C語言有哪些鮮為人知的特性？

譯注：本文摘編自 quora 的一個熱門問答貼。請在linux系統下測試本文中出現的代碼

<code>switch</code>語句中的<code>case</code> 關鍵詞可以放在<code>if-else</code>或者是循環當中

<code>switch</code>

<code> </code><code>break</code><code>;</code>

了解聲明有一條很簡單的法則，不過不是什麼“從左向右”這種沒道理卻到處宣傳的法則。這一法則的觀點是，一個聲明是要告訴你，你所聲明的對象要如何使用。例如：

<code>*p;</code><code>/* *p是int類型的, 是以p是指向int類型的指針 */</code>

<code>a[5];</code><code>/* a[0], ..., a[4] 是int類型的, 是以a是int類型的數組 */</code>

<code>*ap[5];</code><code>/* *ap[0], .., *ap[4] 是int類型的, 是以ap是包含指向int類型指針的指針數組 */</code>

<code>(*pa)[5];</code><code>/* (*pa)[0], ..., (*pa)[4] 是int類型的, 是以pa是指向一個int類型數組的指針 */</code>

在c99之前，你隻能按順序初始化一個結構體。在c99中你可以這樣做：

<code>struct</code>

這段代碼首先初始化了<code>foo.z</code>,然後初始化了<code>foo.x</code>. <code>foo.y</code> 沒有被初始化，是以被置為0。

這一文法同樣可以被用在數組中。以下三行代碼是等價的：

<code>restrict</code>關鍵詞是一個限定詞，可以被用在指針上。它向編譯器保證，在這個指針的生命周期内，任何通過該指針通路的記憶體，都隻能被這個指針改變。比如，在

<code>f(</code><code>const</code>

<code>int</code><code>* restrict x,</code><code>int</code><code>* y) {</code>

<code> </code><code>return</code>

編譯器可能會假設，<code>x</code>和<code>y</code> 所指的并不是同一個<code>int</code>對象，因為如果它們指向了同一個對象，則<code>x</code>的值将可以通過<code></code><code>y</code>修改，這正是你保證不會發生的。是以，将允許編譯器來優化<code>f</code>,就好像函數原本被寫做如下這樣：

如果你違反協定向<code>f</code>傳遞兩個指向同一int對象的指針時，将産生未定義行為。

我猜想，引入這一特性最初的動機之一是想讓c語言在數值計算時可以fortran一樣快。在fortran 中，預設假定數組不會重疊，是以隻有你通過<code>restrict</code> 限定詞來顯式的告訴編譯器數組不能重疊，編譯器才能在c語言中進行這樣的優化。

在

<code>a[</code><code>static</code>

中，你向編譯器保證，你傳遞給<code>f</code> 的指針指向一個具有至少10個<code>int</code> 類型元素的數組的首個元素。我猜這也是為了優化；例如，編譯器将會假定<code>a</code> 非空。編譯器還會在你嘗試要将一個可以被靜态确定為null的指針傳入或是一個數組太小的時候發出警告。

<code>a[</code><code>const</code><code>]) {</code>

你不能修改指針<code>a.</code>，這和說明符<code>int * const a.</code>作用是一樣的。然而，當你結合上一段中提到的<code>static</code> 使用，比如在<code>int a[static const 10]</code> 中，你可以獲得一些使用指針風格無法得到的東西。

這個表達式會在編譯期間根據控制表達式的類型，在一個含有一個或多個備選方案的集合中做出選擇。下面這個例子可以很好的說明這一切：

<code>#define cbrt(x) _generic((x), \</code>

<code>double</code><code>: cbrtl, \</code>

<code> </code><code>default</code><code>: cbrt, \</code>

<code> </code><code>float</code><code>: cbrtf \</code>

是以，如果<code>expr</code> 是<code>long double</code>類型的， <code>cbrt(expr)</code> 被轉換為<code>cbrtl(expr)</code>，如果是<code>float</code>類型

則轉換為<code>cbrtf(expr)</code> ，或是轉換為<code>cbrt(expr)</code>，如果是其他不同的類型（比如說<code>double</code>）。注意，<code>_generic</code> 可以用在宏以外的地方，但是用在宏裡面最好因為c不允許你進行函數重載。

我相信大家都知道<code>wint_t</code> 但是 <code>wint_t</code> 到底是個什麼鬼東西呢？

好吧，記住<code>fgetc</code> 實際上并不會傳回 <code>char</code> 。它會傳回<code>int</code>。顯然這是因為<code>fgetc</code> 必須傳回傳回一個與其他<code>char</code> 都不同的值，也就是<code>eof</code>,表示到達檔案末尾。基于相同的原因，<code>fgetwc</code> 并不傳回<code>wchar_t</code>。它會傳回一個類型，叫做<code>wint_t</code> 可以表示所有無效<code>wchar_t</code> 類型，包括<code>weof</code>，來表示到達檔案末尾。

下面這段c程式可以準确的列印2的747次方而不産生誤差。這是為什麼呢？

程式：

<code>#include <stdio.h></code>

<code>#include <math.h></code>

<code> </code><code>printf</code><code>(</code><code>"%.0f\n"</code><code>,</code><code>pow</code><code>(2,747));</code>

輸出結果：

答案：

這個問題包含兩個部分。

其一，2的次方可以在<code>double</code> 中被準确的儲存而不産生任何精度上的損失（這一結論直到2^1023都是對的，再往後就會産生上溢，得到一個正無窮的值）

