摘要：另外棧內(nèi)存出了作用域就會(huì)自動(dòng)釋放掉，所以不需要手動(dòng)去回收的。，其中指針變量的聲明有如下三種形式其中第一種是被推薦的寫(xiě)法。

數(shù)據(jù)類(lèi)型

C語(yǔ)言中的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，對(duì)于它分為兩種：

1、signed 有符號(hào)的類(lèi)型，也就是支持正負(fù)號(hào)的。

2、unsigned 無(wú)符號(hào)的類(lèi)型，也就是沒(méi)有負(fù)號(hào)，取值從0開(kāi)始。

有符號(hào)和無(wú)符號(hào)的數(shù)據(jù)類(lèi)型有啥區(qū)別呢？其實(shí)就是取值范圍不一樣，下面看一張對(duì)照表：

C中的基本整形數(shù)據(jù)類(lèi)型為：int 、short、long、char。其中發(fā)現(xiàn)上面int 和 long在C中占的字節(jié)數(shù)是一樣的,都是占4個(gè)字節(jié)，這個(gè)有別于java，在java中l(wèi)ong是占8個(gè)字節(jié)嘛，下面可以用sizeof()來(lái)打印一下其類(lèi)型的長(zhǎng)度：

對(duì)于這個(gè)其實(shí)是隨編譯器而異的，下面來(lái)總結(jié)一下不同編譯器下的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型所占的字節(jié)數(shù)：

16位編譯器

char ：1個(gè)字節(jié)
char*(即指針變量): 2個(gè)字節(jié)
short int : 2個(gè)字節(jié)
int：  2個(gè)字節(jié)
unsigned int : 2個(gè)字節(jié)
float:  4個(gè)字節(jié)
double:   8個(gè)字節(jié)
long:   4個(gè)字節(jié)
long long:  8個(gè)字節(jié)
unsigned long:  4個(gè)字節(jié)


32位編譯器

char ：1個(gè)字節(jié)
char*（即指針變量）: 4個(gè)字節(jié)（32位的尋址空間是2^32, 即32個(gè)bit，也就是4個(gè)字節(jié)。同理64位編譯器）
short int : 2個(gè)字節(jié)
int：  4個(gè)字節(jié)
unsigned int : 4個(gè)字節(jié)
float:  4個(gè)字節(jié)
double:   8個(gè)字節(jié)
long:   4個(gè)字節(jié)
long long:  8個(gè)字節(jié)
unsigned long:  4個(gè)字節(jié)


64位編譯器

char ：1個(gè)字節(jié)
char*(即指針變量): 8個(gè)字節(jié)
short int : 2個(gè)字節(jié)
int：  4個(gè)字節(jié)
unsigned int : 4個(gè)字節(jié)
float:  4個(gè)字節(jié)
double:   8個(gè)字節(jié)
long:   8個(gè)字節(jié)
long long:  8個(gè)字節(jié)
unsigned long:  8個(gè)字節(jié)

其實(shí)long int = long；在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定int至少要和short一樣長(zhǎng)，long至少要和int一樣長(zhǎng)。

在實(shí)際中可能會(huì)用一個(gè)更加清晰的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如：

其實(shí)用的就是定義好的宏

這種寫(xiě)法是被推薦的，因?yàn)闀?huì)比較清晰。

基數(shù)數(shù)據(jù)類(lèi)型除了上面的整型之外，還有浮點(diǎn)型，具體如下表：

另外需要注意：在C中并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的boolean類(lèi)型，而是：非0既true、非null為true；

輸出格式化

必須要寫(xiě)一個(gè)格式化占位符參數(shù)，其實(shí)跟java中的String.format()的用法類(lèi)似，如：

而其中的“%d”表示輸出整型變量，那對(duì)于其它數(shù)據(jù)類(lèi)型其輸出占位符又如何寫(xiě)呢，其它之前的表格中已經(jīng)有說(shuō)明，如下：

