第1章 从基础开始——预备知识和复习
1.1.8 C是只能使用标量的语言
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对于标量（scalar）这个词，大家可能有些陌生。
简单地说，标量就是指char、int、double和枚举型等数值类型，以及指针。相对地，像数组、结构体和共用体这样的将多个标量进行组合的类型，我们称之为聚合类型（aggregate）。
早期的C语言一度只能使用标量。
经常听到初学者有以下的提问：
if (str == "abc")
这样的代码为什么不能执行预期的动作呢？确实已经将“abc”放到了str中，条件表达式的值却不为真。这是为什么？
对于这样的疑问，通常给出的答案是“这个表达式不是在比较字符串的内容，它只是在比较指针”，其实还可以给出另外一个答案：
字符串其实就是char类型的数组，也就是说它不是标量，当然在C里面不能用==进行比较了。
来讨论一下这个问题，对于(str == "abc")这个表达式，如果你正在使用CLion，你应该会得到一个warning: Result of comparison against a string literal is unspecified (use strcmp instead)。左侧是char *（指向了char数组的第一个元素），右侧也是char *（指向了字符串字面量的第一个元素），也就是书中所说的这是在比较指针。
另外，我还看见有大一同学写(str == "")这样的表达式来判断字符串是否为空，这样的比较正如上文所说，自然不能成功。如果真的需要比较，应当使用strcmp()函数。如果是为了判断字符串是否为空，可以这样：
1 | if (strcmp(str, "")) { } |
1 | if (strlen(str) == 0) { } |
好吧跑题跑得有点远，回来继续看字符串...又或者，直接使用C++的STL：
1 2 | std::string str; if (str == "") { } |
1 2 | std::string str; if (!str.empty()) { } |
1.2.1 恶名昭著的指针究竟是什么
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关于“指针”一词，在K&R中有下面这样的说明（第5章“指针和数组”的开头部分）：
指针是一种保存变量地址的变量，在C中频繁地使用。
其实在表达上，这样的说明是有很大问题的。总会让人感觉，一旦提起指针，就要把它当作变量的意思。实际上并非总是如此。
此外，在C语言标准中最初出现“指针”一词的部分，有这样一段话：
指针类型（pointer type）可由函数类型、对象类型或不完全的类型派生，派生指针类型的类型称为引用类型。指针类型描述一个对象，该类对象的值提供对该引用类型实体的引用。由引用类型 T 派生的指针类型有时称为“（指向）T的指针”。从引用类型构造指针类型的过程称为“指针类型的派生”。这些构造派生类型的方法可以递归地应用。
这段话的内容也许会让你一头雾水。那就让我们先关注第一句话吧，那里出现了“指针类型”一词。
提到“类型”，立刻会让人想起“int类型”、“double类型”等。同样，在C语言中也存在“指针类型”这样的类型。
“指针类型”其实不是单独存在的，它是由其他类型派生而成的。以上对标准内容的引用中也提到“由引用类型T派生的指针类型有时称为‘（指向） T的指针’”。
也就是说，实际上存在的类型是“指向int的指针类型”、“指向double的指针类型”。
因为“指针类型”是类型，所以它和int类型、double类型一样，也存在“指针类型变量”和“指针类型的值”。糟糕的是，“指针类型”、“指针类型变量”和“指针类型的值”经常被简单地统称为“指针”，所以非常容易造成歧义，这一点需要提高警惕。
要点
先有“指针类型”。
因为有了“指针类型”，所以有了“指针类型的变量”和“指针类型的值”。
比如，在C中，使用int类型表示整数。因为int是“类型”，所以存在用于保存int型的变量，当然也存在int型的值。
指针类型同样如此，既存在指针类型的变量，也存在指针类型的值。
因此，几乎所有的处理程序中，所谓的“指针类型的值”，实际是指内存的地址。
也不知道摘这么长一段出来有没有人看...主要是挺经常要跟大二的学生解释这个问题：“指针类型”是由其它类型派生而成的，而非指向任何不同对象的指针都是同一种类型（好吧这后半句我也解释不清楚，谁让我根本不知道各位同学是怎么被教坏的呢）。
