C和指针（清晰版）

本书通过对指针的基础知识和高级特性的探讨，帮助程序员把指针的强大功能融入到自己的程序中去。c工作室FSHc.c口M为什么需要这本书市面上已经有了许多优秀的讲述C语言的书籍,为什么我们还需要这本呢?我在大学里教授C语言编程已有10个年头,但至今尚未发现一本书是按照我所喜欢的方式来讲述指针的。许多书籍用一章的篇幅专门讲述指针,而且往往出现在全书的后半部分。但是仅仅描述指针的语法、并用一些简单的例子展示其用法是远远不够的。我在授课时,很早便开始讲授指针,而且在以后的授课过程中也经常讨论指针。我描述它们在各种不同的上下文环境中的有效川法,展小使用指针的编程惯用法( programming idiom)。我还讨论了些相关的课题如编程效率和程序叮维护性之间的杈衡。指针是本书的线索所在,融会贯通于全书之中。指针为什么如此重要?我的信念是:正是指针使C威力无穷。有些任务用其他语言也可以实现,但￠能够更有效地实现;有些仼务无法用其他语言实现,如直接访问硬件,但C却可以。要想成为一名优秀的C程序员,对指针有一个深入而完整的理解是先决条件。然而,指针虽然很强大,与之相伴的风险却也不小。跟指甲锉相比,链锯可以更快地切割木材,但链锯更容易使你受伤,而且伤害常常来得极快,后果也非常严重。指针就像链锯样,如果使用得当,它们可以简化算法的实现,并使其更富效率;如果使用不当,它们就会引起错误,导致细微而令人困惑的症状,并且极难发现原因。对指针只是略知一二便放手使用是件非常危险的事。如果那样的话,它给你带来的总是痛苦而不是欢乐。本书提供了你所需要的深入而完整的关于指针的知识,足以使你避丌指针可能带来的痛苦。更多编程资源:ww.fish.comC和指针为什么要学习C语言为什么C语言依然如此流行?历史上,由于种种原因,业界选择了C,其中最主要的原因就在于它的效率。优秀C程序的效率几乎和汇编语言程序一样高,但C程序明显比汇编语言程序更易于开发。和许多其他语言相比,C给予程序员更多的控制权,如控制数据的存储位置和初始化过程等。C缺乏“安全网”特性,这虽有助于提高它的效率,但也增加了出错的可能性。例如,C对数组下标引用和指针访问并不进行有效性检査,这可以节省时间,但你在使用这些特性时就必须特别小心。如果你在使用C语言时能够严格遵守相关规定,就可以避免这些潜在的问题。C提供了丰富的操作符集合,它们可以让程序员有效地执行一些底层的计算如移位和屏蔽等,而不必求助汇编语言。C的这个特点使很多人把C称为“高层”的汇编语言。但是当需要的时候,C程序可以很方便地提供汇编语言的接口。这些特性使C成为实现操作系统和嵌入性控制器软件的良好选择。C流行的另一个原因是由于它的普遍存在。C编译器在许多机器上实现。另外,ANSI标准提高了C程序在不同机器之间的可移植性。最后,C是C++的基础。C++提供了种和C不同的程序设计和实现的观点。然而,如果你对C的知识和技巧,如指针和标准库等成竹在胸,将非常有助于你成为一名优秀的C++程序员。为什么应该阅读这本书本书并不是一本关于编程的入门图书。它所面向的读者应该已经具备了一些编程经验,或者是些想学习C,但又不想被诸如为什么循环很重要以及何时需要使用i语句等肤浅问题耽误进程的人。另一方面,我并不要求本书的读者以前学习过C。我讲述了C语言所有方面的内容。这种内容的广泛覆盖性使本书不仅适用于学生,也适用于专业人员。也就是说,适用于首次学习C的读者和那些经验更丰富的希望进一步提高语言使用技巧的用户优秀的C艹+书籍把精力集中于与面向对象模型有关的课题上(如类的设讨)而不是专泣于基本的C技巧,这样做是对的。但C艹+是建立在C的基础之上的,C的基本技巧依然非洋重要,特别是那些能够实现可复用类的技巧。诚然,C++程序员在阅读本书时可以跳过些他们所熟悉的内容,但他们会在本书中找到许多有用的C工具和技巧2前言本书的组织形式本书按照教程的形式组织,它所面向的读者是先前具有编程经验的人。它的编写风格类似于导师在你的身后注视着你的工作,不时给你一些提示和忠告。我的目标是把通常需要多年实践才能获得的知认和观点传授给读者。这种组织形式也影响到材料的顺序—我通常在个地方引入一个话题,并进行完整的讲解。因此,本书也可以当做参考手册。在这种组织形式中,存在两个显著的例外之处。首先是指针,它贯穿全书,将在许多不同的上下文环境中进行讨论。其次就是第1章,它对语言的基础知识提供了一个快速的介绍这种介绍有助于你很快掌握编写简单程序的技巧。第I章所涉及的主题将在后续章节中深入讲解。较之其他书籍,本书在许多领域着墨更多,主要是为了让每个主题更具深度,向读者传授通常只有实践才能获得的经验。