学c语言之前应该学的知识，学c语言的前提是什么

【CSDN编者按】C语言对很多人来说是入门编程语言，但本文作者感叹“C太难了，早点知道就好了！”于是他在学习C的同时记录了一些很棒的项目，CSDN组织译者进行编辑，分享给大家。原文链接：https://tmewett.com/c-tips/#good-projects-to-learn-from

作者：汤姆·M.

译者：三日月

对于我来说，学习C语言是非常困难的。虽然语言本身的基础知识并没有那么难，但“C 语言编程”需要大量的知识，而且学起来也不是那么容易。

C 的行为因平台和操作系统而异，因此您需要了解您的平台。

C 语言有许多编译器选项和构建工具，即使在运行一个简单的程序时也需要做出许多决策。

C 语言包含许多与CPU、操作系统和编译代码相关的概念。

尽管C语言可以有多种不同的使用方式，但它不像其他语言那样有集中的社区或统一的风格。

在这篇文章中，我想总结一下学习C语言的要点和建议，希望对你有所帮助。

学习资源

一个值得学习的项目

编译、链接、标头和符号

过时的功能

数组不是一个值

编译器选项

三种类型的内存以及何时使用它们

命名约定

静止的

结构方法模式

持续的

平台和标准APII

整数

尺寸

算术运算和整数提升

char类型符号

宏和常量变量

宏和内联函数

学习资源

教程C点：基础知识介绍

Awesome-c：库和工具列表

cppreference：C语言和标准库技术参考

一个值得学习的项目

在学习时，阅读一些C 代码可能会有所帮助。

Bloopsaphone：一个以小型C 模块为中心的声音合成Ruby 库。概念很少，结构非常好。

简单动态字符串(sds)：学习C 语言的一个很好的示例，其中的.c 和.h 文件展示了如何管理更复杂的资源。

Brogue CE：Roguelike 视频游戏。这个库比较大，大约有3万行代码。我维护这个代码库，有很多贡献者都是C 语言专家。

stb单文件库：包含大量中小型C模块，主要用于嵌入式设备和游戏机。

编译、链接、标头和符号

这里我们将介绍如何编译C语言的一些基础知识。

C语言代码写在源文件.c中。每个源文件都被编译成目标文件.o。它就像一个在.c 文件中加载编译函数的容器。然而，这些函数是不可执行的。目标文件内有一个符号表，这些符号是文件内定义的全局函数和变量的名称。

# 编译为对象cc -c thing.c -o thing.occ -c stuff.c -o stuff.o

源文件是完全独立的，可以并行编译成对象。

如果要在文件之间调用函数或变量，则必须使用头文件（.h）。这些文件也是C源文件，但它们的使用方式特殊。回想一下，目标文件仅包含全局函数和变量的名称，而不包含类型、宏，甚至函数参数。如果在整个文件中使用这些符号，则必须指定附加信息。将这些“声明”分别放在.h 文件中，并#include 它们到其他.c 文件中。