还有个更要命的问题就是...学校的习题基本上是让你拿几个指针处理各种数组和字符串，也不讲讲指针和数组之间的区别，最后我看到的都是一堆风格奇差的代码和各种类型不匹配...（摊手.jpg）
后续慢慢来谈上面的这些问题，特别是语法糖之类的部分。
1.2.2 和指针的第一次亲密接触
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前面曾经提到，因为存在“指针类型”，所以存在“指针类型的变量”和“指针类型的值”。这里输出的“地址”，是指“指针类型的值”。
另外，以上的例子在使用printf()输出指针的值时，使用了参数%p。很多人都使用过%x 这样的参数。遗憾的是，这种使用方式是错误的。关于这点的解释，请参照1.2.3节。
补充 关于int main(void)
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在C语言标准中，关于main()函数的使用只有如下两种方式：
int main(int argc, char *argv[])
或者
int main(void)
尽管如此，还是可以在一些入门书籍中遇到
void main(void)
这样的写法，这是错误的。确实，就算是这么写，很多程序也能动起来。但是在有些环境下，编译器可能会报告一些警告信息。
main 函数返回一个 int 类型的值，因此在处理的最后必须有 return （现在的很多编译器都会提示没有return的警告）。
本书所有例程的 main 函数的末尾都写了 return 0；。
返回0表示通知运行环境程序“正常结束”。
补充 NULL、0和'\0'
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经常有一种错误的程序写法：使用NULL来结束字符串。
/*
通常，C的字符串使用'\0'结尾，可是因为strnpy()函数在src的长度大于len的情况下没有使用'\0'来结束，所以一板一眼地写了一个整理成C的字符串形式的函数（企图）
*/
void my_strncpy(char *dest, char *src, int len) {
strncpy(dest, src, len);
dest[len] = NULL; ←使用NULL来结束字符串！！
}
上面的代码，尽管在某些运行环境下能跑起来，但无论怎样它就是错误的。因为字符串是使用“空字符”来结束的，而不是用空指针来结束。
在C语言标准中，空字符的定义为“所有的位为0的字节称为空字符（null character）”（5.2.1）。也就是说，空字符是值为0的字符。
空字符在表现上通常使用'\0'。因为'\0'是常量，所以实际上它等同于0。也许有些吓到你了，'\0'呀'a'呀什么的，它们的数据类型其实并不是char，而是int（注）。
注：如果是C++，就不是这个结论了。
https://stackoverflow.com/questions/433895/why-are-c-character-literals-ints-instead-of-chars
1.2.6 实践——swap函数
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调用C的函数，参数传递往往是传值，这种方式传递的是参数的副本。
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说个题外话，如果仅仅是需要交换整型变量的值，完全不使用临时变量也是可以的。比如使用下面的宏定义：
#define SWAP(a, b) (a += b, b = a - b, a -= b)
在这种方式（还可以使用异或运算符）下，在颠倒使用同一个变量时，这个程序是不能正常运行的。比如你写了SWAP(a[i], a[j])，并且恰巧i == j，那我只能恭喜你中招了。当然，如果你能担保这种情况永远不可能出现，使用这个宏也未尝不可。
补充 形参和实参
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几乎所有的 C语言的入门书籍中，都会讲解“形参”和“实参”的概念。但是它们还是经常被轻易混淆。
实参是调用函数时的参数。
func(5); ←这里的5是实参。
形参是接受实参的一方。
void func(int hoge) ←这里的hoge是形参 { }
1.3.3 下标运算符[]和数组是没有关系的
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在前一小节的“改写版”例程中，像下面这样将指针指向数组的初始元素。