另外,我使用了一些在现实编程中不太常见的例子,虽然有些不太容易理解,但这些例子显示了C在某些方面的趣味所在。ANSI C木书描述 ANSI C,是由 ANSIISO98991990ANSI90进行定义并由KERN89进行描述的。我之所以选择这个版本的C是基于两个原因:首先,它是旧式C(有时称做 Kernighan和 Ritchie[KerN78],或称K&RC)的后继者,并已在根本上取代了后者:其次, ANSI C是C++的基础。本书中的所有例子都是用 ANSIC编写的。我常常把“ ANSI C标准文档”简称为“标准”。排版说明语法描述格式如下if( expressionstatementelsesta±eme2七我在语法描述中使用了4种字体,其中必需的代码(如此例中的关键字if)将如上所示设置为 Courier new字体。必要代码的抽象描述(如上例中的 expression)用Courier new表示。有些语句具有可选部分,如果我决定使用可选部分(如此例中的e1se关键字),它将严格按上面的例子以粗体 Courier New表示。可选部分的抽象描述(如第2个 statement)将以粗斜 AF courier New表示。每次引入新术语时,我将以黑体表示。完整的程序将标上号码,以“程序0.1”这样的格式显示。标题给出了程序的名称,包更多编程资源:ww.fisho.comC和指针含源代码的文件名则显示在右下角—这些文件都可以从 Addison Wesley Longman的网站上找到。文中有“提示”部分。这些提示中的许多内容都是对良好编程技巧的讨论—就是使程序更易编写、更易阅读并在以后更易理解。当一个程序初次写成时,稍微多做些努力就可能节约以后修改程序的大量时间。其他一些提示能帮助你把代码写得更加紧凑或更有效率另外还有…些提示涉及软件工程的话题。C的诞生远早于现代软件工程原则的形成。因此,有些语言特性和通用技巧不为这些原则所提倡。这些话题通常涉及到某种特定结构的效率和代码的可读性与可维护性之间的利弊权衡。这方面的讨论将向你提供一些背景知识,帮助你判断效率上的收益是否抵得上其他质量上的损失。你看到“警告”时就要特别小心:我将要指出的是C程序员新手(有时甚至是老手经常出现的错误之一,或者代码将不会如你所预想的那样运行。这个警告标志将使提示内容不易被忘记,而且以后回过头来寻找也更容易一些。“K&Rc”表示我正在讨论 ANSI C和K&RC之间的重要区别。尽管绝大多数以K&RC写成的程序仅需极微小的修改即可在 ANSI C环境运行,但有时你仍可能碰到一个ANSI之前的编译器,或者遇到一个更老式的程序。如此来,两者的区别便至关重要。每章向题和编程练习本书每章的最后一节是问题和编程练习。问题难简不一,从简单的语法问题到更为复杂的问题诸如效率和可维护性之间的权衡等。编程练习按等级区分难度:★的练习最为简单,★★★★★的练习难度最大。这些练习有许多作为课堂测验已沿用多年。问题或编程练习前如果有一个~符号,表示在附录中可以找到它的参考答案补充材料Addison Wesley Longman专门为本书维扩了一个 World Wide Web站点。该站点的URL是htt:/www.awl.com/cseng/title0673-9986-6/(或可直接访问作者主页www.cs.rit.edu飞kar)。这个站点包含本书所有程序的源代码,以章为单位分类。你还可以在上面看到本书的最新勘误表。你还可以联系附近的 Addison Wesley Longman代表,获取 nstructor's guide,它包含了书上未给出答案的问题和编程练习的所有答案。如果你是一位教育工作者,也可以免费获取UNIX系统上自动递交和测试学生程序的软件REEK89,REEK96,通过槿名FTP: ftp. cs.rit. edu,月录是pb/ kar/try前言致谢我无法列出所有对本书做出贡献的人们,但我将感谢他们中的所有人我的妻子 Margaret对我的写作鼓励有加,为我提供精神上的支持,而且她默默承受着由于我写作本书而带给她的生活上的抓独我要感谢 Warren caithers教授,他是我在RIT的同事,阅读并审校了本书的初稿。他真诚的批评帮助我从一大堆讲课稿和例子中生成了份清晰、连贯的手稿。我非常感谢我的C语言编程课程的学生们,他们帮助我发现录入错误,提出改进意见,并在教学过程中忍受着草稿形式的教材。他们对我的作品的反应向我提供了有益的反馈,帮助我进步改进本书的质量。