雖說(shuō)"%d"可以輸出所有的整型，但是還是用上圖中對(duì)應(yīng)的輸出會(huì)更加精準(zhǔn)。

另外sprintf()這個(gè)函數(shù)在實(shí)際當(dāng)中也非常常用，比如要打印某個(gè)目錄下的按規(guī)律生成的文件，比如：

也就是將2、3參數(shù)格式化的字符復(fù)制到str當(dāng)中。

數(shù)組與內(nèi)存布局

在C中聲明數(shù)組必須指定長(zhǎng)度，或者聲明與賦值寫(xiě)在一起

另外它是在棧上分配內(nèi)存的，而棧上的內(nèi)存是有限制的，在mac上可以使用“ulimit -a”來(lái)查看其最大棧內(nèi)存：

也就是最大棧的大小是8192K，但是需要注意：并不是我們程序也能申請(qǐng)這么大的棧內(nèi)存的，因?yàn)橄癯绦虻囊粋€(gè)函數(shù)參數(shù)，返回值等也是存放在棧中的。另外棧內(nèi)存出了作用域就會(huì)自動(dòng)釋放掉，所以不需要手動(dòng)去回收的。

前面說(shuō)了棧大小不是特別大，那如果對(duì)于要的內(nèi)存超過(guò)棧大小的該怎么辦呢，當(dāng)然就是在堆中進(jìn)行申請(qǐng)嘍，此時(shí)就存在以下幾種堆中申請(qǐng)內(nèi)存的一些函數(shù)，下面來(lái)說(shuō)明下：

malloc：在堆中申請(qǐng)內(nèi)存但不會(huì)對(duì)其申請(qǐng)的內(nèi)存進(jìn)行初始化，如在堆中申請(qǐng)1MB的內(nèi)存：

另外還需要注意：由于申請(qǐng)的內(nèi)存還沒(méi)初始化，所以一般在malloc申請(qǐng)內(nèi)存之后會(huì)使用memset保存其申請(qǐng)的內(nèi)存是一片純白的，而不是用了之前的臟數(shù)據(jù)，因?yàn)樯暾?qǐng)內(nèi)存有可能會(huì)重用之前的內(nèi)存，具體用法如下：

還有一點(diǎn)需要注意：堆中申請(qǐng)的內(nèi)存是不會(huì)自動(dòng)釋放的，需要手動(dòng)去釋放，如下：

calloc()：申請(qǐng)內(nèi)存并將內(nèi)存初始化為null，具體用法：

其實(shí)它就等價(jià)于：

realloc()：重新對(duì)malloc申請(qǐng)的內(nèi)存大小進(jìn)行調(diào)整，如下：

那什么場(chǎng)景會(huì)用到它呢，這里舉一個(gè)TCP傳輸粘包問(wèn)題，比如發(fā)送“1，2，3，4，5，6”數(shù)據(jù)，而接收的時(shí)候可能分幾次才能接收完，比如是先接收到了“1，2，3”，之后再接收到了“4，5”，最后接收了“6”，至此才將數(shù)據(jù)接收完，那此時(shí)的緩沖區(qū)char首先申請(qǐng)的是3個(gè)字節(jié)，于是乎“1、2、3”剛好接收滿了，但此時(shí)還不是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包，所以還得接著等“4，5，6”，當(dāng)接收到了“4、5”了，就需要對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行擴(kuò)容用以存放這兩個(gè)字節(jié)了，同樣的最后接收到了"6"，則繼續(xù)再要對(duì)緩存沖再擴(kuò)容一個(gè)字節(jié)。 當(dāng)然直接申請(qǐng)一個(gè)足夠大的緩存區(qū)不就不用擴(kuò)容了么，這是因?yàn)閿?shù)據(jù)包的大小是無(wú)法確定的，這里只是為了說(shuō)明問(wèn)題舉了個(gè)簡(jiǎn)單的粟子而已。

