），结果为1，对应的准则为：1 1=0 1 0=1 0 1=1 0 0=0移位运算表达式的基本形式为：A n;/*右移*/A称为操作数，其必须为数字型变量或数字型常量，此处的数字型包括整型、浮点型和char型，A中存储的0、1序列向左或右移动n位，移动后的值作为整个表达式的输出，执行移位运算并不改变操作数A的值。小结：位运算主要分为位逻辑运算和移位运算两大类，位逻辑运算主要有位取反运算、位或运算、位与运算和位异或运算，使用时应注意和普通变量的逻辑运算区分。移位运算分为向左移动和向右移动两类，对无符号数或有符号正数来说，编译器会自动为空白位补0，对有符号负数来说，当填充的空白位牵扯到符号位时，编译器会对符号位进行特殊处理。6.2 不局限内存-文件输入输出都是由printf函数和scanf函数来完成，完成的也只是极其简单的任务，所有的变量和数字什么的都是放在内存中，一旦断电，所有的数据都会丢失，有时，希望能将结果保存起来，下次开机时再使用，这就要用到文件。文件：存储在外部介质上数据的集合,是操作系统数据管理的单位。文件分类按文件的逻辑结构：记录文件：由具有一定结构的记录组成（定长和不定长）流式文件：由一个个字符（字节）数据顺序组成按存储介质：普通文件：存储介质文件（磁盘、磁带等）设备文件：非存储介质（键盘、显示器、打印机等）按数据的组织形式：文本文件： ASCII文件，每个字节存放一个字符的ASCII码二进制文件：数据按其在内存中的存储形式原样存放6.2.1 二进制文件和文本文件的区别6.2.2 文件标识n 每个文件都以文件名为标识，I/O设备的文件名是系统定义的，如：n COM1或AUX第一串行口，附加设备n COM2第二串行口，此外，还可能有COM3、COM4等n CON控制台（console），键盘（输入用）或显示器（输出用）n LPT1或PRN第一并行口或打印机n LPT2第二并行口，还可能有LPT3等n NUL空设备磁盘文件可以由用户自己命名，但上述被系统（windows和dos下均是如此）保留的设备名字不能用作文件名，如不能把一个文件命名为CON（不带扩展名）或CON.TXT（不带扩展名）6.2.3 流流是一个动态的概念，可以将一个字节形象地比喻成一滴水，字节在设备、文件和程序之间的传输就是流，类似于水在管道中的传输，可以看出，流是对输入输出源的一种抽象，也是对传输信息的一种抽象。通过对输入输出源的抽象，屏蔽了设备之间的差异，使程序员能以一种通用的方式进行存储操作，通过对传输信息的抽象，使得所有信息都转化为字节流的形式传输，信息解读的过程与传输过程分离。C语言中，I/O操作可以简单地看作是从程序移进或移出字节，这种搬运的过程便称为流(stream)。程序只需要关心是否正确地输出了字节数据，以及是否正确地输入了要读取字节数据，特定I/O设备的细节对程序员是隐藏的。6.2.4 文件的处理方法缓冲文件系统：高级文件系统，系统自动为正在使用的文件开辟内存缓冲区非缓冲文件系统：低级文件系统，由用户在程序中为每个文件设定缓冲区6.2.5 重定向重定向是由操作系统来完成的，一般来说，标准的输出和输入设备通常指的是显示器和键盘，在支持重定向的操作系统中，标准输入输出能被替换。n DOS系统为例，看一段代码：#include /*使用printf要包含的头文件*/void main(void)/*主函数*/printf(本段文字用来测试重定向);/*输出提示信息*/getchar();/*等待，按任意键继续*/Hello.exe 输出6.2.6 文件类型指针指针变量说明： FILE *fp;用法：文件打开时，系统自动建立文件结构体，并把指向它的指针返回来，程序通过这个指针获得文件信息,访问文件文件关闭后，它的文件结构体被释放6.2.7 文件型结构体使用printf函数时，输出设备默认为标准输出设备（一般是显示器），因此，不需要告诉printf函数显示器在哪。但如果想从文件中读取输入，情况就不同了，系统中有不同的磁盘，每个磁盘又有成千上万的文件，到底应该从哪个读呢？