[C陷阱和缺陷] 第2章 语法“陷阱”

Posted 2021-01-20 linuxandmcu

第2章 语法陷阱

2.1 理解函数声明

当计算机启动时，硬件将调用首地址为0位置的子例程，为了模拟开机时的情形，必须设计出一个C语言，以显示调用该子例程，经过一段时间的思考，得出语句如下：

( (void() () )0 ) ();
像这样的表达式看起来很难理解，但只要将其一层一层地剥离，还是能够理解的。下面我将用几个例子来帮助大家逐渐理解这个表达式。

    void    *a();
    void    (*b) ();

因为()的优先级高于*，所以*a()为*(a())，a是一个函数，该函数的返回类型为void*。而b是一个函数指针，指向返回类型为void的函数。

一旦我们知道了如何声明一个给定类型的变量，那么该类型的类型抓换符就很容易得到：只需要把声明中的变量名和末尾分号去掉，再将剩余的部分用一个括号封装起来即可。例如，下面的声明：
void (b) ();
表示b为一个指向返回类型为void的函数的指针，因此
( void ()() )
表示一个“指向返回类型为void的函数的指针”的类型转换符。


拥有了这些预备知识，我们可以分两步来分析表达式( (void() () )0 ) ()。
第一步，假定fp为一个函数指针，那么该如何调用fp指向的函数呢？调用方法如下： [ 声明为 void (*fp)(); ]

(fp) ();
因为fp是一个函数指针，那么fp就是所指向的函数，所以(*fp) ()就是调用该函数的方法。ANIC标准允许将上式简写为fp(); 但是一定要记住这种写法只是一种简写形式。

第二步，如果C编译器能够理解我们大脑中对类型的认识，那么我们可以这样写: (0) ();
但是上式并不能奏效，因为必须要一个指针来作为操作符，而且必须是函数指针，而0不是指针。所以在上式中必须对0进行类型转换，转换后的类型可以大致描述为“指向返回类型为void的函数的指针”。
因此将常数0转换为“指向返回类型为void的函数的指针”，可以这样写：
( void ()() )0
若fp为函数指针，要调用fp指向函数，则调用语句为(fp)(); 所以要想调用首地址为0位置的函数，将 ( void ()() )0 替换 fp 即可：
( ( void (*)() )0 ) ();

也可以使用typedef来使表述更加清晰：

typedef    void (*funcptr) ()    //声明funcptr为 函数指针void (*) () 的别名
( *(funcptr)0 ) ();

2.2 运算符的优先级问题

假设要判定char类型的变量value的最高位是否为1,可以这样写：
if( value & 0x80 )...
如果要求对表达式的值是否为0能够显式地加以说明，可以这样写：
if( value & 0x80 != 0 )...
这个语句虽然更加好理解了，但却是个异常的语句。因为 != 的优先级 高于 & ,所以这个语句实际被编译器解释为： if( value & (0x80 != 0) )...


还有下面这个例子，本意是想让hi先左移4位，再加上low后赋给r:
r = hi<<4 + low;
但这样写是错误的，由于 + 的优先级高于 << ，所以实际会被解释为：
r = hi<<(4 + low);


对于上面的这些情况，最简单的解决办法是加括号。但是如果表达式中有了太多的括号，反而不容易理解，因此最好记住运算符的优先级。
遗憾的是，C语言运算符的优先级有15之多，记住它们并不容易。完整的C语言操作符的优先级表如表2-1所示：

如果把这些运算符恰当分组，并且理解了各组运算符之间的相对优先级，那么这张表也不难记住。

• 优先级最高者（前述操作符）并不是真正意义上的运算符，包括：函数调用操作符()、数组下标[]、结构成员选择操作符.以及->,它们都是自左向右结合，所以a.b.c，实际上是(a.b).c。
• 单目运算符的优先级仅次于前述操作符，在和++的优先级相同的情况下，考虑到单目运算符是自右向左结合，所以p++实际会被解释为*(p++)。
• 优先级比单目运算符要低的，接下来就是双目运算符了。在双目运算符中，算术运算符的优先级最高，移位操作符次之，其次是关系运算符，紧接着是逻辑运算符，最低是条件运算符（本质是三目运算符）。
  我们最需要记住的就是下面两点：
• 1 任何一个关系运算符的优先级都要高于逻辑运算符；

• 2 移位运算符的优先级比算术运算符要低，但比关系运算符要高。
  另外要注意的是，同一优先级栏的几个运算符优先级相同，比如乘法、除法和求余的优先级相同，加法和减法的优先级相同，两个移位运算符的优先级也相同。注意1/2a的含义是(1/2)a，而不是1/(2*a)。
  但是6个关系运算符的优先级不同，<、<=、>、>=的优先级要高于==和!=，所以a<b == c<d会被编译器解释为(a<b) == (c<d)。
  任意两个逻辑运算符的优先级不同。所有的按位运算符优先级要比顺序运算符的优先级高。

  2.3 注意作为语句结束标志的分号

  注意不要多写一个分号，考虑下面这个例子：

  if( x[i] > y );
  y = x[i];
  编译器在这种情况下不会报错，上面这个例子实际相当于下面这样：
  if( x[i] > y ) { }
  y = x[i];
  
  
  也要注意不要少些一个分号，比如下面这样：
  if( a < 3 )
  return
  logrec.data = x[0];
  logrec.time = x[1];
  此处的return后面遗落了一个分号；然而编译器仍然不会报错，只是会把logrec.data = x[0]作为返回值返回。
  
  

  2.4 switch语句

  看下面这个例子：

switch(color)
{
    case    1:    printf("red");
    case    2:    printf("yellow");
    case    3:    printf("blue");
}

又进一步假定变量color的值为2。最后，程序会打印出
yellowblue
因为在执行完第2个print函数后，在没有break的情况下，即使color不等于3，程序也会继续往下执行下去。

switch语句的这个特性，即是它的优势所在，也是它的一大缺点。一大缺点在于，程序员很容易遗漏各个case部分的break语句，造成一些难以理解的程序行为。而优势在于，如果程序员有意遗漏一个break语句，就能表达出一些采用其它方式
很难实现的程序控制结构。比如下面这个例子,它的作用是一个编译器在查找字符时，跳过程序中的空白字符。这里，空格、制表符和换行符的处理都是相同的，除了遇到换行符时程序的代码行计数器递增一次：

    case    ‘
‘:
                    lineCount++;
                    /****注意此处没有break******/
    case    ‘	‘:
    case    ‘ ‘:
                ......

2.6 悬挂else引发的问题

考虑下面的程序片段：

    if( x == 0 )
        if( y == 0 )    error();
    else
    {
        z = x + y;
    }

这段代码的本意应该是：当x==0的情况下，y==0，则执行error()函数，否则在x!=0的情况下，执行z=x+y。然而实际上与编程者的意图相去甚远。原因在于C语言中规定，else始终与同一对括号内最近的未匹配的if相结合。
如果按照上面程序实际的执行逻辑来调整缩进，应该是下面这样：

    if( x == 0 )
    {
        if( y == 0 )   
             error();
        else
        {
            z = x + y;
        }
    }