《C专家编程》读书记录

其实，这本书适合没事的时候翻翻，随便打开哪一页，应该都可以看下去的。总体来说，写的比较欢脱，不像《C和指针》和《C陷阱和缺陷》的章节标题那么严肃，有时候还以为自己在看科技杂志。不过，理解书里面的内容反而需要有较高的C语言基础，内容结构比较松散，如果觉得没有逻辑性，可能是语言基础还掌握的不够。

比较喜欢第1章关于C语言的介绍，前世今生什么的。

2015年5月1日  星期五 天气 雨

第1章  C：穿越时空的迷雾

• C语言的史前阶段：BCPL->B->New B->早期C
• C语言的早期体验（评：历史原因造成了现在C语言的一些语言特性）
• 标准I/O库和C预处理器
• K&R C   

　　　   

• 今日之ANSI C
• 它很棒，但符合标准吗：不可移植代码，坏代码，可移植代码
• 编译限制，ANSI C标准对一个能够成功编译的程序的最小长度做了限制
• ANSI C标准的结构，与K&R C相比，最重要的新特性就是原型

第2章 这不是Bug，而是语言特性f

• 编程语言的细节，Fortran语言经典错误，DO 10 I=1.10和DO 10 I=1,10的区别。

　　　　分析编程语言缺陷的一种方法是把所有的缺陷归类为3类：不该做的做了，该做的没做，该做但做的不合适。

• 多做之过
  • switch语句中的fall through　　
  • 相邻字符串常量被自动合并　　
  • 太多的缺省可见性，即默认的函数作用域过宽
• 误做之过，语言中有误导性质或是不适当的特性
  • 重载，许多符号甚至关键字被重载
  • 有些运算符的优先级是错误的（ANSI C标准由于种种历史原因，没有在优先级方面采取措施）
• 少做之过，语言应该提供但未能提供的特性
  • 空格问题
  • 注释风格
  • 编译器日期被破坏
  • lint程序绝不应该被分离出来，lint程序寻找bug，早用，勤用

第3章 分析C语言的声明

• 只有编译器才会喜欢的语言，声明
• 声明如何形成，至少一个类型说明符+有且只有一个声明器+零个或更多声明器+一个分号
• 优先级规则，括号内的->后缀操作符->前缀操作符，按照这个顺序优先级从高到低
• 通过图表分析C语言声明
• typedef可以成为你的朋友，为一种类型引入新名字，而不是为变量分配内存
• typedef int x[10]和#define x int[10]的区别
  • 可以用其他类型说明对宏类型名进行扩展

#define peach int  
unsigned peach i; /*没问题*/
typedef int banana;
unsigned banana i;/*错误，非法*/

• • 连续几个变量声明中，typedef保证所有变量为同一种类，#define定义则无法保证

• typedef struct foo {..foo;}的含义，不同的命名空间内使用同一个名字，bad habit

第4章 令人震惊的事实，数组和指针并不相同

• 数组并非指针
• 我的代码无法运行

• /*file 1*/
  int mango [100];
  /*file 2*/
  extern int *mango;

• 什么是声明，什么是定义
  • 声明，描述其他地方创建的对象
  • 定义，确定对象类型并为其分配内存，只能出现在一个地方
• 使声明和定义匹配，指针的外部声明与数组不匹配，代码当然没办法运行
• 指针和数组的区别

指针	数组
保存数据的地址	保存数据
间接访问数据，首先取指针内容，把它作为地址，然后从这个地址取地址。如果指针有一个下标[I]，就把指针的内容加上I作为地址，从中提取数据	直接访问数据，a[I]只是简单的以a+I为地址取得数据
通常用于动态数据结构	通常用于存储固定数目且数据类型相同的元素
相关的函数为malloc().free()	隐式分配和删除
通常指向匿名数据	自身即为数据名

第5章 对链接的思考

• 函数库、链接和载入

　　C预处理器——>前端（语义和语法分析）——>后端(代码生成器)——>优化器——>汇编程序——>链接-载入器，编译器通常分割成几个更小的程序

• • 静态链接，函数库的一份拷贝是可执行文件的物理组成部分
  • 动态链接，可执行文件只包含了文件名，让载入器运行时自行寻找所需要的函数库
• 动态链接的优点，体积小，共享数据库
• 函数库链接的5个特殊秘密
  • 动态库文件扩展为“so”，静态为“a“
  • 通过-lthread选项，告诉编译器连接到libthread.so
  • 编译器期望在确定的目录找到库
  • 观察头文件，确认所使用的函数库
  • 与提取动态库中的符合相比，静态库中的符号提取的方法限制更严　　
• 警惕interpositioning，通过编写与库函数同名的函数来取代该库函数的行为
• 产生链接器报告