要想对文件进行操作，系统需要很多控制信息，包括文件名，文件当前读写位置，缓冲区位置和大小等，为此，C语言提供了“文件型”结构来标示记录待操作文件的信息，该结构定义于头文件stdio.h中，其形式为：struct _iobuf char *_ptr;/当前缓冲区内容指针int _cnt;/缓冲区还有多少个字符char *_base;/缓冲区的起始地址int _flag;/文件流的状态，是否错误或者结束int _file;/文件描述符int _charbuf;/双字节缓冲，缓冲2个字节int _bufsiz;/缓冲区大小char *_tmpfname;/临时文件名;typede f struct _iobuf FILE;6.2.8 文件操作步骤C语言程序在进行文件操作时遵循如下操作步骤：打开读写操作关闭，通俗地说，打开是获取文件结构、系统为文件分配缓冲区的过程，不打开文件就不能对其进行读写，关闭是释放缓冲区和其他资源的过程，不关闭文件就会慢慢耗光系统资源，。在进行文件操作时，系统自动与3个标准设备文件联系，这3个文件无需打开和关闭，它们的文件指针分别是：stdin：标准输入文件指针，系统分配为键盘。stdout：标准输出文件指针，系统分配为显示器。stderr：标准错误输出文件指针，系统分配为显示器。举例来说，从文件输入和向文件输出有两个对应函数fscanf和fprintf，两个函数的原型分别为：int fprintf(FILE* ofp,控制字符串，参数表);int fscanf(FILE* ifp ,控制字符串，参数表);参数表中参数的个数同样是任意的，fprintf函数用于将转换后的控制字符串写出到ofp指向的文件中，fscanf用于从ifp指向的文件中读取字节信息为参数表中的参数赋值。前面章节中用到的标准输入输出函数printf和scanf实际上等价于：fprintf(stdout, 控制字符串，参数表)fscanf(stdin, 控制字符串，参数表)6.2.9 文件打开与关闭C文件操作用库函数实现,包含在stdio.h“r+/rb+” (读写)“a/ab” (追加)“w/wb” (只写)“r/rb” (只读)“w+/wb+” (读写)“a+/ab+” (读写)为输入打开一个文本/二进制文件为输出打开或建立一个文本/二进制文件为读/写打开一个文本/二进制文件为读/写建立一个文本/二进制文件为读/写打开或建立一个文本/二进制文件向文本/二进制文件尾追加数据文件使用方式含义打开文件函数原型： FILE *fopen(char *name,char *mode)功能：按指定方式打开文件返值：正常打开，为指向文件结构体的指针；打开失败，为NULL关闭文件作用:使文件指针变量与文件“脱钩”，释放文件结构体和文件指针函数原型：int fclose(FILE *fp)v 功能：关闭fp指向的文件v 返值：正常关闭为0;出错时,非0不关闭文件可能丢失数据6.2.10 字符读写函数fgetc和fputcfgetc(fp) fp为文件句柄，函数值为得到的字符。fputc(ch,fp) ch为字符变量，fp为句柄。成功函数返回相应字符；失败返回EOF。按照文本的方式读取字符，以及写入字符。feof函数原型： int feof(FILE *fp)功能：判断文件是否结束返值：文件结束，返回真（非0）；文件未结束，返回0函数原型：char *fgets(char *s,int n,FILE *fp) int fputs(char *s,FILE *fp)（fputs把s指向的字符串写入fp指向的文件）v 从fp指向的文件读/写一个字符串v 返值：l fgets正常时返回读取字符串的首地址；出错或文件尾，返回NULLfputs正常时返回写入的最后一个字符；出错fgets从fp所指文件读n-1个字符送入s指向的内存区,并在最后加一个0(若读入n-1个字符前遇换行符或文件尾（EOF）即结束)fputs把s指向的字符串写入fp指向的文件6.2.11 数据块I/O:fread与fwrite数据块I/O:fread与fwrite函数原型：size_t fread(void *buffer,size_t size, size_t count,FILE *fp)size_t fwrite(void *buffer,size_t size, size_t count,FILE *fp)功能：读/写数据块返值：成功，返回读/写的块数；出错或文件尾，返回0说明：typedef unsigned size_t;buffer: 指向要输入/输出数据块的首地址的指针size: 每个要读/写的数据块的大小（字节数）count: 要读/写的数据块的个数fp: 要读/写的文件指针fread与fwrite 一般用于二进制文件的输入/输出6.2.12 格式化I/O:fprintf与fscanf格式化I/O:fprintf与fscanf函数原型：int