mirror of
https://github.com/adambard/learnxinyminutes-docs.git
synced 2024-12-23 09:41:36 +00:00
24 KiB
24 KiB
| language | filename | contributors | translators | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | learnc-ru.c |
|
|
Что ж, Си всё ещё является лидером среди современных высокопроизводительных языков.
Для большинства программистов, Си – это самый низкоуровневый язык на котором они когда-либо писали, но этот язык даёт больше, чем просто повышение производительности. Держите это руководство в памяти и вы сможете использовать Си максимально эффективно.
// Однострочный комментарий начинается с // - доступен только после С99.
/*
Многострочный комментарий выглядит так. Работает начиная с С89.
*/
// Импорт файлов происходит с помощью **#include**
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
// Файлы <в угловых скобочках> будут подключаться из стандартной библиотеки.
// Свои файлы необходимо подключать с помощью "двойных кавычек".
#include "my_header.h"
// Объявление функций должно происходить в .h файлах или вверху .c файла.
void function_1();
void function_2();
// Точка входа в программу – это функция main.
int main() {
// для форматированного вывода в консоль используется printf
// %d – означает, что будем выводить целое число, \n переводит указатель вывода
// на новую строчку
printf("%d\n", 0); // => напечатает "0"
// Каждый оператор заканчивается точкой с запятой.
///////////////////////////////////////
// Типы
///////////////////////////////////////
// int обычно имеет длину 4 байта
int x_int = 0;
// short обычно имеет длину 2 байта
short x_short = 0;
// char гарантированно имеет длину 1 байта
char x_char = 0;
char y_char = 'y'; // Символьные литералы заключаются в кавычки ''
// long как правило занимает от 4 до 8 байт
// long long занимает как минимум 64 бита
long x_long = 0;
long long x_long_long = 0;
// float это 32-битное число с плавающей точкой
float x_float = 0.0;
// double это 64-битное число с плавающей точкой
double x_double = 0.0;
// Целые типы могут быть беззнаковыми.
unsigned short ux_short;
unsigned int ux_int;
unsigned long long ux_long_long;
// sizeof(T) возвращает размер переменной типа Т в байтах.
// sizeof(obj) возвращает размер объекта obj в байтах.
printf("%zu\n", sizeof(int)); // => 4 (на большинстве машин int занимает 4 байта)
// Если аргументом sizeof будет выражение, то этот аргумент вычисляется
// ещё во время компиляции кода (кроме динамических массивов).
int a = 1;
// size_t это беззнаковый целый тип который использует как минимум 2 байта
// для записи размера объекта
size_t size = sizeof(a++); // a++ не выполнится
printf("sizeof(a++) = %zu, где a = %d\n", size, a);
// выведет строку "sizeof(a++) = 4, где a = 1" (на 32-битной архитектуре)
// Можно задать размер массива при объявлении.
char my_char_array[20]; // Этот массив занимает 1 * 20 = 20 байт
int my_int_array[20]; // Этот массив занимает 4 * 20 = 80 байт (сумма 4-битных слов)
// Можно обнулить массив при объявлении.
char my_array[20] = {0};
// Индексация массива происходит также как и в других Си-подобных языках.
my_array[0]; // => 0
// Массивы изменяемы. Это просто память как и другие переменные.
my_array[1] = 2;
printf("%d\n", my_array[1]); // => 2
// В C99 (а также опционально в C11), массив может быть объявлен динамически.
// Размер массива не обязательно должен быть рассчитан на этапе компиляции.
printf("Enter the array size: "); // спрашиваем юзера размер массива
char buf[0x100];
fgets(buf, sizeof buf, stdin);
size_t size = strtoul(buf, NULL, 10); // strtoul парсит строку в беззнаковое целое
int var_length_array[size]; // объявление динамического массива
printf("sizeof array = %zu\n", sizeof var_length_array);
// Вывод программы (в зависимости от архитектуры) будет таким:
// > Enter the array size: 10
// > sizeof array = 40
// Строка – это просто массив символов, оканчивающийся нулевым (NUL (0x00)) байтом
// представляемым в строке специальным символом '\0'.
