C语言有哪些鲜为人知的特性？

译注：本文摘编自 quora 的一个热门问答贴。请在linux系统下测试本文中出现的代码

<code>switch</code>语句中的<code>case</code> 关键词可以放在<code>if-else</code>或者是循环当中

<code>switch</code>

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

理解声明有一条很简单的法则，不过不是什么“从左向右”这种没道理却到处宣传的法则。这一法则的观点是，一个声明是要告诉你，你所声明的对象要如何使用。例如：

<code>*p;</code><code>/* *p是int类型的, 因此p是指向int类型的指针 */</code>

<code>a[5];</code><code>/* a[0], ..., a[4] 是int类型的, 因此a是int类型的数组 */</code>

<code>*ap[5];</code><code>/* *ap[0], .., *ap[4] 是int类型的, 因此ap是包含指向int类型指针的指针数组 */</code>

<code>(*pa)[5];</code><code>/* (*pa)[0], ..., (*pa)[4] 是int类型的, 因此pa是指向一个int类型数组的指针 */</code>

在c99之前，你只能按顺序初始化一个结构体。在c99中你可以这样做：

<code>struct</code>

这段代码首先初始化了<code>foo.z</code>,然后初始化了<code>foo.x</code>. <code>foo.y</code> 没有被初始化，所以被置为0。

这一语法同样可以被用在数组中。以下三行代码是等价的：

<code>restrict</code>关键词是一个限定词，可以被用在指针上。它向编译器保证，在这个指针的生命周期内，任何通过该指针访问的内存，都只能被这个指针改变。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>

编译器可能会假设，<code>x</code>和<code>y</code> 所指的并不是同一个<code>int</code>对象，因为如果它们指向了同一个对象，则<code>x</code>的值将可以通过<code></code><code>y</code>修改，这正是你保证不会发生的。因此，将允许编译器来优化<code>f</code>,就好像函数原本被写做如下这样：

如果你违反协议向<code>f</code>传递两个指向同一int对象的指针时，将产生未定义行为。

我猜想，引入这一特性最初的动机之一是想让c语言在数值计算时可以fortran一样快。在fortran 中，默认假定数组不会重叠，因此只有你通过<code>restrict</code> 限定词来显式的告诉编译器数组不能重叠，编译器才能在c语言中进行这样的优化。

在

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

中，你向编译器保证，你传递给<code>f</code> 的指针指向一个具有至少10个<code>int</code> 类型元素的数组的首个元素。我猜这也是为了优化；例如，编译器将会假定<code>a</code> 非空。编译器还会在你尝试要将一个可以被静态确定为null的指针传入或是一个数组太小的时候发出警告。

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

你不能修改指针<code>a.</code>，这和说明符<code>int * const a.</code>作用是一样的。然而，当你结合上一段中提到的<code>static</code> 使用，比如在<code>int a[static const 10]</code> 中，你可以获得一些使用指针风格无法得到的东西。

这个表达式会在编译期间根据控制表达式的类型，在一个含有一个或多个备选方案的集合中做出选择。下面这个例子可以很好的说明这一切：

<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>

因此，如果<code>expr</code> 是<code>long double</code>类型的， <code>cbrt(expr)</code> 被转换为<code>cbrtl(expr)</code>，如果是<code>float</code>类型

则转换为<code>cbrtf(expr)</code> ，或是转换为<code>cbrt(expr)</code>，如果是其他不同的类型（比如说<code>double</code>）。注意，<code>_generic</code> 可以用在宏以外的地方，但是用在宏里面最好因为c不允许你进行函数重载。

我相信大家都知道<code>wint_t</code> 但是 <code>wint_t</code> 到底是个什么鬼东西呢？

好吧，记住<code>fgetc</code> 实际上并不会返回 <code>char</code> 。它会返回<code>int</code>。显然这是因为<code>fgetc</code> 必须返回返回一个与其他<code>char</code> 都不同的值，也就是<code>eof</code>,表示到达文件末尾。基于相同的原因，<code>fgetwc</code> 并不返回<code>wchar_t</code>。它会返回一个类型，叫做<code>wint_t</code> 可以表示所有无效<code>wchar_t</code> 类型，包括<code>weof</code>，来表示到达文件末尾。