fprintf(FILE *fp,const char *format,argument,)int fscanf(FILE *fp,const char *format,address,)v 功能：按格式对文件进行I/O操作v 返值：成功,返回I/O的个数;出错或文件尾,返回EOFv 例 fprintf(fp,“%d,%6.2f”,i,t); /将i和t按%d,%6.2f格式输出到fp文件v fscanf(fp,“%d,%f”,&i,&t); /若文件中有3,4.5 ,则将3送入i, 4.5送入t6.2.13 如何检测错误出错的检测ferror函数函数原型： int ferror(FILE *fp)功能：测试文件是否出现错误返值：未出错，0；出错，非0说明每次调用文件输入输出函数，均产生一个新的ferror函数值，所以应及时测试fopen打开文件时，ferror函数初值自动置为06.2.14 文件定位前面介绍的文件读写是针对顺序读写的情况，实际上，文件的读写方式有两种，一是顺序读写，位置指针按字节顺序从头到尾移动，另一种是随机读写，位置指针按需要移动到任意位置，随机形式多用于二进制文件的读写。如果要对文件进行随机读写，就需要控制文件位置指针的值，这就是文件定位，与文件定位有关的函数是rewind函数，fseek函数和ftell函数文件定位移动到开头rewindn rewind函数没有返回值，其调用形式为；n rewind(FILE* fp);n 该函数使得文件位置指针返回文件开头。得到当前位置ftelln 随机形式允许文件位置指针跳来跳去，为得到文件指针的当前位置，C语言标准库提供了ftell函数，其原型为：n long ftell(FILE *);n 执行成功时，返回当前文件指针到文件头有多少个字节，否则，返回-1。移动指针fseekn 文件定位中最重要的一个函数是fseek，用以控制、调整文件指针的值，从而改变下一次读写操作的位置，其函数原型为；n int fseek(FILE * fp, long offset, int startPos);n 其中，fp是文件指针，startPos是起始点，offset是目标位置相对起始点的偏移量，可以为负数，如果函数操作执行成功，文件位置指针将被设定为“起始点+offset”，起始点并不是任意设定的，C语言给出了3中起始点方式，如所示：6.2.15 文件小结函数名功能fopen( ) 打开文件fclose( ) 关闭文件fputc( )将字符写入文件中fgetc( ) 从文件中读取字符fread() 将数据从文件中读到缓冲区fwrite() 将数据从缓冲区写入文件fseek( ) 在文件中搜索指定位置fprintf( ) 操作类似于 printf()，但是用于文件fscanf( ) 操作类似于 scanf()，但是用于文件feof( ) 如果到达文件结尾，返回 trueferror( ) 如果出错，返回 truerewind( ) 将文件位置指示器重新置于文件开头remove( ) 删除文件fflush( ) 将内部缓冲区的数据写入指定文件6.3 指针高级进阶6.3.1 指针与数组名数组名是一种常指针（不能修改），其值等于数组占据内存单元的首地址，但其类型取决于数组的维数。二维数组aij大家认为&a, *a, a区别在哪里作为指针存储的地址都是一样，是否意味着指针都一样呢指针不仅仅有大小，也也有数据类型，类型决定了大小6.3.2 指针访问三维数组数组与指针关系密切，数组元素除了可以使用下标来访问，还可用指针形式表示。数组元素可以很方便地用数组名常指针来表示，以3维int型数组A举例，其中的元素Aijk可用下述形式表示：（1）*(Aij+k)Aij是int型指针，其值为&Aij0，因此，Aijk可表述为*(Aij+k)。（2）*(*(Ai+j)+k)和第一种形式比较，不难发现Aij= *(Ai+j)，Ai是二级指针，其值为&Ai0。（3）*(*(*(A+i)+j)+k)将第2种形式的Ai替换成了*(A+i)，此处A是三级指针，其值为&A0。此处以3维数组举例，还可进一步推广到更高维的情况。6.3.3 指针数组指针也可作为数组中的元素，将一个个指针用数组形式组织起来，就构成了指针数组。一个数组，若其元素均为指针类型数据，称为指针数组，也就是说，指针数组中的每一个元素都存放一个地址，相当于一个指针变量。定义一维指针数组的一般形式为 类型名*数组名数组长度; int *p4;例1：有一个指针数组，其元素分别指向一个整型数组的元素，用指向指针数据的指针变量，输出整型数组各元素的值。