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452
C02-数据类型，运算符和表达式/C2-数据类型，运算符和表达式.md
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452
C02-数据类型，运算符和表达式/C2-数据类型，运算符和表达式.md
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@@ -0,0 +1,452 @@
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# 目录
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- [目录](#目录)
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- [第二章 数据类型，运算符和表达式](#第二章-数据类型运算符和表达式)
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- [数据类型（基本数据类型）](#数据类型基本数据类型)
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- [常量与变量](#常量与变量)
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- [常量](#常量)
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- [定义](#定义)
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- [分类](#分类)
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- [变量](#变量)
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- [定义](#定义-1)
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- [变量的生命周期与作用范围](#变量的生命周期与作用范围)
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- [运算符和表达式](#运算符和表达式)
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- [表达式和语句的区别](#表达式和语句的区别)
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- [运算符相关代码](#运算符相关代码)
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# 第二章 数据类型，运算符和表达式
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## 数据类型（基本数据类型）
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> 数据类型所占字节数随机器硬件不同而不同，以`int`为基准，`char`比它小，`float`和`double`比它大。
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1. 所占字节数
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2. 存储区别
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3. 不同类型的数据间转换（隐式和**显式**=>强制类型转换）
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4. 特殊性
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1. 布尔型（`bool`）：
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`false`：`0`，`true`：非零值。
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2. `float`类型，不够精确，其实是一个小范围。
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```c
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int func(float f)
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{
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if (f < 0)
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return -1;
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// else if (f == 0)
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else if (fabs(f - 0) <= 1e-6)
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return 0;
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else
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return 1;
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}
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```
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3. `char`型是否有符号，未定义
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4. 不同形式的零值
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`0`，`'0'`，`"0"`，`'\0'`，`NULL`
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5. 数据类型得与后续代码的输入输入相匹配（自相矛盾）
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## 常量与变量
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### 常量
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#### 定义
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在程序执行过程中值不会发生变化的量。
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#### 分类
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- 整型常量：1，790，76
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- 实型常量：3.14，5.26
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- 字符常量：由单引号引起来的单个字符或转义字符，如`'a'`，`'X'`，`'\n'`，`'\ddd'`（d可以是`0-7`，三位八进制，例如`'\015'`），`'\xhh'`（h可以是`0-F`，二位十六进制，`'\x7f'`）
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- 字符串常量：由双引号引起来的一个或多个字符组成的序列（特殊情况，空串），如：`""`，`"a"`，`"abXYZ"`，`"abc\n\021\018"`（注意这个字符串，`\n`，`\021`都是算单个字符，`\018`又不算）
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> 我问gpt，"\018"在C语言几个字符。
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> 在C语言中，字符串是以字符数组的形式表示，而每个字符串的末尾都有一个特殊的字符`'\0'`（空字符），用于标识字符串的结束。当你提到的`"\018"`在C语言中出现时，它表示一个包含特殊字符的字符串字面量。
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>
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> 具体来说，`\0`在C语言中是一个转义字符，用于表示字符串的结束符（null terminator）。该符号用于标记字符串的结束，确保字符串处理函数如`printf`、`strcpy`等知道在哪里停止处理。
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>
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||||
> 在`"\018"`中，`\0`表示字符串的结束，后面跟的`18`并不会作为字符串的一部分来处理。因此，如果你在C语言中使用`"\018"`，它实际上会被视为只包含一个空字符（`\0`）的字符串。这意味着，尽管看起来字符串中有更多的字符，但由于`\0`的存在，它实际上在C语言处理中表示一个空字符串。
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>
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||||
> 总结来说，在C语言中`"\018"`实际上会被看作一个包含单一结束字符（null terminator）的字符串，而不是包含多个字符。这种处理方式是因为C语言使用空字符来标记字符串的结束。
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- 标识常量：`#define`
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特点：完整的用宏体替换宏名，**不做任何检查**。
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```c
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
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#define PI 3.14
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#define ADD 2 + 3
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#define ADD1 (2 + 3)
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#define MAX(a, b) (a > b ? a : b)
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#define MAX1(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
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int main()
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{
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// printf("%d\n", ADD * ADD);
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// 相当于 2+3*2+3
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// 故输出11而不是25
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// printf("%d\n", ADD1 * ADD1);
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// 相当于(2+3)*(2+3)
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// 正常输出25
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||||
int i = 5, j = 3;
