【C语言篇】☞ 16. 标准函数、预处理

C语言标准函数

1. 堆内存管理

• malloc函数（动态内存分配）：在堆中分配指定大小的一段连续的内存空间，返回这片内存的首地址。（分配内存空间）

　　　　返回类型是 void* 类型，void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

　　　（提示：在C中void*可以不用强制转换，但在C++中一定要强转，否则编译不通过报错；便于程序能移植到C++中，建议养成强制转换的习惯）

　　

　　　　

• calloc函数：与malloc作用相同，只是默认会把分配到的所有字节都清零。（分配内存空间 + 初始化清零）

　　　　calloc()函数有两个参数,分别为元素的数目和每个元素的大小,这两个参数的乘积就是要分配的内存空间的大小。

　　　　

• realloc函数：更改由malloc()函数分配的内存空间的大小。并将新的内存指针返回。
  • 如果将分配的内存减少，realloc仅仅是改变索引的信息。
  • 如果是将分配的内存扩大，则有以下情况：

    • 如果当前内存段后面有需要的内存空间，则直接扩展这段内存空间，realloc()将返回原指针。

    • 如果当前内存段后面的空闲字节不够，那么就使用堆中的第一个能够满足这一要求的内存块，将目前的数据复制到新的位置，并将原来的数据块释放掉，返回新的内存块位置。　

    • 如果申请失败，将返回NULL，此时，原来的指针仍然有效。可以使用realloc函数对用malloc函数分配好的空间重新分配，一般是扩大。

  • 注意：如果调用成功，不管当前内存段后面的空闲空间是否满足要求，都会释放掉原来的指针，重新返回一个指针，虽然返回的指针有可能和原来的指针一样，即不能再次释放掉原来的指针。

 　　　　

• free函数：释放内存空间

　　　　free(p); //释放指针p所指的内存空间

2. 标准输入输出

（1）控制台输入输出，可以接收用户从键盘上输入的数据

• scanf（）在输入字符的时候存在缓冲区问题

　　　　通过scanf（"%*c"）;清除缓冲区。

• scanf（）和gets（）在输入字符串的时候不存在缓冲区问题，但存在安全性问题（内存溢出）　　
• fgets（）函数，解决安全性问题
  • 语法格式：fgets（参数1，参数2，参数3）；
    • 参数1：保存数据的首位置
    • 参数2：保存的长度（包括结束符）
    • 参数3：stdin（标准控制台输入）

（2）格式化输入输出

• printf（）可以输出字符串，并且可以根据占位符的个数来决定输出字符串的个数。

• puts（）可以输出一个字符串，而且是自动换行。

• printf（）与puts

  • 相同点：都可以输出字符串

  • 不同点：

    • printf（）需要手动换行，可以多次输出字符

    • puts（）自动换行，只能输出一次字符串内容

• const关键字：可以将变量变为只读，只可以在初始化时改变变量的值，此变量就为常量。
  • const int*p = &i; //指针指向的值变为只读
  • int *const p = &i; //指针的值变为只读

（3）数据类型之间的转换

• sprintf函数，可以将各种数据类型（整型、长整型、浮点型等）转换为字符串。

• 将字符串转换为任意类型（整型、长整型、浮点型等）。

  • atof（）：将字符串转换为双精度浮点型值。

  • atoi（）：将字符串转换为整型值。

  • atol（）：将字符串转换为长整型值。

 　　

3. 其它库函数

（1）可变长参数

 　　

（2）日期和时间处理（time.h）

• 时间处理函数

　　　　clock函数

　　　　difftime函数

　　　　mktime函数

　　　　time函数

• 时间转换函数

　　　　asctime函数

　　　　ctime函数

　　　　gmtime函数

　　　　localtime函数

（3）内存清理与拷贝（string.h）

 　　

　　

预处理

1. 预处理器

　　预处理器是一个程序，用来处理源程序中的预处理指令，一个源程序在编译前要先做预处理。

　　预处理：是将源程序中的预处理指令进行替换和处理。程序代码在提交给编译器之前，先将一些代码替换（预处理）

　　命令：gcc(clang) -E xxx.c //(-E)只做预处理

2. 预处理指令

　　预处理指令：以"#"开头的指令都是预处理指令。

　　如：#include, #define, 条件编译指令(#if, #ifdef, #ifndef, #endif...)

　　（可以出现在任何源程序位置，但必须一行结束，一条指令只能是一行。一行如果写不完，就用""换行）

（1）文件包含：#include <> 或 #include "" : 将一个文件中的内容复制到当前位置

#include在干什么：找到一个文件，将文件中的内容全部拷贝到此。（是预处理指令，由预处理器来处理的）

#include <stdio.h> 和 #include " "

<>的意思是从系统指定的位置查找文件。stdio.h是系统标准的头文件，保存在系统指定的位置，所以用<>

“” 从当前目录查找文件,如果在当前目录下找不着，就再到系统指定的目录下找

（2）宏定义：#define 用来定义宏，宏是一种代码替换技术。

 　　无参宏定义（简单的宏）：只做简单的替换，提高程序的可读性和可维护性

 　　#define PI 3.1415926 //定义了一个宏，名字是PI 用于替换3.14

 　　

　　

　　

　　

　　　　

　　　　

（3）条件编译指令(#if, #ifdef, #ifndef, #endif, #elif, #else, #undef, #defined, #error)

条件编译指令将决定哪些代码被编译，而哪些是不被编译的。

在代码中设置编译条件，根据编译条件进行代码的编译并运行。（跨平台）

在编译文件的时候传入一个参数，根据参数就可以对代码进行有选择的编译。

　　　　

　　　　#ifdef 和 #ifndef  这二者主要用于防止头文件重复包含。

　　　　#if defined 等价于 #ifdef;  #if !defined 等价于 #ifndef