然后从小到大显示。例2：将若干字符串按字母顺序（由小到大）输出。解题思路：定义一个指针数组，用各字符串对它进行初始化，然后排序，但不是移动字符串，而是改变指针数组的各元素的指向。指针数组的一个重要应用是作为main函数的形参。在以往的程序中，main函数的第一行一般写成以下形式： int main() 或 int main(void)表示main函数没有参数，调用main函数时不必给出实参。这是一般程序常采用的形式。6.3.4 指向指针数据的指针在了解了指针数组的基础上，需要了解指向指针数据的指针变量，简称为指向指针的指针。char *name=“Follow”,“Great”,“FORTRAN”,“Computer”; char *p; int i; for(i=0;i5;i+) p=name+i; printf(%sn,*p); 6.3.5 命令行实际上，在某些情况下，main函数可以有参数，例如： int main(int argc,char *argv) 其中，argc和argv就是main函数的形参，它们是程序的“命令行参数”。argv是*char指针数组，数组中每一个元素(其值为指针)指向命令行中的一个字符串。通常main函数和其他函数组成一个文件模块，有一个文件名。对这个文件进行编译和连接，得到可执行文件（后缀为.exe）。用户执行这个可执行文件，操作系统就调用main函数，然后由main函数调用其他函数，从而完成程序的功能。#include int main(int argc,char *argv) while(argc1) +argv; printf(“%sn”, *argv); -argc; return 0;6.3.6 指向数组结构的指针普通数组名可以看成是“指向数组元素首地址的常指针”，结构体数组名同样可以看成是指向结构体数组元素首地址的常指针，也可以声明一个结构指针变量，使其指向数组元素首地址，这两种方式都能实现通过指针访问数组元素，我们来亲自动手实践一下。6.3.7 函数指针内存原理函数被载入内存，函数必然有一个地址是函数的入口，我们用这个地址来调用，函数名也是指向函数入口点的指针，我们可以通过函数名找到函数的执行入口。同时C语言的编译器（无论VC或者GCC）都有这样的规则。针对函数void run(),函数名run 解析为函数的地址，run,&run,*run都解析为run的入口地址,即为&run函数的首地址。而且函数名不可以用sizeof操作符。6.3.8 函数指针数组先复习下指针数组的概念，当数组元素都是同种类型的指针时，该数组称为指针数组，如“int* A3;”即声明了一个指针数组A，大小为3，其中每个元素都是int型指针。如果数组元素都是指向同型函数（返回值类型相同，参数类型相同）的指针，该数组称为函数指针数组，来看一个例子：double (*f5)( );f是一个数组，有5个元素，元素都是函数指针，指向的函数类型是没有参数且返回double类型的函数。函数指针数组的使用方式和普通数组完全一致，我们来亲自演练一下。double (*f5)( );已经知道，数组名可作为指向数组首元素起始地址的常指针，那函数指针数组的数组名是什么呢？类推得出，函数指针数组名，对应上面语句中的f，是指向函数指针的常指针，下述代码声明了一个指向函数指针的指针变量p，并用f为其初始化：double (*p)( )=f;6.3.9 对比define与typedefC语言中，内置类型，如int型，其指针（int*）可以看成种新的类型，那有没有函数指针类型呢？借助前面介绍的typedef，能容易地将函数指针类型化。在结构体和共用体一节中介绍了typedef和#define的基本用法，对比了以下两个语句：typedef double* DP;DP pDouble1, pDouble2;与#define DP double*DP pDouble1, pDouble2;不知大家是否还记得两者的不同，通俗地说，#define是种字面替换，而typedef却是引入一个新的助记符号，这么说稍显枯燥，下面给出一个简单的理解方式：试着将上面语句中的typedef和#define去掉试试看。对typedef语句“typedef double* DP;”来说，去掉typedef后，其仍然是条完整的C语句“double* DP;”，该语句用以声明一个doub