为了避免重复，c 文件通常不定义自己的类型/malos 等，而仅包含其自身或其所属模块或组件的头文件。

头文件可以被认为是API 的规范，只不过实现可以放置在多个源文件中。您还可以在同一个头文件中实现不同的平台和用途。

如果在编译过程中遇到仅声明但未定义的符号引用（例如在头文件中），则编译后的目标文件会将其标记为丢失并且必须嵌入。

这项工作的最后一部分是由编译器的“链接器”组件执行的。该组件负责链接一个或多个对象，匹配所有符号引用，并输出完整的可执行文件或共享库。

# 将对象链接到可执行文件cc thing.o thing.o -o gizmo

综上所述，C语言源文件不能包含其他源文件。它只能包含声明，链接器将完成匹配。

过时的功能

尽管C语言有着悠久的发展历史，并且一直努力向后兼容，但仍然有一些特性是应该避免的。

atoi() 和atol()：这两个函数出错时返回0，这也是有效的返回值。我个人推荐strtoi()。

gets() ：这些函数无法提供目标缓冲区的边界，因此它们是不安全的。就我个人而言，我更喜欢fgets()。

数组不是一个值

在学习C语言的过程中，你需要认识到C语言只处理已知大小的数据块。您可以将C 视为“用于复制已知大小的值的语言”。

您可以将整数和结构传递给程序，通过函数返回它们，并将它们视为相应的对象。由于C 知道它们的大小，因此它可以编译代码并复制完整的数据。

然而，数组却完全不同。在C语言中，数组的大小是未知的。当你在函数中声明一个变量int[5] 时，你实际得到的并不是一个int[5] 类型的值，而是一个指向5 个整数被赋值位置的int* 值。由于这只是一个指针，因此程序员必须复制实际数据，而不是语言，并负责确保数据有效。

但是，结构内的数组可以与结构一起复制，值也可以。

（严格来说，给定大小的数组是真实类型，而不仅仅是指针。例如，您可以使用sizeof 找出整个数组的大小。但是，将它们视为独立值是可以的' t。）

编译器选项

C编译器有很多选项，默认值并不是很有用。以下是您可能需要的一些选项。

-O2：发布时优化代码。

-g -Og：用于调试代码，允许调试器输出附加信息并根据调试进行优化。

-Wall：启用更多警告（类似于linter）。您可以使用-Wno 禁用某些警告。

-Werror：警告变成错误。我们建议启用-Werror=implicit。这确保调用未声明的函数是错误的。

-DNAME 和-DNAME=value：用于定义宏。

-std=.选择标准。在大多数情况下，您可以省略此选项并使用编译器默认值（通常是最新标准）。如果您使用“经典”C，则可以指定-std=c89。

三种类型的内存以及何时使用它们

自动存储：用于存储局部变量。调用函数时创建新的自动存储区域，并在函数返回结果时删除。仅保留返回值并将其复制到调用它的函数的自动存储中。这意味着返回指向局部变量的指针是不安全的，因为底层数据将被静默删除。自动存储通常称为“堆栈”。

分配的存储：执行malloc()返回的内存类型。该内存将被保留，直到被free() 函数释放为止，因此它可以传递到任何地方，包括将其返回到上游调用函数。它通常被称为“堆”。

静态存储：在程序的整个生命周期中有效。在进程开始时分配，全局变量存储在这里。

如果要从函数“返回”内存，可以将指向本地数据的指针直接传递给函数，而不是调用malloc。

void getData(int *data) {data[0]=1;data[1]=4;data[2]=9;}void main() {int data[3];getData(data);printf(\' %d\n\', 数据[1]);}

命名约定

C语言不支持命名空间。如果您创建公共库或想要命名您的“模块”，则必须为所有公共API 的名称添加前缀。这些名称包括：

功能

类型

枚举值

大的

此外，每个枚举类型应该有不同的前缀，以便您可以区分特定值属于哪个枚举类型。

枚举颜色{COLOR_RED,COLOR_BLUE,}

命名方面并没有太多规则。随意使用snake_case或CamelCase，但记住要保持一致。许多标准C 类型采用ptrdiff_t、int32_t 等形式，因此有人将类型命名为my_type_t。

静态函数或文件级静态变量只能在文件内访问。这些函数或变量不会导出为符号，并且不能在其他源文件中使用。

static 也可用于局部变量，允许变量的值在多个函数调用之间保持不变。您可以将其视为仅限于该函数的全局变量。您可以使用static 来计算数据并存储它以便在后续调用中重用。但是，请注意，这种用法会遇到与全局或共享状态相同的问题，例如线程安全和递归争用。

结构方法模式

如果您在学习C 之前学习了更具体的语言，您可能会发现很难将该知识应用到学习C 中。例如，面向对象编程中的一个常见概念：结构体方法或函数接受指向结构体的指针，并通过该指针修改该结构体或检索属性。

typedef struct {int x;int y;} vec2;void vec_add(vec2 *u, const vec2 *v) {u-x +=v-x;u-y +=v-y;}int vec_dot(const vec2 *u, const vec2 *v) {返回u-x * v-x + u-y * v-y;}

