C Traps And Pitfalls（一）

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第0章 导读

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0.0 程序的两种错误

1. 能被编译器检测出来的
2. 顺利通过编译、没有任何警告或者错误消息，但结果不是想要的

0.1 心智模式

人们深植心中，对于周遭世界如何运作的看法和行文

先入为主

0.2 章节介绍

1. 词法分析
2. 语法细节
3. 语义细节
4. 连接
5. 库函数
6. 预处理
7. 可移植性
8. 预防性程序设计

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第1章 词法“陷阱”

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1.0 词法分析器

词法分析器：编译器中负责将程序分解为一个一个符号的部分

符号：token, 程序的一个基本组成单元（符号组成相同的字符序列，在不同环境可能不同）

Note: 在C语言中，符号之间的空白（包括制表符、空格符或换行符）将被忽略

1.1 = 不同于 ==

本意比较是否相等却写成赋值

1.2 & 和 | 不同于 && 和 ||

& | 为按位运算符，逐位进行与、或操作
&& ||为逻辑运算符

1.3 词法分析中的“贪心法”

1. 单符号（/、*、=等）多符号（/*、==等）
2. 编译器的贪心法：每一个符号应该包括尽可能多的字符，直到读入的字符组成的字符串不再可能组成一个有意义的符号

y = x/*p   /* p指向除数 */  //此处/*被认为是注释开始，不断读入字符直到遇到*/

1.4 整形常量

为了对齐，无意将十进制前面补0，变为了八进制

1.5 字符与字符串

1. 分清 '' 与 ""
2. char c = 'hello' 猜猜会发生什么?
   做法一：依次用后一个字符覆盖前一个字符，变为 c = 'o'
3. "/*" 中 /* 属于字符串的一部分，/*""*/ 中 "" 属于注释一部分

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第2章 语法“陷阱”

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2.1 理解函数声明

1. 构造规则：按照使用的方式来声明

float f;        //浮点型变量
float ff();     //返回值是浮点型的函数
float *g();     //返回值是指向浮点型的指针，指针函数
float (*f)();   //h是一个函数指针，指向的函数的返回值为浮点型
(float (*)());  //“指向返回值是浮点类型的函数指针”的类型转化符

2.2 运算符优先级问题

优先级	运算符	结合方向
1	() [] -> .	自左向右
2	! ~ ++ -- - (type) * & sizeof	自右向左
3	/ * %	自左向右
4	+ -	自左向右
5	>> <<	自左向右
6	> >= < <=	自左向右
7	== !=	自左向右
8	&	自左向右
9	^	自左向右
10	l	自左向右
11	&&	自左向右
12	ll	自左向右
13	?:	自右向左
14	= /= *= %= += -= <<= >>= &= ^= l=	自右向左
15	,	自左向右

非正常 -> 单目 -> 算术 -> 移位 -> 关系 -> 逻辑 -> 赋值 -> 条件 -> 逗号

2.3 注意作为语句结束的分号

if/while/struct等结尾

2.4 switch语句

switch (number) {
    case 1: //TODO; break;
    case 2: //TODO; break;
    ...
    case n: //TODO; break;
    default: //TODO; break;
}

2.5 函数调用

在函数调用时即使函数不带参数，也应该包括参数列表

f();    //函数调用
f;      //计算f的地址，却并不调用该函数

2.6 “悬挂” else 引发的问题

else 始终与同一对括号内最近的 if 结合

习题

int day[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6,};    //多余的逗号，让自动化的代码工具生成代码，
                                    //保持每项格式一样，方便添加、删除、重排各项

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第3章 语义“陷阱”

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3.1 指针与数组

1. 多维数组可以看做是一维数组组成，只不过每个元素也是数组

int can=lendar[12][31]; //拥有12个数组类型的元素，每个元素都是拥有31个整形元素的数组

2. ANSI C 规定数组大小必须在编译期就作为一个常数确定下来
   C99 允许变长数组（VLA）

3. 多维数组的指针

// 清空calendar数组，数组指针补上界
int calendar[12][31];
int (*)monthp[31];
for (monthp = calendar; monthp < &calendar[12]; monthp++) {
    int *dayp;
    for (dayp = *monthp; dayp < &(*monthp)[31]; dayp++) {
        *dayp = 0;
    }
}

3.2 非数组的指针

// 将字符串s和t连接起来成为r
char *r;
strcpy(r, s);
strcat(r, t);

eg.1：不能满足要求，因为不能确定r指向何处，不仅要让其转向一个地址，而且该地址应该能容纳字符串。

char *r, *malloc();
r = malloc(strlen(s) + strlen(t));
strcpy(r, s);
strcat(r, t);

eg.2：还是错的。

1. malloc可能无法提供请求的内存
2. 给r分配的内存使用完后应该释放
3. 字符串结尾还有个'\0'

char *r, *malloc();
r = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1);
if (!r) {
    complain();
    exit(1);
}

strcpy(r, s);
strcat(r, t);

free(r);

3.3 作为参数的数组声明

int strlen(char s[])    //值传递，
{
    //TODO
}

int strlen(char *s)     //地址传递
{
    //TODO
}

eg.1 写法相同, 可以认为作用等价。但值传递，数组元素需全放入栈中，而且编译程序需要专门产生一部分用来复制初始数组的代码

3.4 避免“举隅法”

char *p, *q;
p = "xyz";
q = p;
q[1] = 'Y';

1. p 指向的内存中变为了"xYz"
2. ANSI C 禁止对字符串常量修改， C99 可以

3.5 空指针并非空字符串

define NULL 0

将0赋值给一个指针变量时，绝对不能企图使用该指针所指向的内存中存储的内容。

if(p == (char *)0) ...                  //合法
if(strcmp(p, (char *)0) == 0)...        //非法

3.6 边界计算与不对称边界

int i, a[10];
for (i = 0; i <= 10; i++) {
    a[i] = 0;
}

i 计到10，循环体内将并不存在的a[10]设置为0，实际是将计算器 i 的值设为0，死循环

栏杆错误

1. 考虑最简单特例，再外推
2. 仔细计算边界

不对称边界

1. x >= 16 && x <= 37 入界点16 出界点38
2. 可以利用数组“溢界”元素的地址，但不能引用该元素

3.7 求值顺序

1. 某些运算符按已知、规定顺序求值
2. 存在特定的求值顺序

• && 与 || 先对左侧求值，只在需要时才对右侧求值
• ？: 在 a ? b: c 中a先被求值，再根据a的值求b或者c
• , 先对左侧的求值，然后舍弃，在对右侧求值

f(x, y) 中求值顺序未定义，此时逗号不是逗号运算符
g((x, y)) 先求x后舍弃，再求y，让其作为唯一的参数

3.8 && 、|| 和 ！

1. 按位运算符

& | ~ 对操作数逐位操作

2. 逻辑运算符

&& || ! 结果只有真假

3.9 整数溢出

// 检查 a+b 是否溢出
int a, b;
if (a+b < 0)
    complain();

不能正常运行。在某些机器上，通过设置状态寄存器来记录，这样就需判断状态位

1. 将 a 和 b 转化为无符号型整数

if ((unsigned)a+(unsigned)b) < INT_MAX)  //<limits.h>
    complain();

2. 不需要转换

if(a > INT_MAX - b)
    complain();

3.10 main函数的返回值

1. return 0 返回值代表程序是否成功执行
2. 缺省返回值类型，默认为int型