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||||
// printf("%d\n", MAX(i, j));
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// 输出5
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||||
// printf("%d\n", MAX(i, j * 2));
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||||
// 输出6
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||||
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||||
printf("i=%d\tj=%d\n", i, j);
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||||
printf("%d\n", MAX1(i++, j++));
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||||
printf("i=%d\tj=%d\n", i, j);
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||||
// 输出：
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// i = 5 j = 3
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// 6
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||||
// i = 7 j = 4
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// 为什么i自增了两次？
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// 预处理结果
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||||
// printf("%d\n", ((i++) + (j++) ? (i++) : (j++)));
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exit(0);
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}
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```
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解决办法：
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1. 使用函数：函数与宏的区别在于，一个占用编译时间，一个占用运行时间。在`linux`内核中多用宏。
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2. 在宏中进行变量保存，这种写法超出标准C，属于`GNU C`的扩展部分，只能在支持的编译器（如`gcc`）中使用，在`linux`内核中非常常用。
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```c
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||||
#define MAX2(a, b) \
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||||
({ \
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||||
int A = a, B = b; \
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||||
((A) > (B) ? (A) : (B)); \
|
||||
})
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||||
#define MAX3(a, b) \
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||||
({ \
|
||||
typeof(a) A = a, B = b; \
|
||||
((A) > (B) ? (A) : (B)); \
|
||||
})
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```
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### 变量
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用来保存一些特定内容，并且在程序执行过程中值**随时会发生变化**的量。
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#### 定义
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| [存储类型] | 数据类型 | 标识符 | = | 值 |
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| :--------: | :------: | :----: | :-: | :---: |
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| | TYPE | NAME | = | VALUE |
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- 标识符：由字母，数字，下划线组成且不能以数字开头的一个标识序列。拟定时尽量做到见名知义。
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- 数据类型：基本数据类型、构造类型
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- 值：注意匹配
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- 存储类型：`auto`，`static`，`register`，`extern`（说明型）
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||||
- `auto`：默认，自动分配空间，自动回收空间。
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||||
- `register`：（建议型，编译器不一定采用）寄存器类型，只能定义局部变量，不能定义全局变量；大小有定义，只能定义32位大小的数据类型，如`double`就不可以；集尘器没有地址，所以一个寄存器类型的变量无法打印出地址查看或使用。
|
||||
- `static`：静态型，自动初始化为0值或空值，并且变量的值有继承性。另外，常用来修饰一个变量和函数，防止其对外扩散。
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||||
- `extern`：说明型，意味着不能改变被说明的变量的值或类型。
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```c
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||||
#include <stdio.h>
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||||
#include <stdlib.h>
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||||
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||||
#if 0
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||||
void func(void)
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||||
{
|
||||
int x = 0;
|
||||
x = x + 1;
|
||||
printf("%p->%d\n", &x, x);
|
||||
}
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||||
|
||||
void func1(void)
|
||||
{
|
||||
static int x = 0;
|
||||
x = x + 1;
|
||||
printf("%p->%d\n", &x, x);
|
||||
}
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||||
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||||
int main()
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||||
{
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||||
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||||
// auto int i;
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||||
// printf("i=%d\n", i);
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||||
// out:i=21915，每次都不一样
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||||
// static int i;
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||||
// printf("i=%d\n", i);
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||||
// out:i=1
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||||
// func();
|
||||
// func();
|
||||
// func();
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// out:：
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||||
// 0x7ffc3c4ca4f4->1
|
||||
// 0x7ffc3c4ca4f4->1
|
||||
// 0x7ffc3c4ca4f4->1
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||||
// 三次地址看着一样
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// 但是是每次函数开始取用，结束销毁的
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// 只是gcc刚好都取的栈上同一块地址
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func1();
|
||||
func1();
|
||||
func1();
|
||||
// out:：
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||||
// 0x55fd83c96014->1
|
||||
// 0x55fd83c96014->2
|
||||
// 0x55fd83c96014->3
|
||||
|
||||
exit(0);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if 0
|
||||
int i = 100;
|
||||
|
||||
void func(int i)
|
||||
{
|
||||
printf("i=%d\n", i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
|
||||
int i = 3;
|
||||
|
||||
// printf("i=%d\n", i);
|
||||
// out:
|
||||
// i=3
|
||||
|
||||
// {
|
||||
// printf("i=%d\n", i);
|
||||
// }
|
||||
// out:
|
||||
// i=3
|
||||
|
||||
// {
|
||||
// i = 5;
