摘要：另外棧內存出了作用域就會自動釋放掉，所以不需要手動去回收的。，其中指針變量的聲明有如下三種形式其中第一種是被推薦的寫法。

數據類型

C語言中的基本數據類型，對于它分為兩種：

1、signed 有符號的類型，也就是支持正負號的。

2、unsigned 無符號的類型，也就是沒有負號，取值從0開始。

有符號和無符號的數據類型有啥區別呢？其實就是取值范圍不一樣，下面看一張對照表：

C中的基本整形數據類型為：int 、short、long、char。其中發現上面int 和 long在C中占的字節數是一樣的,都是占4個字節，這個有別于java，在java中long是占8個字節嘛，下面可以用sizeof()來打印一下其類型的長度：

對于這個其實是隨編譯器而異的，下面來總結一下不同編譯器下的基本數據類型所占的字節數：

16位編譯器

char ：1個字節
char*(即指針變量): 2個字節
short int : 2個字節
int：  2個字節
unsigned int : 2個字節
float:  4個字節
double:   8個字節
long:   4個字節
long long:  8個字節
unsigned long:  4個字節


32位編譯器

char ：1個字節
char*（即指針變量）: 4個字節（32位的尋址空間是2^32, 即32個bit，也就是4個字節。同理64位編譯器）
short int : 2個字節
int：  4個字節
unsigned int : 4個字節
float:  4個字節
double:   8個字節
long:   4個字節
long long:  8個字節
unsigned long:  4個字節


64位編譯器

char ：1個字節
char*(即指針變量): 8個字節
short int : 2個字節
int：  4個字節
unsigned int : 4個字節
float:  4個字節
double:   8個字節
long:   8個字節
long long:  8個字節
unsigned long:  8個字節

其實long int = long；在標準中規定int至少要和short一樣長，long至少要和int一樣長。

在實際中可能會用一個更加清晰的數據類型，如：

其實用的就是定義好的宏

這種寫法是被推薦的，因為會比較清晰。

基數數據類型除了上面的整型之外，還有浮點型，具體如下表：

另外需要注意：在C中并沒有專門的boolean類型，而是：非0既true、非null為true；

輸出格式化

必須要寫一個格式化占位符參數，其實跟java中的String.format()的用法類似，如：

而其中的“%d”表示輸出整型變量，那對于其它數據類型其輸出占位符又如何寫呢，其它之前的表格中已經有說明，如下：

雖說"%d"可以輸出所有的整型，但是還是用上圖中對應的輸出會更加精準。

另外sprintf()這個函數在實際當中也非常常用，比如要打印某個目錄下的按規律生成的文件，比如：

也就是將2、3參數格式化的字符復制到str當中。

數組與內存布局

在C中聲明數組必須指定長度，或者聲明與賦值寫在一起

另外它是在棧上分配內存的，而棧上的內存是有限制的，在mac上可以使用“ulimit -a”來查看其最大棧內存：

也就是最大棧的大小是8192K，但是需要注意：并不是我們程序也能申請這么大的棧內存的，因為像程序的一個函數參數，返回值等也是存放在棧中的。另外棧內存出了作用域就會自動釋放掉，所以不需要手動去回收的。

前面說了棧大小不是特別大，那如果對于要的內存超過棧大小的該怎么辦呢，當然就是在堆中進行申請嘍，此時就存在以下幾種堆中申請內存的一些函數，下面來說明下：

malloc：在堆中申請內存但不會對其申請的內存進行初始化，如在堆中申請1MB的內存：

另外還需要注意：由于申請的內存還沒初始化，所以一般在malloc申請內存之后會使用memset保存其申請的內存是一片純白的，而不是用了之前的臟數據，因為申請內存有可能會重用之前的內存，具體用法如下：