// Нам не нужно вставлять нулевой байт в строковой литерал,
// компилятор всё сделает за нас.
char a_string[20] = "This is a string";
printf("%s\n", a_string); // %s обозначает вывод строки
printf("%d\n", a_string[16]); // => 0
// байт #17 тоже равен 0 (а также 18, 19, и 20)
// Если между одинарными кавычками есть символ – это символьный литерал,
// но это тип int, а не char (по историческим причинам).
int cha = 'a'; // хорошо
char chb = 'a'; // тоже хорошо (подразумевается преобразование int в char)
///////////////////////////////////////
// Операторы
///////////////////////////////////////
// Можно использовать множественное объявление.
int i1 = 1, i2 = 2;
float f1 = 1.0, f2 = 2.0;
// Арифметика обычная
i1 + i2; // => 3
i2 - i1; // => 1
i2 * i1; // => 2
i1 / i2; // => 0 (0.5, но обрезается до 0)
f1 / f2; // => 0.5, плюс-минус погрешность потому что,
// цифры с плавающей точкой вычисляются неточно!
// Остаток от деления
11 % 3; // => 2
// Операции сравнения вам уже знакомы, но в Си нет булевого типа.
// Вместо него используется int. 0 это false, всё остальное это true.
// Операции сравнения всегда возвращают 1 или 0.
3 == 2; // => 0 (false)
3 != 2; // => 1 (true)
3 > 2; // => 1
3 < 2; // => 0
2 <= 2; // => 1
2 >= 2; // => 1
// Си это не Питон – операции сравнения могут быть только парными.
int a = 1;
// ОШИБКА:
int between_0_and_2 = 0 < a < 2;
// Правильно:
int between_0_and_2 = 0 < a && a < 2;
// Логика
!3; // => 0 (логическое НЕ)
!0; // => 1
1 && 1; // => 1 (логическое И)
0 && 1; // => 0
0 || 1; // => 1 (логическое ИЛИ)
0 || 0; // => 0
// Битовые операторы
~0x0F; // => 0xF0 (побитовое отрицание)
0x0F & 0xF0; // => 0x00 (побитовое И)
0x0F | 0xF0; // => 0xFF (побитовое ИЛИ)
0x04 ^ 0x0F; // => 0x0B (исключающее ИЛИ (XOR))
0x01 << 1; // => 0x02 (побитовый сдвиг влево (на 1))
0x02 >> 1; // => 0x01 (побитовый сдвиг вправо (на 1))
// Будьте осторожны при сдвиге беззнакового int, эти операции не определены:
// - сдвиг в знаковый бит у целого числа (int a = 1 << 32)
// - сдвиг влево отрицательных чисел (int a = -1 << 2)
///////////////////////////////////////
// Структуры ветвления
///////////////////////////////////////
// Условный оператор
if (0) {
printf("I am never run\n");
} else if (0) {
printf("I am also never run\n");
} else {
printf("I print\n");
}
// Цикл с предусловием
int ii = 0;
while (ii < 10) {
printf("%d, ", ii++); // инкрементация происходит после того как
// значение ii передано ("postincrement")
} // => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
printf("\n");
// Цикл с постусловием
int kk = 0;
do {
printf("%d, ", kk);
} while (++kk < 10); // инкрементация происходит перед тем как
// передаётся значение kk ("preincrement")
// => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
printf("\n");
// Цикл со счётчиком
int jj;
for (jj=0; jj < 10; jj++) {
printf("%d, ", jj);
} // => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
printf("\n");
// Ветвление с множественным выбором
switch (some_integral_expression) {
case 0: // значения должны быть целыми константами (и могут быть выражениями)
do_stuff();
break; // если не написать break; то управление будет передано следующему блоку
case 1:
do_something_else();
break;
default:
// если не было совпадения, то выполняется блок default:
fputs("ошибка!\n", stderr);
exit(-1);
break;
}
///////////////////////////////////////
// Форматирование вывода
///////////////////////////////////////
// Каждое выражение в Си имеет тип, но вы можете привести один тип к другому,
// если хотите (с некоторыми искажениями).
int x_hex = 0x01; // Вы можете назначать переменные с помощью шестнадцатеричного кода.
