C 陷阱与缺陷¶

C Traps and Pitfalls

出版社	作者	原书年份
人民邮电出版社	Andrew Koening	1989

想要学好一门编程语言，应该阅读什么样的图书？在大多数场合下，我都会向他推荐市面上最新出版的图书。原因就是：以现在计算机领域内技术的发展速度，几乎每隔一段时间，我们就需要对自己现有的知识进行更新。这样看来，使用一本比较新的图书，里面的东西会比较贴近当前技术的发展，因而也就能够让你更容易掌握所要学的东西。

Ch0. 导读¶

回忆：词法、语法、语义

在进入接下来的章节前，让我们回顾一些知识。

在《计算机科学导论》第 9 章中我们学到，程序设计语言的编译步骤由以下四个步骤组成：

词法分析器
语法分析器
语义分析器
编译模块

请回忆它们的工作和作用。

本章简单介绍了全书各个部分将要讨论的内容。

Ch1. 词法陷阱¶

本章我们关注字符是如何组成符号的。

术语 token （符号）是语言的基本表意单元。字符组成符号。例子: ->、file 都是符号.
- 同一组字符序列在不同上下文中可能属于不同符号。

我们来看几个例子，请思考这些程序的行为（注意运算符优先级）。

`=` 与 `==` 混用¶

while(c = ' ' || c == '\t')
    c = getc(f);

if((filedesc == open(argv[i], 0)) < 0)
    error();

open() 函数

这是一个系统调用：

#include <fcntl.h>
int open(const char *pathname, int flags)

我们将在 Linux 进阶中学习到与系统调用有关的知识。

贪心法¶

C 的词法分析遵循贪心法：

如果该字符可能组成符号，那么再读入下一个字符，直到读入的字符串已经不可能再组成一个有意义的符号。

我们举几个可能不恰当的例子来说明贪心法：

a---b
a -- - b
a - -- b

y = x/*p /* p point to the dividen */
y = x / *p

n-->0
n-- >0
n- -> 0

a+++++b

请思考上面几个表达式的行为。

整形常量¶

10 与 010 的含义截然不同。
ANSI C 以后禁止在八进制数中使用字符 8 和 9。

混用的情况可能在需要格式对齐时出现，此时不要为数字添 0，可能造成八进制结果。

字符串和字符常量¶

单引号引起的字符实际上代表一个整数，而整数的存储空间（16 位或 32 位）可以同时容纳多个字符。因此，有些 C 编译器允许在一个字符常量中包括多个字符。但对于这样的行为没有准确的定义

'yes'

有的编译器可能忽略后面的字符，有的编译器可能用后面的字符逐个覆盖前面的字符。GCC 和 Clang 采用后一种方法。

Ch2. 语法陷阱¶

本章我们关注符号是如何组成声明、表达式、语句和程序的。

函数声明¶

Question

请设计一个 C 语句，调用首地址为 0 的函数。

对于上面这个问题，标准答案是 (*(void(*)())0)()。

接下来我们一步步解释这一函数调用。

声明的组成¶

本书将声明看做由：类型和一组类似表达式的声明符组成。简单的逻辑就是：对声明符求值时应当返回指定类型的结果。

float f, g 对 f 和 g 求值应返回 float
float ff() 对 ff() 求值应返回 float
float *pf 对 *pf 求值应返回 float
float *g(), (*h)() 对 *(g()) 和 h() 求值应返回 float （本例中，注意运算符优先级和函数指针的意义）

函数指针

应当始终理解：函数指针实际表达的意义是 (*fp)()。fp() 只是简写。在声明中，必须使用前一种形式。这是因为 () 的优先级比 * 高，所以必须用圆括号将指针 (*fp) 括起来。事实上，K&R C 不允许第二种形式的使用。

再回忆一些相关的知识：

函数名可以代表函数的地址
函数指针类型名最好这样声明：V_FP_CHARP，即说明返回值、名称、参数列表。

类型转换符¶

把声明中的变量名去掉，再用括号封装，就变成了类型转换符，比如对上面的每一例：

(float)
(float (*)())
(float *)
(float *()), (float (*)())

我们要想调用地址为 0 的函数，可能会这样想：

(*0)()

但是，0 应当使用强制类型转换为我们需要的类型，类型转换符是：(void(*)())

使用 typedef 可以更清晰地解决该问题：

typedef void (*funcptr)();
(*(funcptr)0)();

理解 `typedef`¶

本书给出的理解声明的方式也能让我们更好地理解 typedef：直接在声明语句前面加上 typedef 就将该声明符作为该声明符的类型的替代。

typedef float *pf 中 pf 代表 float *
typedef float *g() 中 g 代表 float *()

例子：`signal()`¶

signal() 函数

声明在 <signal.h> 中，它接受一个代表需要被捕获的特定 signal 的整数值，和一个用户提供的用于处理 signal 函数的指针。

我们先从用户定义的函数开始设计。用户可能会定义这样的处理函数：

void sigfunc(int);

因此，我们将 signal 函数声明为：

void (*signal(int, void(*)(int)))(int);

解释：传递 (int, void(*)(int)) 参数以调用 signal 函数，对 signal 的返回值（是一个函数指针类型）解引用得到一个函数，然后传递一个整数给这个函数，最后返回值是 void。

运算符优先级¶

（略）

分号¶

有几种情况下的分号会导致重大问题：

if 和 while 等语句的结尾
上面语句和 return 的结合，如：

if(n<3)
    return
logrec.date = x[0];
logrec.time = x[1];

结构声明的结尾，再碰到函数定义：

struct logrec{
    int date;
}
main ()
{
    //...
}

这种情况下结构会被当做函数的返回值。

`switch` 语句¶

活用 switch 语句处理步骤比较相近的分支。

悬挂的 `else` 语句¶

牢记：else 与括号内最近的一个 if 匹配，并在多重选择、嵌套的情况下用好花括号即可避免该错误。

Ch3. 语义陷阱¶

本章考察看起来一切都显得合情合理，但在所有 C 实现中都是未定义的行为。

指针与数组¶

本节重点理解数组名与指针的概念、数组与指针的转化。

除了被用作 sizeof 的参数这一情形，其他情况下数组名都代表指向数组首元素地址的指针。
- 注意，这个首元素可能还是数组，让我们来看一个多维数组的情况：
```
int calendar[12][31];
p = calendar;
```
  这里的 calendar 是一个指向数组的指针。
还有 &array_name 的情况，得到一个指向数组的指针。
因为 *(a+i) 与 *(i+a) 含义相同，因此 a[i] 与 i[a] 相同。

对于上面的日历多维数组，我们写一个你可能从来不会这样写的循环：

int (*montp)[31];
for (monthp = calendar; monthp < &calendar[12]; monthp++){
    int *dayp;
    for (dayp = *monthp; dayp < &(*monthp)[31]; dayp++)
        *dayp = 0;
}

这个例子仅用于揭示数组与指针的关系，在实际写代码时，千万不要这样做。

非数组的指针¶

本节主要讨论字符串的大小、空字符的影响，略过。

作为参数的数组声明¶

将数组作为参数毫无意义，将被自动转换为指向首元素的指针。

但是，请不要假设在其他情况下也有这样的转换。以下两个语句有着天壤之别：

extern char *hello;
extern char hello[];

Note

编写函数声明时，选择能最清晰表达自己意图的方式。

避免“举隅法”¶

举隅法的意思是，以隐喻表示指代物与被指代物之间的关系。本节主要讨论混淆指针和指针所指向数据的情况，略过。

空指针与空串¶

清楚这两者的不同即可。