第6章 运动的诗章：运行时数据结构

运行时数据结构包括栈，活动记录，数据和堆

• a.out及其传说，assembler output，汇编程序和链接编辑输出格式
• 段，segments，在unix中段表示一个二进制文件相关的内容块。文件中有三个段：文本段，数据段和BSS段
• OS在a.out文件里干了些什么，可执行文件中段在内存如何分布（自己画一下内存中的分布图）
• C语言运行时系统在a.out里干了些什么，C语言怎么组织正在运行的程序的数据结构（堆栈，活动记录，数据，堆等）

　　　　堆栈段的三个主要作用：为局部变量提供存储空间，进行函数调用时存储与此相关的一些维护性信息，用作暂时存储区

• 当函数被调用时发生了什么：过程活动记录（自己画过程活动记录的规范描述）
• auto和static，函数内变量定义为static被保存在数据段而不是堆栈，就算退出函数，变量值依然保持。
• 控制线程
• setjmp和longjmp，主要用于错误恢复
• UNIX中的堆栈段，当进程需要更多空间是，堆栈会自动生长
• MS-DOS中的堆栈段，在可执行文件建立时，堆栈大小必须确定，不能再运行时增长
• 有用的C语言工具：用于检查源代码的工具，用于检查可执行文件的工具，用于帮助调试的工具，性能优化辅助的工具
  
  

2015年5月5日  星期二 9:43

第7章 对内存的思考

• Intel 80x86系列，向后兼容
• Intel 80x86内存模型以及它的工作原理
  • 在UNIX中，段是一块以二进制形式出现的相关内容
  • 在内存模式中，段是内存模型设计的结果，一块64KB的内存区域
  • 在OS中，段与操作系统的内存管理有关
• 虚拟内存，通过“页”形式组织，页是OS在disk和memory之间移动的单位，一般为几K字节
• Cache存储器 ，全写法cache和写回法cache
• 数据段和堆，像堆栈段能够根据需要自动增长一样，数据段也包含了一个对象，用于完成这项工作，这就是堆。堆用于动态分配的存储，通过malloc等库函数获得内存。
• 内存泄露

　　　　C语言通常不使用垃圾收集器，自动确认并回收不再使用的内存块。

　　　　堆经常出现两种类型的错误：

• • 释放或改写仍在使用的内存
  • 未释放不再使用的内存　
• 总线错误，总线错误大多是因为未对齐的读或写引起的，段错误是由于内存管理单元异常，通常由于解引用一个未初始化/非法值的指针引起

第8章 为什么程序员无法分清万圣节和圣诞节

看了之后有点不知所云，还是理解不够深，好零碎的感觉

第9章 再论数组

• 什么时候数组和指针相同？

  　　

• 为什么会发生混淆
  • 作为函数的形式参数时，数组和指针可互换
  • 表达式中数组名（与声明不同）被compiler当做一个指向该数组第一个元素的指针
  • C语言把数组下表作为指针的偏移量
• 为什么C语言把数组形参当做指针，传值调用，传址调用？
• 数组片段的下标

　　　　通过向函数传递一个指向数组任意元素的指针，这样传递给函数的就是从该元素之后的数组片段

• 数组和指针可交换性的总结
  • 用a[i]这样的形式对数组进行访问总是被编译器“改写”或解释为像*(a+i)这样的指针访问
  • 指针始终是指针，绝不可以改写为数组。你可以用下标形式访问指针，一般都是指针作为函数参数的时候，而且你知道实际传递给函数的是一个数组
  • 在特定的上下文中，也就是作为函数的参数，一个数组的声明可以被看成一个指针。作为函数参数的数组（就是在一个函数调用中）始终会被编译器修改成为一个指向数组第一个元素的指针
  • 因此，当把一个数组定义为函数参数时，可以选择把它定义为数组，也可以定义为指针。不管何种选择，在函数内部事实上获得的都是一个指针
  • 在其他情况中，定义和声明必须匹配。
• C语言的多维数组
  • 尽管术语上称作多维数组，但C语言实际上只支持“数组的数组”
  • int apricot[2][3][4]在内存中的定位（可以自己画一下）　
  • 内存中数组如何布局：“行主序”，数组最右边下标最先变化　
  • 对多维数组的初始化