另外一部分，很多人猜測是語言實作中的某些特殊情況導緻的，但是實際上并非如此。的确，當輸入的資料可以被2的某高次方整除時，有一部分代碼被執行了，但是本質上這隻是通常實作工作時的一個副作用。基本上，<code>printf</code> 在列印數字（任何類型）的時候隻是做了從二進制到十進制的轉換。并且由于結果對于浮點數可能會過大，<code>printf</code> 的内部實作包含和使用一個大整型實作，盡管在c中并沒有大整型這種變量（在gcc源代碼中，<code>vfprintf.c</code> 和<code>dtoa.c</code> 中包含了很多轉換，如果你想要了解可以一看。）

如果你嘗試列印3^474，

<code> </code><code>printf</code><code>(</code><code>"%.0f\n"</code><code>,</code><code>pow</code><code>(3,474));</code>

結果仍然是一個很大的數且位數也正确，但是這一次卻不夠精确。這裡會産生一個相對誤差，因為3^474不能以雙精度浮點數準确的表示。準确的數應該是這樣的143045676882846603471…

譯注：在linux系統上是可以的，在windows 64位上後面會有很多0

我發現一些c語言特性或者是小技巧，我覺得隻有很少的人知道。

因為<code>printf()</code> 函數傳回它所列印的字元的個數，我們可以利用這一點來使數字相加，代碼如下：

<code>#include<stdio.h>;</code>

<code> </code><code>return</code>

<code>printf</code><code>(</code><code>"%*c%*c"</code><code>,a,</code><code>'\r'</code><code>,b,</code><code>'\r'</code><code>);</code>

<code>return</code> <code>a!=0?a:b;</code>

<code> </code><code>printf</code><code>(</code><code>"enter the two numbers to add\n"</code><code>);</code>

<code> </code><code>scanf</code><code>(</code><code>"%d %d"</code><code>,&a,&b);</code>

<code> </code><code>printf</code><code>(</code><code>"required sum is %d"</code><code>,add(a,b));</code>

利用位操作同樣也可以做到：

通常我們都這樣使用它：

但是同樣也可以這樣用：

<code>static</code>

<code>return</code>

<code>foo();</code><code>// 注意這裡的傳回語句.</code>

通常逗号表達式會這樣使用：

<code> </code><code>/* whatever */</code>

但是你可以在其他任何地方使用逗号表達式：

<code>j = (</code><code>printf</code><code>(</code><code>"assigning variable j\n"</code><code>), getvaluefromsomewhere());</code>

每條語句都進行了求值，但是表達式的值是最後一個語句的值。

<code>struct mystruct a = {0};</code>

這将把結構體中全部元素初始化為0

這會把x的值設定為0×41424344（或者0×44434241，取決于架構）

<code> </code><code>float</code>

<code> </code><code>printf</code><code>(</code><code>"%.*f\n"</code><code>,a,b);</code>

<code>*</code> 符号可以達到這一目的

希望這些可以幫助到大家

此緻敬禮

你可以在奇怪的地方使用<code>#include</code>

如果你寫：

<code> </code><code>printf</code>

<code>#include "fragment.c" </code>

且<code>fragment.c</code> 包含：

<code>(</code><code>"dayum!\n"</code><code>);</code>

這完全沒有問題。隻要<code>#include</code> 包含完整可解析的c表達式，預處理器并不在意它放在什麼位置。

<code>printf("%4$d %3$d %2$d %1$d", 1, 2, 3, 9); //将會列印9 3 2 1</code>

<code>scanf("%*d%d", &a);// 如果輸入1 2，則隻會得到2</code>

<code>switch</code><code>(c) {</code>

<code>'a'</code> <code>...</code><code>'z'</code><code>:</code><code>//do something</code>

<code> </code><code>break</code><code>;</code>

<code>1 ... 5 :</code><code>//do something</code>

<code>printf</code><code>(</code><code>"%d"</code><code>,0b1101);</code><code>// prints 13</code>

譯注：雖然編譯沒有error但是卻不能執行

假定我們有一個數組<code>char a[100]</code>

讀取一個字元串：

<code>scanf("%[^\n]\n", a);//表示一直讀取直到遇到'\n'，并且忽略掉'\n'</code>

讀取字元串直到遇到逗号：

<code>scanf("%[^,]", a);//但是這次不會忽略逗号</code>

如果你想忽略掉某個輸入，使用在<code>%</code> 後使用<code>*</code>，如果你想要得到<code>john smith</code> 的姓:

<code>scanf</code><code>(</code><code>"%s %s"</code><code>, temp, last_name);</code><code>//典型答案，使用一個臨時變量</code>

<code>scanf</code><code>(</code><code>"%s"</code><code>, last_name);</code>

<code>// 另一種答案，使用一個變量但是調用兩次 `scanf()`</code>

<code>scanf</code><code>(</code><code>"%*s %s"</code><code>, last);</code>

<code>//最佳答案，因為你不需要額外的變量或是調用兩次`scanf()`</code>

順便提一句，你應該非常小心的使用<code>scanf</code> 因為它可能會是你的輸入緩沖溢出！通常你應該使用<code>fgets</code> 和<code>sscanf</code> 而不是僅僅使用<code>scanf</code>,使用<code>fgets</code> 來讀取一行，然後用<code>sscanf</code> 來解析這一行，就像上面示範的一樣。

原因：

當我們寫<code>-n</code>時，實際上是以補碼形式儲存，是以<code>-n</code> 可以寫成<code>~n + 1</code>，吧整個式子放在上面表達式的前面你就能明白原因了。

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