下面这段c程序可以准确的打印2的747次方而不产生误差。这是为什么呢？

程序：

<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>

输出结果：

答案：

这个问题包含两个部分。

其一，2的次方可以在<code>double</code> 中被准确的保存而不产生任何精度上的损失（这一结论直到2^1023都是对的，再往后就会产生上溢，得到一个正无穷的值）

另外一部分，很多人猜测是语言实现中的某些特殊情况导致的，但是实际上并非如此。的确，当输入的数据可以被2的某高次方整除时，有一部分代码被执行了，但是本质上这只是通常实现工作时的一个副作用。基本上，<code>printf</code> 在打印数字（任何类型）的时候只是做了从二进制到十进制的转换。并且由于结果对于浮点数可能会过大，<code>printf</code> 的内部实现包含和使用一个大整型实现，尽管在c中并没有大整型这种变量（在gcc源代码中，<code>vfprintf.c</code> 和<code>dtoa.c</code> 中包含了很多转换，如果你想要了解可以一看。）

如果你尝试打印3^474，

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

结果仍然是一个很大的数且位数也正确，但是这一次却不够精确。这里会产生一个相对误差，因为3^474不能以双精度浮点数准确的表示。准确的数应该是这样的143045676882846603471…

译注：在linux系统上是可以的，在windows 64位上后面会有很多0

我发现一些c语言特性或者是小技巧，我觉得只有很少的人知道。

因为<code>printf()</code> 函数返回它所打印的字符的个数，我们可以利用这一点来使数字相加，代码如下：

<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>

利用位操作同样也可以做到：

通常我们都这样使用它：

但是同样也可以这样用：

<code>static</code>

<code>return</code>

<code>foo();</code><code>// 注意这里的返回语句.</code>

通常逗号表达式会这样使用：

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

但是你可以在其他任何地方使用逗号表达式：

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

每条语句都进行了求值，但是表达式的值是最后一个语句的值。

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

这将把结构体中全部元素初始化为0

这会把x的值设置为0×41424344（或者0×44434241，取决于架构）

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

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

<code>*</code> 符号可以达到这一目的

希望这些可以帮助到大家

此致敬礼

你可以在奇怪的地方使用<code>#include</code>

如果你写：

<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>

这完全没有问题。只要<code>#include</code> 包含完整可解析的c表达式，预处理器并不在意它放在什么位置。

<code>printf("%4$d %3$d %2$d %1$d", 1, 2, 3, 9); //将会打印9 3 2 1</code>

<code>scanf("%*d%d", &a);// 如果输入1 2，则只会得到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>

译注：虽然编译没有error但是却不能执行

假定我们有一个数组<code>char a[100]</code>

读取一个字符串：

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

读取字符串直到遇到逗号：

<code>scanf("%[^,]", a);//但是这次不会忽略逗号</code>

如果你想忽略掉某个输入，使用在<code>%</code> 后使用<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，使用一个临时变量</code>

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

<code>// 另一种答案，使用一个变量但是调用两次 `scanf()`</code>

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

<code>//最佳答案，因为你不需要额外的变量或是调用两次`scanf()`</code>

顺便提一句，你应该非常小心的使用<code>scanf</code> 因为它可能会是你的输入缓冲溢出！通常你应该使用<code>fgets</code> 和<code>sscanf</code> 而不是仅仅使用<code>scanf</code>,使用<code>fgets</code> 来读取一行，然后用<code>sscanf</code> 来解析这一行，就像上面演示的一样。

原因：

当我们写<code>-n</code>时，实际上是以补码形式储存，所以<code>-n</code> 可以写成<code>~n + 1</code>，吧整个式子放在上面表达式的前面你就能明白原因了。

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