我还要感谢 Steve allan, Bill appelbe, Richard C. Detmer, Roger eggen, Joanne GoldenbergDan Hinton, Dan Hirschberg, Keith EJolly, Joseph F.Kent, Masoud Milani, Steve Summit FAKanupriya Tewary,他们在木书出版前对它作了评价。他们的建议和观点对我进步改进本书的表达形式助益颇多。最后,我要向我在 Addison- Wesley的编辑 Deborah Lafferty女土、产品编辑 Amy Willcutt女士表示感谢。正是由于她们的帮助,才使这本书从一本手稿成为一本正式的书籍。她们不仪给了我很多有价值的建议,而且鼓励我改进我原先自我感觉良好的排版。现在我已经看到了结果,她们的意见是正确的现在是开始学习的时候了,我预祝大家在学丬C语言的过程中找到快乐!Kenneth A. reekkar(cs rit. eduChurchville,纽约更多编程资源:ww.fish.com第1章怏速上手11简介……11空白和注释……如山备命画画d山日Dd画d1.1.2预处理指令1.13main函数114 read column numbers函数■命甲自4458211.5 rearrange函数12补充说明13编译………击●自d口ppe1414总结…515瞥告的总结…151.6编程提示的总结……].7问题l.8编程练习………16第2章基本概念●面面■聊自由自s4■pp银兽甲节罪品函●4唱昌看司唱目p甲烟如争血备自自●●●唱唱即即◆甲导聊即自司幽烟自p●●●●11看导歌驴看咖■司杳合一唱目p自省●……92l环境…9211翻译…ppp●●●●一口卧卧即即血血■p目命即口血d啁bb自唱pp母甲卡即血哥命p●●●p●●●●p●看导●即导卧哥命唱·d由音歌pp唱督1921.2执行鲁山西山香卧卧卧●昏…2122词法规则ppFP即内即即即白●国看個自●4■p即■口山看d曲pp●d1口口加血食P日■口口国即p命。咖●2122.1字符…222注释…2323自由形式的源代码……224标识符…225程序的形式……2423程序风格…■■看p2524总结C和指针25警告的总结…………2626编程提小的总结■卧一卧命自自中中●◆即11甲2627问题28编程练习1md鲁如旨鲁国d●单争甲第3章数据……31基本数据类型………311整型家族312浮点类型……32313指针…32基本声明…3532.1初始化………35322声明简单数组………36323声明指针36324隐式声明…mm西3733 typedef……3834常量……………383.5作用域351代码作用域3.52文件作用域……41353原型作用域354函数作用域36链接属性……37存储类型38 static关键节1如命即■冒39作用域、存储类型示例453.10总结463.11警告的总结…p■甲自由中早↓P……………473.12编程提小的总结…47313问题………第4章语句■pp●●@e41空语句………………5142表达式语行唱卓P即甲命命◆●●命5143代码块44i语句45 while语句…………53451brak和 contnue语句452 while语句的执行过程5446fx语句…5547do语句L■血山血血■■■■p导更多编程资源:ww.fish.com目录48 switch语行57481 switch中的brk语句■4482 default子句早等智59483$wih语句的执行过程49goto语句……604.10总结411警告的总结甲甲甲甲即即自血·■●即412编程提示的总结……43问题62414编程练习………第5章操作符和表达式pDp●●命●甲甲自…6751操作符511算术操作符…512移位操作符……67513位操作符………………69514赋值…515单目操作符516关系操作符……517逻辑操作符518条件操作符…234万519逗号操作符……51.10下标引用、函数调用和结构成员7752布尔值…7853左值和右值7954表达式求值541隐式类型转换……●电唱甲早中542算术转换543操作符的属性…81544优先级和求值的顺序55总结8556警告的总结q自由山即国国看●●………8657编程提示的总结8658问题……咖●p■晷●●4d甲自日自备目目唱◆●司早…………8659编程练习…88第6章指针9161内存和地址山山血·即国看命命甲日目新学号62.值和类型…………●●●根看▲幽血西63指针变量的内容64间接访问操作符·