還有一點需要注意：堆中申請的內存是不會自動釋放的，需要手動去釋放，如下：

calloc()：申請內存并將內存初始化為null，具體用法：

其實它就等價于：

realloc()：重新對malloc申請的內存大小進行調整，如下：

那什么場景會用到它呢，這里舉一個TCP傳輸粘包問題，比如發送“1，2，3，4，5，6”數據，而接收的時候可能分幾次才能接收完，比如是先接收到了“1，2，3”，之后再接收到了“4，5”，最后接收了“6”，至此才將數據接收完，那此時的緩沖區char首先申請的是3個字節，于是乎“1、2、3”剛好接收滿了，但此時還不是一個完整的數據包，所以還得接著等“4，5，6”，當接收到了“4、5”了，就需要對緩沖區進行擴容用以存放這兩個字節了，同樣的最后接收到了"6"，則繼續再要對緩存沖再擴容一個字節。 當然直接申請一個足夠大的緩存區不就不用擴容了么，這是因為數據包的大小是無法確定的，這里只是為了說明問題舉了個簡單的粟子而已。

alloca()：向棧中申請內存。用法如下：

內存布局

物理內存：通過物理內存條獲得的內存空間。

虛擬內存：它是一種內存管理技術，能夠均處一部分硬盤空間充當內存使用。

而在C當中的內存布局如下：

其中最頂部的是內核空間：

除這個內核空間之外的則是用戶進程的內存空間：

下面看一下有哪些內容，首先是棧區：

接著是內存映射段：

接著就是堆區了：

接著就是BSS段了：

接著再就是數據段：

最后一個則是文本段：

咱們基于上面的來畫一個簡化版本：

其中“預留區”是程序看不見的區域，系統預留滴。

這里來對堆內存地址由低往高進行說明：在堆區申請內存是調用了glibc(C的標準庫、運行庫，類似于java的JDK)提供的malloc方法，而它的底層是由Linux的brk和mmap兩種方式來實現的，而其中：brk申請內存的方式是將內存指針(假設為_edata)往高地址堆，目前_edata指向堆內存的起始位置 ：

假如申請10K的內存，此時就會將_edata由低地址往上推10K的大小，如下：

如果再申請一個10K，同樣的往上再推10K，如下：

那如果A被釋放掉了，會發生什么情況呢");

那此時如果再申請一個10K的內存，發現A這個空間剛好滿足則會重用它，_edata并不會往上再去開辟新內存空間，那假如申請的內存大于10K，比如11K，此時A這個區域內存滿足不了要申請的11K大小，所以還是會往上推11K大小的內存，如下：

那brk方式申請的內存就永遠不會收縮么，其實不是這樣的，像這種場景就會：此時C被釋放了，內存就會收縮了，如下：

而對于mmap申請內存的方式為：找一塊滿足大小的內存既可，而不會像brk方式往上今次推指針，所以它的內存隨時都可以被釋放的，那什么時候用brk，什么時候用mmap呢？其實是要申請的堆內存小于128k則用brk方式申請，否則用mmap申請，注意：此128K是個閾值，是可以人為配置的。

好，明白了上面的之后，回到咱們開篇所指出的問題：為啥在malloc動態申請內存之后，需要用memset手動再去給內存進行一個初始化？因為brk方式有可能會存在復用之前申請過的內存，如果不初始化有可能該內存是之前申請過的，這樣就會造成一些數據的混亂。

那對于malloc底層為啥不全采用mmap方式來實現呢？因為mmap效率明顯不如brk推指針的方式，所以就存在于兩種方式來實現了。

另外對于數組而言其實是一段連續的內存地址，如下：

頭文件基礎知識

我們知道對于C、C++的代碼通常是有.h頭文件和.c&.cpp的源文件的，如下：

那么在.h頭文件中能否有具體實現呢？答案是肯定的，下面來試驗一下：

另外對于要使用指定頭文件是需要用include來將其包含進來的，類似于java中的import，如下：

但是！跟java中的import是有區別的，在java中是不能夠傳遞import的，怎么理解，看下面java代碼：

而ArrayList里面是import了它了：

那如果我們在main中也想用Consumer這個類的話，還需要再導一遍，如下：

也就是說：雖然ArrayList已經import過了Consumer，而我們在main中也已經import了ArrayList，但是Consumer并不會被傳遞到main方法中，使用時是需要再次導入的，但是！C中是可以傳遞include的，下面用代碼來說明一下：