alloca()：向棧中申請(qǐng)內(nèi)存。用法如下：

內(nèi)存布局

物理內(nèi)存：通過(guò)物理內(nèi)存條獲得的內(nèi)存空間。

虛擬內(nèi)存：它是一種內(nèi)存管理技術(shù)，能夠均處一部分硬盤(pán)空間充當(dāng)內(nèi)存使用。

而在C當(dāng)中的內(nèi)存布局如下：

其中最頂部的是內(nèi)核空間：

除這個(gè)內(nèi)核空間之外的則是用戶(hù)進(jìn)程的內(nèi)存空間：

下面看一下有哪些內(nèi)容，首先是棧區(qū)：

接著是內(nèi)存映射段：

接著就是堆區(qū)了：

接著就是BSS段了：

接著再就是數(shù)據(jù)段：

最后一個(gè)則是文本段：

咱們基于上面的來(lái)畫(huà)一個(gè)簡(jiǎn)化版本：

其中“預(yù)留區(qū)”是程序看不見(jiàn)的區(qū)域，系統(tǒng)預(yù)留滴。

這里來(lái)對(duì)堆內(nèi)存地址由低往高進(jìn)行說(shuō)明：在堆區(qū)申請(qǐng)內(nèi)存是調(diào)用了glibc(C的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)、運(yùn)行庫(kù)，類(lèi)似于java的JDK)提供的malloc方法，而它的底層是由Linux的brk和mmap兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而其中：brk申請(qǐng)內(nèi)存的方式是將內(nèi)存指針(假設(shè)為_(kāi)edata)往高地址堆，目前_edata指向堆內(nèi)存的起始位置 ：

假如申請(qǐng)10K的內(nèi)存，此時(shí)就會(huì)將_edata由低地址往上推10K的大小，如下：

如果再申請(qǐng)一個(gè)10K，同樣的往上再推10K，如下：

那如果A被釋放掉了，會(huì)發(fā)生什么情況呢");

那此時(shí)如果再申請(qǐng)一個(gè)10K的內(nèi)存，發(fā)現(xiàn)A這個(gè)空間剛好滿足則會(huì)重用它，_edata并不會(huì)往上再去開(kāi)辟新內(nèi)存空間，那假如申請(qǐng)的內(nèi)存大于10K，比如11K，此時(shí)A這個(gè)區(qū)域內(nèi)存滿足不了要申請(qǐng)的11K大小，所以還是會(huì)往上推11K大小的內(nèi)存，如下：

那brk方式申請(qǐng)的內(nèi)存就永遠(yuǎn)不會(huì)收縮么，其實(shí)不是這樣的，像這種場(chǎng)景就會(huì)：此時(shí)C被釋放了，內(nèi)存就會(huì)收縮了，如下：

而對(duì)于mmap申請(qǐng)內(nèi)存的方式為：找一塊滿足大小的內(nèi)存既可，而不會(huì)像brk方式往上今次推指針，所以它的內(nèi)存隨時(shí)都可以被釋放的，那什么時(shí)候用brk，什么時(shí)候用mmap呢？其實(shí)是要申請(qǐng)的堆內(nèi)存小于128k則用brk方式申請(qǐng)，否則用mmap申請(qǐng)，注意：此128K是個(gè)閾值，是可以人為配置的。

好，明白了上面的之后，回到咱們開(kāi)篇所指出的問(wèn)題：為啥在malloc動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存之后，需要用memset手動(dòng)再去給內(nèi)存進(jìn)行一個(gè)初始化？因?yàn)閎rk方式有可能會(huì)存在復(fù)用之前申請(qǐng)過(guò)的內(nèi)存，如果不初始化有可能該內(nèi)存是之前申請(qǐng)過(guò)的，這樣就會(huì)造成一些數(shù)據(jù)的混亂。

那對(duì)于malloc底層為啥不全采用mmap方式來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？因?yàn)閙map效率明顯不如brk推指針的方式，所以就存在于兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)了。

另外對(duì)于數(shù)組而言其實(shí)是一段連續(xù)的內(nèi)存地址，如下：

頭文件基礎(chǔ)知識(shí)