// Приведение типов будет пытаться сохранять цифровые значения.
printf("%d\n", x_hex); // => Prints 1
printf("%d\n", (short) x_hex); // => Prints 1
printf("%d\n", (char) x_hex); // => Prints 1
// Типы могут переполняться без вызова предупреждения.
printf("%d\n", (unsigned char) 257); // => 1 (Max char = 255 if char is 8 bits long)
// Для определения максимального значения типов `char`, `signed char` и `unisigned char`,
// соответственно используйте CHAR_MAX, SCHAR_MAX и UCHAR_MAX макросы из <limits.h>
// Целые типы могут быть приведены к вещественным и наоборот.
printf("%f\n", (float)100); // %f formats a float
printf("%lf\n", (double)100); // %lf formats a double
printf("%d\n", (char)100.0);
///////////////////////////////////////
// Указатели
///////////////////////////////////////
// Указатель – это переменная которая хранит адрес в памяти.
// При объявлении указателя указывается тип данных переменной на которую он будет ссылаться.
// Вы можете получить адрес любой переменной, а потом работать с ним.
// Используйте & для получения адреса переменной.
int x = 0;
printf("%p\n", (void *)&x); // => Напечатает адрес в памяти, где лежит переменная x
// (%p выводит указатель на void *)
// Для объявления указателя нужно поставить * перед именем.
int *px, not_a_pointer; // px это указатель на int
px = &x; // сохранит адрес x в px
printf("%p\n", (void *)px); // => Напечатает адрес в памяти, где лежит переменная px
printf("%zu, %zu\n", sizeof(px), sizeof(not_a_pointer));
// => Напечатает "8, 4" в 64 битной системе
// Для того, чтобы получить значение по адресу, напечатайте * перед именем.
// Да, * используется при объявлении указателя и для получении значения по адресу
// немного запутано, но вы привыкнете.
printf("%d\n", *px); // => Напечатает 0, значение перемененной x
// Вы также можете изменять значение, на которое указывает указатель.
(*px)++; // Инкрементирует значение на которое указывает px на единицу
printf("%d\n", *px); // => Напечатает 1
printf("%d\n", x); // => Напечатает 1
// Массивы удобно использовать для большого количества однотипных данных.
int x_array[20];
int xx;
for (xx = 0; xx < 20; xx++) {
x_array[xx] = 20 - xx;
} // Объявление x_array с значениями 20, 19, 18,... 2, 1
// Объявление указателя на int с адресом массива.
int* x_ptr = x_array;
// x_ptr сейчас указывает на первый элемент массива (со значением 20).
// Это работает, потому что при обращении к имени массива возвращается
// указатель на первый элемент.
// Например, когда массив передаётся в функцию или присваивается указателю, он
// неявно преобразуется в указатель.
// Исключения: когда массив является аргументом для оператор '&':
int arr[10];
int (*ptr_to_arr)[10] = &arr; // &arr не является 'int *'!
// он является "указателем на массив" (из десяти 'int'ов).
// или когда массив это строчный литерал, используемый при объявлении массива символов:
char arr[] = "foobarbazquirk";
// или когда массив является аргументом `sizeof` или `alignof` операторов:
int arr[10];
int *ptr = arr; // то же самое что и "int *ptr = &arr[0];"
printf("%zu %zu\n", sizeof arr, sizeof ptr); // напечатает "40, 4" или "40, 8"
// Декрементация и инкрементация указателей зависит от их типа
// (это называется арифметика указателей)
printf("%d\n", *(x_ptr + 1)); // => Напечатает 19
printf("%d\n", x_array[1]); // => Напечатает 19
// Вы также можете динамически выделять несколько блоков памяти с помощью
// функции malloc из стандартной библиотеки, которая принимает один
// аргумент типа size_t – количество байт необходимых для выделения.
int *my_ptr = malloc(sizeof(*my_ptr) * 20);
for (xx = 0; xx < 20; xx++) {
*(my_ptr + xx) = 20 - xx; // my_ptr[xx] = 20-xx
} // Выделяет память для 20, 19, 18, 17... 2, 1 (как int'ы)
// Работа с памятью с помощью указателей может давать неожиданные и
// непредсказуемые результаты.
printf("%d\n", *(my_ptr + 21)); // => Напечатает кто-нибудь знает, что?
// Скорей всего программа вылетит.
// Когда вы закончили работать с памятью, которую ранее выделили, вам необходимо
// освободить её, иначе это может вызвать утечку памяти или ошибки.
free(my_ptr);
// Строки это массивы символов, но обычно они представляются как
// указатели на символ (как указатели на первый элемент массива).
