C语言基础知识

define

extern "C"(已完成)：在C++中，如果需要使用c语言中的库文件，可以使用extern "C"去包含

一、基础知识

1、头文件

头文件(通常以.h结尾)主要用于声明函数、宏、结构体、联合体、枚举类型等，它们的主要作用是提供接口，使得多个源文件(通常以.c结尾)可以共享这些声明。头文件不应该包含函数或全局变量的定义，这样会导致多重定义问题，即多个源文件可能包含相同的定义，导致链接时错误

1、extern 和extern "c"

extern常常放在函数的前面成为函数声明的一部分，那么，C语言的关键字extern在函数的声明中起到什么作用？

函数默认是extern的，下述两个函数声明没有明显的区别；
显式使用extern关键字可以增强代码的可读性，表明这个函数是在另一个文件中定义的；
```
extern int f();
int f();
```

当然，这样的用处还是有的，就是在程序中取代include "*.h"来声明函数；在一些复杂的项目中，我比较习惯在所有的函数声明前添加extern修饰，关于这样做的原因和利弊可见下面这个例子：

(1)在test1.h中有下列声明：

#ifndef TEST1H
#define TEST1H

extern char g_str[];     // 声明全局变量g_str
void fun1();
#endif

(2)在test1.cpp中：

#include "test1.h"

char g_str[] = "123456";    // 定义全局变量g_str
void fun1(){
    cout << g_str << endl;
}

(3) 以上是test1模块，它的编译和链接都可以通过，如果我们还有test2模块也想使用g_str，只需要在原文件中引用就可以了；test2.cpp如下：

#include "test1.h"

void fun2(){
    cout << g_str << endl;
}

以上test1和test2可以同时编译链接通过，如果你感兴趣的话可以用ultraEdit打开test1.obj，可以在里面找到"123456"这个字符串，但是却不能在test2.obj里面找到，这是因为g_str是整个工程的全局变量，在内存中只存一份，test2.obj这个编译单元不需要再有一份了，不然在链接时报告重复定义的错误

(4)有些人喜欢把全局变量的声明和定义放在一起，这样可以防止忘记定义，如把上面的test1.h改为：

extern char g_str[] = "123456";    // 这个时候相当于没有extern

然后把test1.cpp中g_str的定义去掉，这个时候再编译test1和test2这两个模块时，会报链接错误，这是因为把全局变量的定义放在了头文件之后，test1.cpp这个模块包含了test1.h，而test2.cpp也包含了test1.h，所以再一次定义了g_str，这个时候链接器在链接test1和test2时发现两个g_str

如果你非要把g_str的定义放在test1.h中，那么就需要把test2.cpp中的#include "test1.h"去掉换成：

extern char g_str[];

void fun2(){
    cout << g_str << endl;
}

这个时候编译器就知道g_str是一个引自外部的一个编译模块了，不会在模块中重复定义一个；但是这样做非常糟糕，因为你无法在test2.cpp中使用#include "test1.h"了，那么test1.h中声明的其他函数你也无法使用了，除非也都用extern修饰，这样的话光声明的函数就要一大串，而且头文件的作用就是要给外部提供接口使用的。所以请记住，只在头文件中做声明，不应包含函数和全局变量的定义

extern 和const、extern和static：https://www.cnblogs.com/yc_sunniwell/archive/2010/07/14/1777431.html

4、头文件和库文件的搜索路径

头文件

头文件通常以.h结尾

一般有两种形式的写法：双引号和尖括号(当然也可以直接写绝对路径，那就不会有查找路径的问题了)，如下：

#include <iostream>
#include "demo.h"

它们查找路径的顺序是有区别的，双引号形式会查找当前路径，而尖括号形式不会，具体查找顺序为：

1、当前目录(仅双引号形式)
2、编译时指定的路径(CMake中target_include_directories配置的搜索路径、CMake中include_directories配置的搜索路径、gcc -I指定的搜索路径)
3、系统环境变量CPLUS_INCLUDE_PATH(C++头文件)或C_INCLUDE_PATH(C头文件)指定的目录
4、gcc默认目录：/usr/include; /usr/local/include; /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5/5include (注：最后一个路径是gcc程序的库文件路径，各个用户的系统上可能不一样)

如果各个目录下存在相同的文件，则先找到哪个就使用哪个，这时顺序很重要

gcc的默认目录与安装gcc时指定的--prefix有关，该值可通过gcc -v查看，具体的目录可通过echo | g++ -v -x c__ -E -查看，如下：

~: echo | g++ -v -x c++ -E -
...
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
/usr/local/include
/opt/buildtools/gcc-7.3.0/include
/opt/buildtools/gcc-7.3.0/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/7.3.0/include-fixed
/usr/include
...

添加路径到头文件的搜索路径：一般使用CMakeLists.txt或Makefile

库文件

库文件可以分为静态库(.a文件)和动态库(.so文件)两种

链接时库文件的搜索路径为：

1、编译时指定的库文件目录(由gcc -L参数指定)
2、环境变量LIBRARY_PATH指定的目录
3、系统默认目录：/lib; /usr/lib; /usr/local/lib;

一般用户安装的库会安装在/usr/local/lib，系统自带的库位于/lib 和 /usr/lib，用户自己编译的库要使用-L参数指定

一、数组

在C语言中，定义数组只能使用常量

可变长数组？

二、字符串函数

fgets：从文件/终端读取字符串

函数原型：char fgets(char str, int n, FILE *fp);
函数参数：str为字符数组，n为要读取的字符数目，fp为文件指针
函数返回值：读取成功返回字符串数组首地址，即str；读取失败返回NULL

注意：
读取到的字符串会在末尾自动添加'\0'，n个字符也包括'\0'；也就是说，实际只读到n-1个字符
在读取到n-1个字符之前如果出现了换行，或者读取到了文件末尾，则读取结束；这意味着，不管n的值多大，fgets最多只能读取一行数据，不能跨行
fgets遇到换行时，会将换行符一并读取到字符数组中
fgets也可以从标准输入(即终端)读取一行字符，将第三个参数改为stdin即可

fgets使用如下：

// 逐行读取文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define N 100

int main(){
    FILE *fp = fopen("demo.txt", "rt");
    char str[N+1];
    IF(fp == NULL){
        printf("Cannot open file\n");
        exit(0);
    }
    while(fgets(str,N,fp) != NULL){
        printf("%s", str);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

假设demo.txt如下：

123
456
789

终端输出结果和demo.txt一致，每次读取到的字符串中的str[3]即为换行(ASCII码 10)，str[4]为'\0'(ASCII码 0)

fputs：将字符串写入文件的函数

函数原型：int fputs(char str, FILE fp);

函数参数：str为要写入的字符串，fp为指向待写入文件的指针

返回值：若成功则返回写入的字符个数，失败返回EOF

注意：
fputs也可以将字符串写入标准输出(即终端)，只需将第二个参数改为stdout
fputs不会自动在字符串末尾添加一个换行符，它只会写入直到遇到'\0'
如果遇到换行符，会将换行符写入

strlen：获取字符串的长度

函数原型：int strlen(char const *string)；

返回值：返回字符串中字符的个数，不会包括'\0'结束符

strcpy/strncpy：字符串拷贝函数

函数原型：char strcpy(char dest, char *src);

char strncp(char dest, char *src, int size);

dest指向目标字符串，src指向源字符串；函数的作用为将源字符串拷贝到目标字符串

参数：dest：指向用于存储复制内容的目标数组；src：要复制的字符串

返回值：返回指向目标字符串的指针

注意：
将src