我們知道對(duì)于C、C++的代碼通常是有.h頭文件和.c&.cpp的源文件的，如下：

那么在.h頭文件中能否有具體實(shí)現(xiàn)呢？答案是肯定的，下面來(lái)試驗(yàn)一下：

另外對(duì)于要使用指定頭文件是需要用include來(lái)將其包含進(jìn)來(lái)的，類(lèi)似于java中的import，如下：

但是！跟java中的import是有區(qū)別的，在java中是不能夠傳遞import的，怎么理解，看下面java代碼：

而ArrayList里面是import了它了：

那如果我們?cè)趍ain中也想用Consumer這個(gè)類(lèi)的話，還需要再導(dǎo)一遍，如下：

也就是說(shuō)：雖然ArrayList已經(jīng)import過(guò)了Consumer，而我們?cè)趍ain中也已經(jīng)import了ArrayList，但是Consumer并不會(huì)被傳遞到main方法中，使用時(shí)是需要再次導(dǎo)入的，但是！C中是可以傳遞include的，下面用代碼來(lái)說(shuō)明一下：

然后在main.h中去include我們新建的這個(gè)頭文件：

那我們?cè)趍ain.c中能否去調(diào)用a頭文件中聲明的test3()函數(shù)呢，當(dāng)然能：

那思考一下為啥C、C++要分一個(gè)頭文件和源文件，而不像Java只有一個(gè)源文件呢？其實(shí).h就是將行為給暴露，其具體實(shí)現(xiàn)不暴露，當(dāng)然如果想暴露具體實(shí)現(xiàn)那可以在.h中去用具體的方法來(lái)暴露，如：

而通常的只定義了函數(shù)的聲明，如：

這樣當(dāng)別人想使用該函數(shù)時(shí)只需要include頭文件既可，具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)則不會(huì)暴露給調(diào)用者。

指針

“指針是一個(gè)變量，它的值是一個(gè)地址?！保渲兄羔樧兞康穆暶饔腥缦氯N形式：

其中第一種是被推薦的寫(xiě)法。

其中還需要注意：在聲明指針時(shí)如果未賦值，則是一個(gè)野指針【也就是有可能指向了一個(gè)不能被使用的地址從而造成程序的錯(cuò)誤】，所以在聲明時(shí)一定要賦值，如下：

那如果想取變量的地址則可以用“&”符，如下：

那如果想獲取指針指向變量地址的值則需要用“*”解引用的操作，如下：

下面來(lái)看一下p指針占用了幾個(gè)字節(jié)：

需要注意的是：由于目前是在64位系統(tǒng)上運(yùn)行的，所以是8個(gè)字節(jié)，如果是在32位運(yùn)行則長(zhǎng)度是4個(gè)字。

有了指針之后就可以用它去操縱內(nèi)存，下面來(lái)通過(guò)指針的形式來(lái)修改變量的值，如下：

指針是可以進(jìn)行++、--操作的，比如用指針來(lái)遍歷數(shù)組，下面來(lái)看下：

其中“array_p1++”是先取了值，然后再對(duì)其指針進(jìn)行++，如果是寫(xiě)成"++array_p1"，則是先對(duì)指針進(jìn)行加加，然后再取值，最終輸出就會(huì)漏掉一個(gè)，如下：

其中還有一種直接通過(guò)數(shù)組來(lái)進(jìn)行相加也能達(dá)到遍歷的目的，如下：

要取其數(shù)組的內(nèi)容則需要解引用：

另外還有一個(gè)細(xì)節(jié)：為啥數(shù)組取地址時(shí)木有加“&”符號(hào)：

這是因?yàn)樵贑中數(shù)組名就是數(shù)組的首地址，下面來(lái)看下：

下面有個(gè)概念需要弄清楚：“數(shù)組指針”和“指針數(shù)組”，這個(gè)在面試可能會(huì)經(jīng)常變問(wèn)到，下面來(lái)看下：

其中指向的數(shù)組的元素個(gè)數(shù)為3，如果咱們想要通過(guò)數(shù)組指針array_p2來(lái)獲得第二維的55，如何來(lái)寫(xiě)呢？

首先肯定得要將數(shù)組的指針+1，來(lái)定位到第二維的數(shù)組，所以array_p2+1，然后再取出它的值則是*(array_p2+1)，接著這個(gè)值是一個(gè)數(shù)組，所以還得數(shù)組名+1來(lái)將指針移到要輸出的第二個(gè)元素上來(lái)，所以此時(shí)為*(array_p2+1)+1，最后再解引用取出指針的值，所以整個(gè)的式子如：((array_p2+1)+1)，下面來(lái)驗(yàn)證一下：

