《C陷阱和缺陷》读书笔记-其二：语义陷阱

Posted 2021-06-22 Pangolin2

语义陷阱

第三章 语义陷阱

1、指针和数组

（1）对于数组：

C语言中只有一维数组，且数组的大小必须在编译器间就作为一个常数确定下来，数组的元素可以是任何类型的对象；

对数组的操作只有两个，确定数组的大小，以及获得指向该数组下标为0的元素的指针。

（2）如果一个指针指向数组中的一个元素，对指针加一就可以获取指向数组中下一个元素的指针，对指针减一可以获取指向该数组中前一个元素的指针，加减n类似。针对指向数组元素的指针的加减，实际上是移动对应元素的指向。

（3）数组名通常可以认为是数组中下标为0的元素的指针，例外情况是在sizeof(a)中，其结果是整个数组的大小，而不是单个元素的大小，因此，常用以下表达式求取数组长度sizeof(a) / sizeof(a[0])

（4）数组名a可以表示数组下标为0的元素的指针，则数组下标为0的元素的值可以用*a来表示；又因为数组指针可以加减，则a + 1表示下标为1的元素的指针，a + n表示下标为n的元素的指针（n小于数组长度）；进一步，数组下标为1的元素的值为*(a + 1)，数组下标为n的元素的值为*(a + n)，通常简写为a[n]。

（5）对于二维数组，如int calendar[12][31];，calendar是一个有着12个数组类型元素的数组，每个数组类型元素又是一个有着31个整型元素的数组；可以理解为，每31个整数构成的一个数组，合并成一个大元素，12个这样的元素组合成一个新的数组，即二维数组：

calendar[0]: 30个整数组成一个大元素
calendar[1]: 30个整数组成一个大元素
calendar[2]: 30个整数组成一个大元素
calendar[3]: 30个整数组成一个大元素
calendar[4]: 30个整数组成一个大元素
calendar[5]: 30个整数组成一个大元素
calendar[6]: 30个整数组成一个大元素
calendar[7]: 30个整数组成一个大元素
calendar[8]: 30个整数组成一个大元素
calendar[9]: 30个整数组成一个大元素
calendar[10]: 30个整数组成一个大元素
calendar[11]: 30个整数组成一个大元素

个人对二维数组的理解，可以扩展到多维：
calendar[i]里面存放的是一个地址，该地址指向第i个大元素的首地址；
这个12个地址组成一个一维数组，而calendar是这个一维数组的首地址，因此，calendar表示指向第0个大元素的地址，由于指针的可加性，*(calendar + i)表示指向第i个大元素的地址，简写为calendar[i];
有了大元素的首地址，如果需要获取大元素中某个元素的值，可以用(*(calendar + i) + j)表示，其中i表示第i个大元素，j表示对应大元素中的第几个元素，简写为calendar[i][j]。

（6）数组指针的应用：
如上，calendar表示存放第一个大元素地址的地址，即指向大小为31的int数组的指针；
定义如下变量：int (*monthp)[31];
monthp是一个指针，该指针指向的是一个大小为31的int数组，与calendar意义相同，因此可以这样写：
monthp = calendar; 或者 monthp = calendar[i];

（7） 字符串

字符串常量代表了一块包括字符串中所有字符以及一个空字符(\'\\0\')的内存区域的地址，所以字符串常量本质上是一个地址。

字符串以空字符\'\\0\'作为结束标志，但是库函数strlen返回参数中字符串所包括的字符数目时并不计算这个空字符串；因此需要分配空间时，需要特别注意为末尾空字符分配一个字符空间。

（8）数组作为入参
将数组名作为参数传递时，C语言会自动将作为参数的数组声明转化为相应的指针声明，即指向该数组第一个元素的指针；
如int strlen(char s[])会被退化成int strlen(char *s)。

2、不对称边界

（1）数组元素下标从0开始；

（2）不对称边界通用原则：
其一：首先考虑最简单情况下的特例，然后将得到的结果往外推；
其二：仔细计算边界，绝对不能掉以轻心。

（3）数组中实际不存在的“溢界”元素的地址位于数组所占内存之后，这个地址可以用于进行赋值和比较，但是不能引用。

3、整数溢出

如果算术运算符的一个操作数时有符号整数，另一个是无符号整数，那么有符号整数会被转换成无符号整数，不会发生“溢出”；如果两个操作数都是有符号整数，“溢出”就有可能发生；

当发生整数溢出时，做出任何假设都是不安全的。

4、其他

（1）指针与指针所执行的数据有区别：指针是指向一个区域的起始地址，而对应的数据是该区域的内容，其内容长短指针无法确定，但是其内容的数据类型必须与指针的类型相匹配；且通过指针的加减访问的范围也仅局限于该区域，否则会发生不可预期的错误，即指针越界。

（2）将常数0强制转换成指针，不等于任何有效的指针，即我们常用的空指针（#define NULL 0）；
此外，将其他整数转换为一个指针，得到的结果依赖于编译器的实现。

（3）求值顺序：&& 和 || 首先对左侧操作数求值，只有在需要时才对右侧进行求值；三目运算符?: 根据判断条件，再确定求取哪一个表达式的值；逗号表达式，先对左侧操作数求值，然后该值丢弃，继续对右侧求值；

赋值运算符不保证任何求值顺序。

（4）建议给main函数添加返回值，0代表程序执行成功，非0表示程序执行失败。