然后在main.h中去include我們新建的這個頭文件：

那我們在main.c中能否去調用a頭文件中聲明的test3()函數呢，當然能：

那思考一下為啥C、C++要分一個頭文件和源文件，而不像Java只有一個源文件呢？其實.h就是將行為給暴露，其具體實現不暴露，當然如果想暴露具體實現那可以在.h中去用具體的方法來暴露，如：

而通常的只定義了函數的聲明，如：

這樣當別人想使用該函數時只需要include頭文件既可，具體的實現細節則不會暴露給調用者。

指針

“指針是一個變量，它的值是一個地址。”，其中指針變量的聲明有如下三種形式：

其中第一種是被推薦的寫法。

其中還需要注意：在聲明指針時如果未賦值，則是一個野指針【也就是有可能指向了一個不能被使用的地址從而造成程序的錯誤】，所以在聲明時一定要賦值，如下：

那如果想取變量的地址則可以用“&”符，如下：

那如果想獲取指針指向變量地址的值則需要用“*”解引用的操作，如下：

下面來看一下p指針占用了幾個字節：

需要注意的是：由于目前是在64位系統上運行的，所以是8個字節，如果是在32位運行則長度是4個字。

有了指針之后就可以用它去操縱內存，下面來通過指針的形式來修改變量的值，如下：

指針是可以進行++、--操作的，比如用指針來遍歷數組，下面來看下：

其中“array_p1++”是先取了值，然后再對其指針進行++，如果是寫成"++array_p1"，則是先對指針進行加加，然后再取值，最終輸出就會漏掉一個，如下：

其中還有一種直接通過數組來進行相加也能達到遍歷的目的，如下：

要取其數組的內容則需要解引用：

另外還有一個細節：為啥數組取地址時木有加“&”符號：

這是因為在C中數組名就是數組的首地址，下面來看下：

下面有個概念需要弄清楚：“數組指針”和“指針數組”，這個在面試可能會經常變問到，下面來看下：

其中指向的數組的元素個數為3，如果咱們想要通過數組指針array_p2來獲得第二維的55，如何來寫呢？

首先肯定得要將數組的指針+1，來定位到第二維的數組，所以array_p2+1，然后再取出它的值則是*(array_p2+1)，接著這個值是一個數組，所以還得數組名+1來將指針移到要輸出的第二個元素上來，所以此時為*(array_p2+1)+1，最后再解引用取出指針的值，所以整個的式子如：((array_p2+1)+1)，下面來驗證一下：

接下來更繞的來了，先把代碼寫出來：

先記著這個原則：“從右往左看 const 修飾誰 誰就不可變”：

意味著不能通過p2來修改tem的值，如下：

因為const是修飾的char，而非p2變量，所以p2的內容可以被更改，如下：

繼續來理解下一個：

這個跟上一個效果是一模一樣的，為啥？因為const只能修飾char,不能修飾*。

繼續看下一個：

還是按照從右往左的原則，const這次修飾的是變量p4，也就是說p4的內容是不允許修改的，如下：

但是可以通過指針修改指向地址的值，如下：

下面兩個是啥都不能變了，如下：

拿p5舉例，既不能修改p5指針的值，如下：

下面再來看一個跟指針相關的東東---多級指針：

解引用則為：

函數 函數聲明

C中的函數跟Java的方法基本類似，但是在C中的函數需要注意：我們使用的函數必須在之前聲明，否則會編譯不過，如下：

可以在之前做一個聲明既可：

所以一般函數都聲明在頭文件中，然后一.c文件中頭部進行include，這樣就如同上面的聲明一樣了。

函數傳參

傳值：把參數的值給函數，如下：

也就是說不會改變原有變量的值。

傳引用：

也就是可以通過指針來修改原值，有了這個特性，那么多級指針就變得非常有意義了，如下：

可變參數：

在Java中我們知道可變參數是由...來弄的，其實在C中也類似，其中我們經常打印的printf()函數就接收一個可變參數，查看一下源碼便知：

所以咱們也來弄一個可變參數：

參數中不能只有可變參數，必須要有一個確定參數，所以修改如下：

接著問題來了，如何來取出可變參數的值呢？看下面：

然后接著進行遍歷，根據類型：

注意：其確定參數給NULL值是可以的，反正是要有一個，什么類型的都可以，不能沒有確參，如下：

函數指針

定義：指向函數的指針。

其中"void (p) (char)"就是一個函數指針，void表示該函數無返回值；(char*)表示函數的參數列表，目前只接收一個參數；（*p）表示指向函數的指針。