接下來(lái)更繞的來(lái)了，先把代碼寫(xiě)出來(lái)：

先記著這個(gè)原則：“從右往左看 const 修飾誰(shuí) 誰(shuí)就不可變”：

意味著不能通過(guò)p2來(lái)修改tem的值，如下：

因?yàn)閏onst是修飾的char，而非p2變量，所以p2的內(nèi)容可以被更改，如下：

繼續(xù)來(lái)理解下一個(gè)：

這個(gè)跟上一個(gè)效果是一模一樣的，為啥？因?yàn)閏onst只能修飾char,不能修飾*。

繼續(xù)看下一個(gè)：

還是按照從右往左的原則，const這次修飾的是變量p4，也就是說(shuō)p4的內(nèi)容是不允許修改的，如下：

但是可以通過(guò)指針修改指向地址的值，如下：

下面兩個(gè)是啥都不能變了，如下：

拿p5舉例，既不能修改p5指針的值，如下：

下面再來(lái)看一個(gè)跟指針相關(guān)的東東---多級(jí)指針：

解引用則為：

函數(shù) 函數(shù)聲明

C中的函數(shù)跟Java的方法基本類(lèi)似，但是在C中的函數(shù)需要注意：我們使用的函數(shù)必須在之前聲明，否則會(huì)編譯不過(guò)，如下：

可以在之前做一個(gè)聲明既可：

所以一般函數(shù)都聲明在頭文件中，然后一.c文件中頭部進(jìn)行include，這樣就如同上面的聲明一樣了。

函數(shù)傳參

傳值：把參數(shù)的值給函數(shù)，如下：

也就是說(shuō)不會(huì)改變?cè)凶兞康闹怠?/p>

傳引用：

也就是可以通過(guò)指針來(lái)修改原值，有了這個(gè)特性，那么多級(jí)指針就變得非常有意義了，如下：

可變參數(shù)：

在Java中我們知道可變參數(shù)是由...來(lái)弄的，其實(shí)在C中也類(lèi)似，其中我們經(jīng)常打印的printf()函數(shù)就接收一個(gè)可變參數(shù)，查看一下源碼便知：

所以咱們也來(lái)弄一個(gè)可變參數(shù)：

參數(shù)中不能只有可變參數(shù)，必須要有一個(gè)確定參數(shù)，所以修改如下：

接著問(wèn)題來(lái)了，如何來(lái)取出可變參數(shù)的值呢？看下面：

然后接著進(jìn)行遍歷，根據(jù)類(lèi)型：

注意：其確定參數(shù)給NULL值是可以的，反正是要有一個(gè)，什么類(lèi)型的都可以，不能沒(méi)有確參，如下：

函數(shù)指針

定義：指向函數(shù)的指針。

其中"void (p) (char)"就是一個(gè)函數(shù)指針，void表示該函數(shù)無(wú)返回值；(char*)表示函數(shù)的參數(shù)列表，目前只接收一個(gè)參數(shù)；（*p）表示指向函數(shù)的指針。