p = &array[0];
其实也可以写成下面这样：
p = array;
对于这种写法，很多C语言的入门书籍是这样说明的：
在 C中，如果在数组名后不加[]，单独地只写数组名，那么此名称就表示“指向数组初始元素的指针”。
在这里，我可以负责地告诉你，上面的说明是错误的*。
* 如果考虑给人留点面子，其实我应该这么说：”不能说这个说明总是对的。“可是考虑一下听到这个说明的人如何解释它，就感觉还不如痛痛快快地指出来”这个说明完全是错误的“。
又惊着你了吧？
在 C的世界里，事到如今你再去否定“数组名后不加[]，就代表指向初始元素的指针”这个“强大的”误解显得有点无奈。对于这种已经深入人心的观点，你突然放言它其实是个误解，可能很多人无法接受。下面让我们依法来证明。
将&array[0]改写成array，“改写版”的程序甚至可以写成下面这样：
p = array; ←只是改写了这里，可是……
for (i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d\n", *(p + i));
}
另外，程序中*(p + i)也可以写成 p[i]。
p = array;
for (i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d\n", p[i]);
}
也就是说，
*(p + i)
和
p[i]
是同样的意思。可以认为后面的写法是前面的简便写法。
在这个例子中，最初通过 p = array;完成了向 p 的赋值，但之后 p 一直没有发生更改。所以，早知如此，何必当初偏要多声明一个p，还不如一开始就写成array呢。
for (i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d\n", array[i]);
}
呀，好像又回去了呢。
结论就是，
p[i]
这种写法只不过是
*(p + i)
这种写法的简便写法，除此之外，它毫无意义。array[i]和p[i]有什么不一样吗？array[i]也可以像 p[i]一样，将 array 解读成“指向数组的初始元素的指针”。
也就是说，存在
int array[5];
这样的声明的时候，“一旦后面不追加[]，只写array”并不代表要使array具有指向数组第1 个元素的指针的含义，无论加不加[]，在表达式中，数组都可以被解读成指针。
顺便说一下，对于这个规则来说，有三个小的例外，我们会在第3章作详细说明。
你可以认为这是一个哗众取宠的异端邪说，但至少在语法上，数组下标运算符[]和数组无关。
这里也是C的数组下标从0开始的理由之一。
要点
【非常重要！！】
表达式中，数组可以解读成“指向它的初始元素的指针”。尽管有三个小例外，但是这和在后面加不加[]没有关系。
要点
p[i]是*(p + i)的简便写法。
下标运算符[]原本只有这种用法，它和数组无关。
需要强调的是，认为[]和数组没有关系，这里的[]是指在表达式中出现的下标运算符[]。
声明中的[]，还是表达数组的意思。也就是说，声明中的[]和表达式中的[]意义完全不同。表达式中的*和声明中的*的意义也是完全不同的。这些现象使得 C语言的声明在理解上变得更加扑朔迷离……对此，第3章将会进行详细的说明。
此外，如果将 a + b 改写成 b + a，表达式的意义没有发生改变，所以你可以将*(p + i)写成*(i + p)。其次，因为 p[i]是*(p + i)的简便写法，实际上它也可以写成i[p]。
引用数组元素的时候，通常我们使用array[5]这样的写法。其实，就算你写成 5[array]，还是可以正确地引用到你想要的元素。可是，这种写法实在太另类了，它不能给我们带来任何好处。
要点
p[i]可以写成i[p]。
要点
【比上面这个要点更重要的要点】
但是别写成那样。
详细得不需要我再废话什么了...
补充 语法糖
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p[i]是*(p+i)的简单写法，实际上，至少对于编译器来说，[]这样的运算符完全可以不存在。
可是，对于人类来说，*(p + i)这种写法在解读上比较困难，写起来也麻烦（键入量大）。因此，C语言引入了[]运算符。
就像这样，这些仅仅是为了让人类容易理解而引入的功能，的确可以让我们感受到编程语言的甜蜜味道（容易着手），有时我们称这些功能为语法糖（syntax sugar或者syntactic sugar）。