mirror of
https://github.com/adambard/learnxinyminutes-docs.git
synced 2024-11-27 04:44:08 +03:00
485 lines
25 KiB
C
485 lines
25 KiB
C
---
|
||
language: C
|
||
filename: learnc-ru.c
|
||
contributors:
|
||
- ["Adam Bard", "http://adambard.com/"]
|
||
- ["Árpád Goretity", "http://twitter.com/H2CO3_iOS"]
|
||
translators:
|
||
- ["Evlogy Sutormin", "http://evlogii.com"]
|
||
lang: ru-ru
|
||
---
|
||
|
||
Что ж, Си всё ещё является лидером среди современных высокопроизводительных языков.
|
||
|
||
Для большинства программистов, Си – это самый низкоуровневый язык на котором они когда-либо писали,
|
||
но этот язык даёт больше, чем просто повышение производительности.
|
||
Держите это руководство в памяти и вы сможете использовать Си максимально эффективно.
|
||
|
||
```c
|
||
// Однострочный комментарий начинается с // - доступен только после С99.
|
||
|
||
/*
|
||
Многострочный комментарий выглядит так. Работает начиная с С89.
|
||
*/
|
||
|
||
// Импорт файлов происходит с помощью **#include**
|
||
#include <stdlib.h>
|
||
#include <stdio.h>
|
||
#include <string.h>
|
||
|
||
// Файлы <в угловых скобочках> будут подключаться из стандартной библиотеки.
|
||
// Свои файлы необходимо подключать с помощью "двойных кавычек".
|
||
#include "my_header.h"
|
||
|
||
// Объявление функций должно происходить в .h файлах или вверху .c файла.
|
||
void function_1();
|
||
void function_2();
|
||
|
||
// Точка входа в программу – это функция main.
|
||
int main() {
|
||
// для форматированного вывода в консоль используется printf
|
||
// %d – означает, что будем выводить целое число, \n переводит указатель вывода
|
||
// на новую строчку
|
||
printf("%d\n", 0); // => напечатает "0"
|
||
// Каждый оператор заканчивается точкой с запятой.
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Типы
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// int обычно имеет длину 4 байта
|
||
int x_int = 0;
|
||
|
||
// short обычно имеет длину 2 байта
|
||
short x_short = 0;
|
||
|
||
// char гарантированно имеет длину 1 байта
|
||
char x_char = 0;
|
||
char y_char = 'y'; // Символьные литералы заключаются в кавычки ''
|
||
|
||
// long как правило занимает от 4 до 8 байт
|
||
// long long занимает как минимум 64 бита
|
||
long x_long = 0;
|
||
long long x_long_long = 0;
|
||
|
||
// float это 32-битное число с плавающей точкой
|
||
float x_float = 0.0;
|
||
|
||
// double это 64-битное число с плавающей точкой
|
||
double x_double = 0.0;
|
||
|
||
// Целые типы могут быть беззнаковыми.
|
||
unsigned short ux_short;
|
||
unsigned int ux_int;
|
||
unsigned long long ux_long_long;
|
||
|
||
// sizeof(T) возвращает размер переменной типа Т в байтах.
|
||
// sizeof(obj) возвращает размер объекта obj в байтах.
|
||
printf("%zu\n", sizeof(int)); // => 4 (на большинстве машин int занимает 4 байта)
|
||
|
||
// Если аргументом sizeof будет выражение, то этот аргумент вычисляется
|
||
// ещё во время компиляции кода (кроме динамических массивов).
|
||
int a = 1;
|
||
// size_t это беззнаковый целый тип который использует как минимум 2 байта
|
||
// для записи размера объекта
|
||
size_t size = sizeof(a++); // a++ не выполнится
|
||
printf("sizeof(a++) = %zu, где a = %d\n", size, a);
|
||
// выведет строку "sizeof(a++) = 4, где a = 1" (на 32-битной архитектуре)
|
||
|
||
// Можно задать размер массива при объявлении.
|
||
char my_char_array[20]; // Этот массив занимает 1 * 20 = 20 байт
|
||
int my_int_array[20]; // Этот массив занимает 4 * 20 = 80 байт (сумма 4-битных слов)
|
||
|
||
// Можно обнулить массив при объявлении.
|
||
char my_array[20] = {0};
|
||
|
||
// Индексация массива происходит также как и в других Си-подобных языках.
|
||
my_array[0]; // => 0
|
||
|
||
// Массивы изменяемы. Это просто память как и другие переменные.
|
||
my_array[1] = 2;
|
||
printf("%d\n", my_array[1]); // => 2
|
||
|
||
// В C99 (а также опционально в C11), массив может быть объявлен динамически.
|
||
// Размер массива не обязательно должен быть рассчитан на этапе компиляции.