其實(shí)也就相當(dāng)于Java中的方法回調(diào)的意思，另外可以將函數(shù)的聲明定義成一個(gè)typedef，如下：

可以用函數(shù)指針模擬HTTP請(qǐng)求，如果成功就執(zhí)行某個(gè)函數(shù)，失敗則執(zhí)行某個(gè)函數(shù)，如下：

預(yù)處理器

預(yù)處理器主要是完成文本替換的，常用的預(yù)處理器如下：

#include：這個(gè)就不多說(shuō)了。

#if、#elif、#else、#endif：在實(shí)際代碼編寫(xiě)中會(huì)遇到這樣的寫(xiě)法，如下：

假如不想要這段代碼了，則直接更改條件既可：

適用的場(chǎng)合就是假如寫(xiě)的代碼不想要了，則不用注釋掉了。

#define、#ifdef、#ifndef：這里可以配合#define的宏定義來(lái)配合上面的一些條件來(lái)使用，如下：

其中定義的宏是可以被取消的，如下：

其中#define宏定義分為兩種：宏變量和宏函數(shù)，具體如下：

這樣在代碼中就可以使用I來(lái)表示1了，如下：

而在之前說(shuō)過(guò)預(yù)處理其實(shí)也就是做文本替換用的，所以代碼中所有的I就會(huì)被預(yù)處理器替換為1。

接下來(lái)看一下宏函數(shù)：

此時(shí)就可以在代碼中進(jìn)行調(diào)用了，如下：

但是宏函數(shù)也有陷阱需要注意，看下面這個(gè)：

如果修改一下：

期望的結(jié)果應(yīng)該是（1 + 10）* (10 + 10) = 220，但是運(yùn)行看：

居然變成了：1 + 10 * 10 + 10了，所以需要特別注意，可以加個(gè)括號(hào)解決：

下面來(lái)看一下宏函數(shù)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：它只是文本替換，使用到宏函數(shù)的地方會(huì)執(zhí)行替換，不會(huì)有函數(shù)調(diào)用的開(kāi)銷(xiāo)（將參數(shù)壓棧，釋放棧之類(lèi)的）。 缺點(diǎn)：1、不會(huì)對(duì)我們的代碼執(zhí)行檢查，不像普通的函數(shù)在編寫(xiě)階段就會(huì)給出相印的錯(cuò)誤提示。2、假如宏函數(shù)是一個(gè)非常復(fù)雜的函數(shù)，那么每個(gè)調(diào)用它的地方就會(huì)完全替換，造成代碼冗余使得最終生成的目標(biāo)文件（如so）增大了，比如：

如果代碼中調(diào)了兩次它，如下：

實(shí)際上文本替換之后就是：

其實(shí)內(nèi)聯(lián)函數(shù)跟宏函數(shù)的執(zhí)行模式是一樣的，也是執(zhí)行代碼替換，但不是一個(gè)概念，內(nèi)聯(lián)函數(shù)在編寫(xiě)時(shí)會(huì)做檢查，另外它里面的代碼不能編寫(xiě)過(guò)于復(fù)雜的代碼，如使用了switch、while等復(fù)雜控制邏輯，否則會(huì)將內(nèi)聯(lián)函數(shù)降級(jí)為普通函數(shù)，那何為內(nèi)聯(lián)函數(shù)呢？其實(shí)就是inline關(guān)鍵字，如下：

#pragma：這個(gè)用得較少，在VS中在頭文件中會(huì)自動(dòng)有一個(gè)如下東東：

它表示該頭文件只能被引用一次，其實(shí)通用的寫(xiě)法是用它：

其效果都是一樣的。

自己實(shí)現(xiàn)sprintf功能

自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)只考慮傳整型參數(shù)的情況就成，那如何來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？下面開(kāi)始：

如果遇到了“%”，則需要判斷一下它的下一位字符是否是“d”字符，只有這樣才是一個(gè)合法的占位，所以：

然后如果發(fā)現(xiàn)此參數(shù)是一個(gè)負(fù)數(shù)，則需要前面手動(dòng)加一個(gè)“-”，如下：

然后再將解析到的字符串參數(shù)遍歷到結(jié)果串當(dāng)中，如下：

下面使用一下咱們自己編寫(xiě)的函數(shù)看下效果：

原來(lái)是少了這么一句關(guān)鍵邏輯，如下：

//
// Created by xiongwei on 2018/9/23.
//

#ifndef LSN3_EXAMPLE_MYSPRINTF_H
#define LSN3_EXAMPLE_MYSPRINTF_H

#include //用來(lái)獲取可變參數(shù)

void mysprintf(char *buffer, const char *fmt, ...) {
    //首先聲明va_list
    va_list arg_list;
    va_start(arg_list, buffer);
    char *b = buffer;

    int count = 0;//用來(lái)記錄總格式化字符的總個(gè)數(shù)，因?yàn)樾枰o結(jié)果字串最后位置添加一個(gè)"