第10章 再论指针

• 多维数组的内存分布，以线性形式排列在内存中，array[i][j]——>*(*(array+i)+j)
• 指针数组就是Iliffe向量，声明一个一维指针数组，每个指针指向一个字符串来取得类似于二维字符数组的效果.char *pea[4];char pine[4][5];
• 在锯齿状数组上使用指针，字符串指针数组，右端长度不一
• 向函数传递一个一维数组，需要长度约束，有两种方法
  • 增加额外参数表示元素数目，argc的作用
  • 赋予数组最后一个元素一个特殊的值，该值不会作为正常元素出现在数组中
• 使用指针向函数传递一个多维数组

  /*二维或更多维数组无法在C语言中用作一般形式的参数*/
  my_function(int my_array[10][20]);
  my_function(int my_array[][20]);
  my_function(int (*my_array)[20]);
  my_function(char ** my_array); /*字符串指针*/

  对于多维数组作为参数传递的支持缺乏是C语言存在的一个内在限制。这使得用C语言编写某些特定类型的程序非常困难，如数值分析算法。

• 使用指针从函数返回一个数组

  /*先声明函数*/
  int (*paf()) [20];
  /*定义函数*/
  int (*paf()) [20]{ 
      int (*pear)[20]; 　
      pear=calloc(20,sizeof(int)); 
      if(!pear)longjmp(error,1); 
      return pear; 
  }
  /*调用函数*/
  int (*result)[20];
  result=paf();
  (*result)[3]=12;

• 使用指针创建和使用动态数组
  • 使用malloc()函数得到一个指向一大块内存的指针，然后像引用数组一样引用内存
  • realloc()对一个现在的内存块大小进行重新分配，同时不会丢失原来块的内容　　

　　　　

第11章 你懂得C，所以C++不在话下

• 初识OOP，面向对象编程：封装，继承，多态（动态绑定？）
抽象——取事物的本质特性
• 隐藏不相关细节
• 向外界提供“黑盒子”接口
• 把一个复杂的系统分解成几个相互独立的组成部分
• 重用和共享代码
• 封装——把相关的类型、数据和函数组合在一起
  • 类把代码和相关数据封装（捆绑）在一起
• 展示一些类，类<-->对象，类型<-->变量
• 访问控制，public,private,protected后面可以跟一大串声明，friend和virtual只能用于一条声明
• 声明，正常的C语言声明，包括函数，类型或数据
• 如何调用成员函数，点操作符.
• 继承——复用已定义的操作
• 多重继承
• 重载，作用于不同类型的同一操作具有相同的名字
• C++如何进行操作符重载
• C++输入/输出，cout<<"the value is:"<<i<<endl;多个I/O操作数链接在一起
• 多态——运行时绑定
  • 支持相关的对象具有不同的成员函数（但原型相同），并允许对象与适当的成员函数进行运行时绑定。virtual关键字告诉编译器该成员函数是多态的。
  • 多态是指一个函数或操作符只有一个名字，但它可以用于几个不同的派生类类型的能力　　　　
• 解释
  • 当相应派生类的成员函数取代基类的同类函数是，C++要求你必须提前通知compiler，方法就是在可能被取代的基类成员函数前加上virtual关键字
• C++如何表现多态
  • vptr指针实现虚函数，vptr指针指向一个叫做vtbl的函数指针向量（称为虚函数表，也称为V表）。每个类都有这样一个向量，类中每个虚函数在该向量中都有一条记录
  • 具体可参看别人的一篇博客，对于虚函数在内存中分配等问题分析的非常透彻　http://blog.jobbole.com/86843/
• C++的其他要点
  • 异常，在错误处理时改变程序的控制流
  • 模板，支持参数化类型 ，类和对象的关系<---->模板和函数的关系

    template<class T> 
    T min(T a,T b)
    {
        return　(a>b)?a:b;
    }

  • 内联inline
  • new和delete操作符，new可以真正地建立一个对象，malloc()函数只分配内存。
  • 传引用调用，call-by-reference。