|
||||
// printf("i=%d\n", i);
|
||||
// }
|
||||
// out:
|
||||
// i=5
|
||||
|
||||
// func(i);
|
||||
|
||||
exit(0);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
int i = 0;
|
||||
|
||||
void print_star(void)
|
||||
{
|
||||
for (i = 0; i < 5; i++)
|
||||
printf("*");
|
||||
printf("\n");
|
||||
printf("[%s]i=%d\n", __FUNCTION__, i);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
for (i = 0; i < 5; i++)
|
||||
print_star();
|
||||
printf("\n");
|
||||
|
||||
// out:
|
||||
// *****
|
||||
// [print_star] i = 5
|
||||
|
||||
exit(0);
|
||||
}
|
||||
```
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||||
#### 变量的生命周期与作用范围
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||||
1. 全局变量和局部变量
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2. 局部变量和局部变量
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3. 参考图片存储类型比较
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> 这一块具体讲解见代码仓库`/Chapter2/变量/`。
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在`minproj`例子中，如果在`proj.c`和`proj.h`中`static`定义`func`函数，而在`main.c`中调用`func`。
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```bash
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||||
[main][~/LinuxC/Chapter2/Section5/minproj]$ gcc *.c
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||||
In file included from main.c:4:
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||||
proj.h:4:13: warning: ‘func’ used but never defined
|
||||
4 | static void func(void);
|
||||
| ^~~~
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||||
/usr/bin/ld: /tmp/ccQ2317U.o: in function `main':
|
||||
main.c:(.text+0x2f): undefined reference to `func'
|
||||
collect2: error: ld returned 1 exit status
|
||||
```
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||||
### 运算符和表达式
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||||
#### 表达式和语句的区别
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- 运算符部分
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- 每个运算符所需要的参与运算的操作数个数
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- 结合性
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- 优先级
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- 运算符的特殊用法
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如：`%`（要求左右两边都是整形），`=`与`==`，逻辑运算(`&&`和`||`)的短路特性
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- 位运算的重要性
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`<< >> ~ | ^ &`
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1. 将操作数中第n位置1，其他位不变：`num = num | 1 << n;`
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||||
2. 将操作数中第n位清0，其他位不变：`num = num & ~(1 << n);`
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||||
3. 测试第n位：`if(num & 1 << n)`
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4. 从一个指定宽度的数中取出某几位：
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```c
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||||
// 假设取一个32位整数的第10位到第15位
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unsigned int number;
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||||
unsigned int mask = ((1 << 6) - 1) << 9; // 6 是位数（15-10+1），9 是起始位置（10-1）
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||||
unsigned int result = number & mask;
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||||
result = result >> 9;
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```
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||||
#### 运算符相关代码
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```c
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#if 0
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||||
i++相当于i=i+1
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||||
i--相当于i=i-1
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||||
int i=1;
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||||
i++;表达式值为1，i值为2
|
||||
++i;表达式值为2，i值为2
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|
||||
#endif
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||||
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||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
|
||||
#if 0
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
int i = 1, j = 10, value;
|
||||
|
||||
// value = i++ + ++j;
|
||||
// 相当于
|
||||
// j = j + 1;
|
||||
// value = i + j;
|
||||
// i = i + 1;
|
||||
// out:
|
||||
// i = 0 j = 11 value = 10
|
||||
|
||||
// value = --i + j++;
|
||||
// i = i - 1;
|
||||
// value = i + j;
|
||||
// j = j + 1;
|
||||
// out:
|
||||
// i = 1 j = 12 value = 12
|
||||
|
||||
// value = i++ + ++i - i-- + --i;
|
||||
// 避免单个变量多次自增或者自减
|
||||
// 不同编译器可能结果不同，也难为自己和他人
|
||||
|
||||
// printf("i=%d\n", i);
|
||||
// printf("j=%d\n", j);
|
||||
// printf("value=%d\n", value);
|
||||
|
||||
// printf("%d\n", i > j);
|
||||
|
||||
int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
|
||||
int m = 1, n = 1;
|
||||
|
||||
// (m = a > b) && (n = c > d);
|
||||
// printf("m = %d\nn = %d\n", m, n);
|
||||
// a>b为假，所以左边为0，右边直接不判断了，n依旧为1而不是0！
|
||||
// out:
|
||||
// m = 0
|
||||
// n = 1
|
||||
|
||||
(m = a > b) || (n = c > d);
|
||||
printf("m = %d\nn = %d\n", m, n);
|
||||
// a>b为假，所以左边为0，右边继续判断
|
||||
// out:
|
||||
// m = 0
|
||||
// n = 0
|
||||
|
||||
exit(0);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
#if 0
|
||||
int main()
|
||||
{
|
||||
int i = 0, j = 10, value;
|
||||
|
||||
// int a = 6;
|
||||
// a -= a *= a += 3;
|
||||
// a -=.. 81-81=0
|
||||
// a *=.. 9*9=81给上面
|
||||
// a += 3; 6+3=9给上面
|
||||
// 故a=0
|
||||
|
||||
// printf("%d\n", sizeof(int));
|
||||
// printf("%d\n", sizeof(double));
|
||||
// out:
|
||||
// 4
|
||||
// 8
|
||||
|
||||
// int a = 3;
|
||||
// float f = 3.9;
|
||||
// a = f;
|
||||
// printf("a=%d\n", a);
|
||||
// printf("f=%f\n", f);
|
||||
// out:
|
||||
// a=3
|
||||
// f=3.900000
|
||||
|
||||
// int a = 3;
|
||||
// float f = 3.9;
|
||||
// a = (int)f; // 这个过程不改变f本身的地址和值
|
||||
// printf("a=%d\n", a);
|
||||
// printf("f=%f\n", f);
|
||||
// out:
|
||||
// a=3
|
||||
// f=3.900000
|
||||
|
||||
exit(0);
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
```
|
||||
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