其實也就相當于Java中的方法回調的意思，另外可以將函數的聲明定義成一個typedef，如下：

可以用函數指針模擬HTTP請求，如果成功就執行某個函數，失敗則執行某個函數，如下：

預處理器

預處理器主要是完成文本替換的，常用的預處理器如下：

#include：這個就不多說了。

#if、#elif、#else、#endif：在實際代碼編寫中會遇到這樣的寫法，如下：

假如不想要這段代碼了，則直接更改條件既可：

適用的場合就是假如寫的代碼不想要了，則不用注釋掉了。

#define、#ifdef、#ifndef：這里可以配合#define的宏定義來配合上面的一些條件來使用，如下：

其中定義的宏是可以被取消的，如下：

其中#define宏定義分為兩種：宏變量和宏函數，具體如下：

這樣在代碼中就可以使用I來表示1了，如下：

而在之前說過預處理其實也就是做文本替換用的，所以代碼中所有的I就會被預處理器替換為1。

接下來看一下宏函數：

此時就可以在代碼中進行調用了，如下：

但是宏函數也有陷阱需要注意，看下面這個：

如果修改一下：

期望的結果應該是（1 + 10）* (10 + 10) = 220，但是運行看：

居然變成了：1 + 10 * 10 + 10了，所以需要特別注意，可以加個括號解決：

下面來看一下宏函數有哪些優缺點： 優點：它只是文本替換，使用到宏函數的地方會執行替換，不會有函數調用的開銷（將參數壓棧，釋放棧之類的）。 缺點：1、不會對我們的代碼執行檢查，不像普通的函數在編寫階段就會給出相印的錯誤提示。2、假如宏函數是一個非常復雜的函數，那么每個調用它的地方就會完全替換，造成代碼冗余使得最終生成的目標文件（如so）增大了，比如：

如果代碼中調了兩次它，如下：

實際上文本替換之后就是：

其實內聯函數跟宏函數的執行模式是一樣的，也是執行代碼替換，但不是一個概念，內聯函數在編寫時會做檢查，另外它里面的代碼不能編寫過于復雜的代碼，如使用了switch、while等復雜控制邏輯，否則會將內聯函數降級為普通函數，那何為內聯函數呢？其實就是inline關鍵字，如下：

#pragma：這個用得較少，在VS中在頭文件中會自動有一個如下東東：

它表示該頭文件只能被引用一次，其實通用的寫法是用它：

其效果都是一樣的。

自己實現sprintf功能

自己實現一個只考慮傳整型參數的情況就成，那如何來實現呢？下面開始：

如果遇到了“%”，則需要判斷一下它的下一位字符是否是“d”字符，只有這樣才是一個合法的占位，所以：

然后如果發現此參數是一個負數，則需要前面手動加一個“-”，如下：

然后再將解析到的字符串參數遍歷到結果串當中，如下：

下面使用一下咱們自己編寫的函數看下效果：

原來是少了這么一句關鍵邏輯，如下：

//
// Created by xiongwei on 2018/9/23.
//

#ifndef LSN3_EXAMPLE_MYSPRINTF_H
#define LSN3_EXAMPLE_MYSPRINTF_H

#include //用來獲取可變參數

void mysprintf(char *buffer, const char *fmt, ...) {
    //首先聲明va_list
    va_list arg_list;
    va_start(arg_list, buffer);
    char *b = buffer;

    int count = 0;//用來記錄總格式化字符的總個數，因為需要給結果字串最后位置添加一個"