尽管您无法扩展结构或实现面向对象的功能，但以这种方式思考它是有用的。

const 以const T 的形式声明T 类型的变量或参数。这意味着变量或参数不能更改。这意味着如果T 是指针或数组类型，则它不可分配且无法修改。

您可以将T 转换为const T，但反之则不然。

我们建议将函数指针参数默认设置为const，并且仅在确实需要更改这些变量时才忽略const。

平台和标准API

基于#include 的依赖关系很难确定。可能的原因包括：

标准C 库（缩写为“stdlib”）。示例：stdio.h、stdlib.h、error.h。

它是语言规范的一部分，必须由所有兼容平台和编译器实现。安全性高，可以放心使用。

https://en.cppreference.com/w/c/header

POSIX：操作系统API 标准。示例：unistd.h、sys/time.h。

通常由Linux、macOS 和BSD 实现。

默认情况下在Windows 上不可用。如果您使用MinGW，则可以使用POSIX API。如果您需要更完整的支持，可以使用Cygwin 库。

您可以在OpenGroup 的官方页面或帮助手册上查看有关POSIX 头文件（包括C stdlib）的所有详细信息。

非标准操作系统接口。

Linux 特定的API。

Windows Win32（以及更现代的C++ 接口C++/WinRT——）。

（Mac OS API 是Objective C（现在是Swift），而不是C。）

第三方库安装在标准位置。

您可以通过独立于平台的头文件来使用更多特定于平台的代码，这些头文件可以通过多种方式实现。许多流行的C 库本质上都是精心设计的抽象，集成了特定于平台的功能。

整数

C 中的整数是一个巨大的陷阱。编写代码时要小心。

大小所有整数类型都有一定的最小位数。在某些常见平台上，整数的大小超出了最小位数。例如，在Windows、macOS 和Linux 上，int 为32 位，但最小位数为16 位。编写可移植代码时，必须注意确保整数不超过最小位数。

如果要精确控制整数的大小，可以使用stdint.h 中的标准类型（int32_t、uint64_t 等）。还有_least_t 和_fast_t 类型。

算术运算和整数提升C 算术运算有许多奇怪的规则，会产生意外且不可移植的结果。

另外，要特别小心整数提升。

对char 类型进行签名默认情况下，所有其他整数类型都是有符号的，但char 可以有符号或无符号，具体取决于平台。因此，该类型仅在用作角色时才可移植。如果您指定一个非常小的数字（例如仅8 位数字），请同时指定符号。

宏和常量变量

如果您想定义一个非常简单的常量值，您有两种选择。

static const int my_constant=5;//或#define MY_CONSTANT 5

两者的区别在于，前者是实际变量，而后者是复制粘贴的内联表达式。

宏：与变量不同，宏可以在需要“常量表达式”的上下文中使用，例如数组或switch 语句的长度。

变量：与宏不同，您可以获得指向变量的指针。

“常量表达式”实际上非常有用，因此它们通常被定义为宏。另一方面，变量更适合更大或更复杂的值，例如结构实例。

宏和内联函数

宏有参数，可以扩展到C 代码。

与函数相比，宏的优点是：

与需要调用指令的函数不同，宏生成的代码与直接粘贴到周围代码中相同。此方法需要额外的函数调用开销，因此您的代码运行速度更快。

宏不需要指定类型。例如，您可以对任何数字类型执行x + y 运算。当编写为函数时，它的用途非常有限，因为您必须声明参数并指定类型，例如类型的大小以及是否有符号。

坏处：

参数必须迭代计算。假设我们有一个宏MY_MACRO(x)。如果在定义中多次使用x，则只需复制并粘贴表达式x，因此会对其求值多次。相反，函数的参数表达式只需要计算一次，结果就会传递给函数。

由于宏位于源代码级别，因此很容易出错。为了避免意外合并表达式，请尽可能使用括号，并将整个宏定义和每个参数放在括号内。

//不推荐这种写法：#define MY_MACRO(x) x+x//应写成：#define MY_MACRO(x) ((x)+(x))

除非您需要多个泛型，否则您可以直接定义静态内联函数并获得两全其美的效果。内联意味着函数内的代码必须在使用的地方直接编译，而不是被调用。与宏类似，静态内联函数可以放置在头文件中。