振南技术干货集:C语言的一些“骚操作”及其深层理解(9)

简介: 振南技术干货集:C语言的一些“骚操作”及其深层理解(9)

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第二章《c语言的一些“操作”及其深层理解》

一、字符串的实质就是指针

(如何将 35 转为对应的十六进制字符串”0X23”?)

二 、转义符\

(打入字符串内部的“奸细”。)

三、字符串常量的连接

(字符串常量是双面胶,你知道吗?)

四、长字符串的拆分技巧

GPS 数据帧 NMEA、Shell 命令行和 AT 指令的解析,是长串拆分的典型应用。)

五、巧取数值的各位数码

(玩多位数码管的必有操作。)

六、printf 的实质与使用技巧

(自认为很了解 printf?那你试过向 3 个 UART 打印吗?或者打印到液晶屏上?)

七、关于浮点数的传输

(浮点只是一种假象,看清它的本质。)

八、关于数据的直接操作

(如何快速计算浮点的相反数,乘以-1.0?再想想。)

九、 浮点的四舍五入与比较

(老师说浮点不能直接判等,为什么?)

十、的 出神入化的 for 循环

(for 循环很熟悉了吧?OK,振南出了几道题,来试试。)

十一、 隐藏的死循环

(我们在明处,有时死循环在暗处。)

十二、 看似多余的空循环

(没用的东西?)

十三、 独立执行体

(这个概念 C 语言里没学过?那就对了,我经常用。)

十四、 多用() 无坏处

(万物皆可加括号。)

十五、== 的反向测试

(把==错写成=,能让你调程序调到吐血。)

十六、 赋值操作的实质

(让数学教授困惑半生的 C 语言赋值操作。)

十七、 关于补码

(摊牌了,CPU 其实不会作减法。)

十八、 关于-1

(-1 就是全 F,全 F 就是-1。)

二十、字节快速位逆序

(时间与空间的相互转化--计算机中的相对论)

二十一、关于 volatile

(有些东西不可优化。)

二十二、关于变量互换

(位操作的奇妙。)

二十三、关于 sizeof

(告诉你关于 sizeof 那些少人关注的问题。)

二十四、memcpy 的效率

(小小的函数也有大大的背景)

二十五、[] 的本质

(你以为[]只是数组下标?)

二十六、# 与##( 串化与连接)

(一个不曾出现在 C 语言教材中的知识点)

关于 volatile

现在的编译器越来越智能,它们会对我们的代码进行不同程度的优化。请看下例:

这样一段代码,有些编译器会认为 a=1与a=2根本就是毫无意义,会把它们优化掉,只剩下a=3。但是,有些时候这段代码是有特殊用途的:

a不单单是一个变量,而是一个外部总线的端口(51平台)。向它赋值会产生相应的外部总线上的时序输出,从而对外部器件实现控制。这种时候,a=1和a=2不能被优化掉。举个例子:a所指向的外部总线端口,是一个电机控制器的接口,向它写入 1是加速,写人2是减速,写入3 是反向。那么上面的代码就是加速->减速->反向,这样一个控制过程。如果被优化的话,那最后就只有反向了。

为了防止这种被“意外”伦的情况发生,我们可以在变量的定义上加一个修饰词 volatile。

这样,编译器就会对它单独对待,不再优化了。

volatile最常出现的地方,就是对芯片中寄存器的定义,比如STM32固件库中有这样的代码:

这是对STM32的GPIO寄存器组的定义,每一项都是一个__IO 类型,其实就是 volatile。这样是为了对片内外设的物理寄存器的访问一定是真正落实的,而不是经过编译器优化,而变成去访问缓存之类的东西。

关于变量互换

初学C语言的时候,有一个小编程题我们应该都记得,就是变量互换。

变量a与b的值互换,在这过程中一定需要一个中间变量temp作为中转。不用这个中间变量能不能实现?请看下面的代码:

可以说上面代码有点小巧妙,那么下面的代码就真正是巧妙了:

异或运算有一个性质叫自反性,这个可以实现很多巧妙的操作,大家可以深入研究一下(异或位运算比上面的加减法更严谨,因为加减法是可能会溢出的)。

关于sizeof

C 语言中的 sizeof 我们应该是非常熟悉的,它的作用就是用来计算一个变量或类型所占用的字节数。

这个很简单,我们再来看下面的代码:

pc用来指向char类型的变量。pc本身是一个指针类型,在32位平台上 sizeof(pc)的值为4,即指针类型占用4个字节(与CPU平台有关)。* pc是pc所指向的变量,所以 sizeof( *pc)的值为1。

好.还能理解吧,那我们再来看:

第一个sizeof(al)等于5,因为它是一个数组(最后还有一个字符串结束符’0’)。第二个sizeof(al)等于4,形参中的a1不再是一个数组,而是一个指针。好,下面的实例估计很多人没见到过:

空结构体类型变量的大小是多少?这个问题似乎有些奇葩,没什么实用性。空结构体有什么用?

这个问题可以揭示一些比较深层的问题,我们平时注意不到。空结构体的大小是1,即占用1个字节。当我们的程序还仅仅是一个框架的时候,一些结构体还只是一个空壳,只是拿一个struct的定义在那占位置而已,此时就涉及到空结构体问题了。通常编译器会给空结构体分配1个字节的内存空间。为什么?如果不分配空间,那程序中的多个同类型结构体变量如何区分呢?比如a、b、c 这三个变量,它们必须要被分配到不同的地址上去,各占 1个字节的空间。

另外,因为sizeof有一个(),所以很多人想当然的把它当成一个函数。但其实它表达的是一个常数(运算符),它的值在程序编译期间就确定了。比如 sizeo(i+ +),其中i为 int 类型那么它的值就是 4(32 位平台)。

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