// Хорошей практикой считается использование `const char *' при объявлении
// строчного литерала. При таком подходе литерал не может быть изменён.
// (например "foo"[0] = 'a' вызовет ошибку!)
const char *my_str = "This is my very own string literal";
printf("%c\n", *my_str); // => 'T'
// Это не работает, если строка является массивом
// (потенциально задаваемой с помощью строкового литерала)
// который находится в перезаписываемой части памяти:
char foo[] = "foo";
foo[0] = 'a'; // это выполнится и строка теперь "aoo"
void function_1()
} // конец функции main()
///////////////////////////////////////
// Функции
///////////////////////////////////////
// Синтаксис объявления функции:
// <возвращаемый тип> <имя функции>(аргументы)
int add_two_ints(int x1, int x2) {
return x1 + x2; // Используйте return для возврата значения
}
/*
Данные в функцию передаются "по значению", но никто не мешает
вам передавать в функцию указатели и менять данные по указателям.
Например: инвертировать строку прямо в функции
*/
// void означает, что функция ничего не возвращает
void str_reverse(char *str_in) {
char tmp;
int ii = 0;
size_t len = strlen(str_in); // `strlen()` является частью стандартной библиотеки
for (ii = 0; ii < len / 2; ii++) {
tmp = str_in[ii];
str_in[ii] = str_in[len - ii - 1]; // ii-тый символ с конца
str_in[len - ii - 1] = tmp;
}
}
char c[] = "This is a test.";
str_reverse(c);
printf("%s\n", c); // => Выведет ".tset a si sihT"
///////////////////////////////////////
// Типы и структуры определяемые пользователем
///////////////////////////////////////
// typedef используется для задания стандартным типам своих названий
typedef int my_type;
my_type my_type_var = 0;
// Структуры это просто коллекция данных, память выделяется последовательно,
// в том порядке в котором записаны данные.
struct rectangle {
int width;
int height;
};
// sizeof(struct rectangle) == sizeof(int) + sizeof(int) – не всегда верно
// из-за особенностей компиляции (необычное поведение при отступах)[1].
void function_1() {
struct rectangle my_rec;
// Доступ к структурам через точку
my_rec.width = 10;
my_rec.height = 20;
// Вы можете объявить указатель на структуру
struct rectangle *my_rec_ptr = &my_rec;
// Можно получить доступ к структуре и через указатель
(*my_rec_ptr).width = 30;
// ... или ещё лучше: используйте оператор -> для лучшей читабельности
my_rec_ptr->height = 10; // то же что и "(*my_rec_ptr).height = 10;"
}
// Вы можете применить typedef к структуре, для удобства.
typedef struct rectangle rect;
int area(rect r) {
return r.width * r.height;
}
// Если вы имеете большую структуру, можно получить доступ к ней "по указателю",
// чтобы избежать копирования всей структуры.
int area(const rect *r) {
return r->width * r->height;
}
///////////////////////////////////////
// Указатели на функции
///////////////////////////////////////
/*
Во время исполнения функции находятся по известным адресам в памяти.
Указатель на функцию может быть использован для непосредственного вызова функции.
Однако синтаксис может сбивать с толку.
Пример: использование str_reverse по указателю
*/
void str_reverse_through_pointer(char *str_in) {
// Определение функции через указатель.
void (*f)(char *); // Сигнатура должна полностью совпадать с целевой функцией.
f = &str_reverse; // Присвоить фактический адрес (во время исполнения)
// "f = str_reverse;" тоже будет работать.
// Имя функции (как и массива) возвращает указатель на начало.
(*f)(str_in); // Просто вызываем функцию через указатель.
// "f(str_in);" или вот так
}
На почитать
Лучше всего найдите копию K&R, она же "The C Programming Language", это книга написанная создателями Си. Но будьте осторожны, она содержит идеи которые больше не считаются хорошими.
Если у вас появился вопрос, почитайте compl.lang.c Frequently Asked Questions.
Очень важно использовать правильные отступы и ставить пробелы в нужных местах. Читаемый код лучше, чем красивый или быстрый код. Чтобы научиться писать хороший код, почитайте Linux kernel coding style.