|
||
printf("Enter the array size: "); // спрашиваем юзера размер массива
|
||
char buf[0x100];
|
||
fgets(buf, sizeof buf, stdin);
|
||
size_t size = strtoul(buf, NULL, 10); // strtoul парсит строку в беззнаковое целое
|
||
int var_length_array[size]; // объявление динамического массива
|
||
printf("sizeof array = %zu\n", sizeof var_length_array);
|
||
// Вывод программы (в зависимости от архитектуры) будет таким:
|
||
// > Enter the array size: 10
|
||
// > sizeof array = 40
|
||
|
||
// Строка – это просто массив символов, оканчивающийся нулевым (NUL (0x00)) байтом
|
||
// представляемым в строке специальным символом '\0'.
|
||
// Нам не нужно вставлять нулевой байт в строковой литерал,
|
||
// компилятор всё сделает за нас.
|
||
char a_string[20] = "This is a string";
|
||
printf("%s\n", a_string); // %s обозначает вывод строки
|
||
|
||
printf("%d\n", a_string[16]); // => 0
|
||
// байт #17 тоже равен 0 (а также 18, 19, и 20)
|
||
|
||
// Если между одинарными кавычками есть символ – это символьный литерал,
|
||
// но это тип int, а не char (по историческим причинам).
|
||
|
||
int cha = 'a'; // хорошо
|
||
char chb = 'a'; // тоже хорошо (подразумевается преобразование int в char)
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Операторы
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// Можно использовать множественное объявление.
|
||
int i1 = 1, i2 = 2;
|
||
float f1 = 1.0, f2 = 2.0;
|
||
|
||
// Арифметика обычная
|
||
i1 + i2; // => 3
|
||
i2 - i1; // => 1
|
||
i2 * i1; // => 2
|
||
i1 / i2; // => 0 (0.5, но обрезается до 0)
|
||
|
||
f1 / f2; // => 0.5, плюс-минус погрешность потому что,
|
||
// цифры с плавающей точкой вычисляются неточно!
|
||
|
||
// Остаток от деления
|
||
11 % 3; // => 2
|
||
|
||
// Операции сравнения вам уже знакомы, но в Си нет булевого типа.
|
||
// Вместо него используется int. 0 это false, всё остальное это true.
|
||
// Операции сравнения всегда возвращают 1 или 0.
|
||
3 == 2; // => 0 (false)
|
||
3 != 2; // => 1 (true)
|
||
3 > 2; // => 1
|
||
3 < 2; // => 0
|
||
2 <= 2; // => 1
|
||
2 >= 2; // => 1
|
||
|
||
// Си это не Питон – операции сравнения могут быть только парными.
|
||
int a = 1;
|
||
// ОШИБКА:
|
||
int between_0_and_2 = 0 < a < 2;
|
||
// Правильно:
|
||
int between_0_and_2 = 0 < a && a < 2;
|
||
|
||
// Логика
|
||
!3; // => 0 (логическое НЕ)
|
||
!0; // => 1
|
||
1 && 1; // => 1 (логическое И)
|
||
0 && 1; // => 0
|
||
0 || 1; // => 1 (логическое ИЛИ)
|
||
0 || 0; // => 0
|
||
|
||
// Битовые операторы
|
||
~0x0F; // => 0xF0 (побитовое отрицание)
|
||
0x0F & 0xF0; // => 0x00 (побитовое И)
|
||
0x0F | 0xF0; // => 0xFF (побитовое ИЛИ)
|
||
0x04 ^ 0x0F; // => 0x0B (исключающее ИЛИ (XOR))
|
||
0x01 << 1; // => 0x02 (побитовый сдвиг влево (на 1))
|
||
0x02 >> 1; // => 0x01 (побитовый сдвиг вправо (на 1))
|
||
|
||
// Будьте осторожны при сдвиге беззнакового int, эти операции не определены:
|
||
// - сдвиг в знаковый бит у целого числа (int a = 1 << 32)
|
||
// - сдвиг влево отрицательных чисел (int a = -1 << 2)
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Структуры ветвления
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// Условный оператор
|
||
if (0) {
|
||
printf("I am never run\n");
|
||
} else if (0) {
|
||
printf("I am also never run\n");
|
||
} else {
|
||
printf("I print\n");
|
||
}
|
||
|
||
// Цикл с предусловием
|
||
int ii = 0;
|
||
while (ii < 10) {
|
||
printf("%d, ", ii++); // инкрементация происходит после того как
|
||
// значение ii передано ("postincrement")
|
||
} // => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
|
||
|
||
printf("\n");
|
||
|
||
//Цикл с постусловием
|
||
int kk = 0;
|
||
do {
|
||
printf("%d, ", kk);
|
||
} while (++kk < 10); // инкрементация происходит перед тем как
|
||
// передаётся значение kk ("preincrement")
|
||
// => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
|
||
|
||
printf("\n");
|
||
|
||
// Цикл со счётчиком
|
||
int jj;
|
||
for (jj=0; jj < 10; jj++) {
|
||
printf("%d, ", jj);
|
||
} // => prints "0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, "
|
||
|
||
printf("\n");
|
||
|
||
// Ветвление с множественным выбором
|
||
switch (some_integral_expression) {
|
||
case 0: // значения должны быть целыми константами (и могут быть выражениями)
|
||
do_stuff();
|
||
break; // если не написать break; то управление будет передано следующему блоку
|
||
case 1:
|
||
do_something_else();
|
||
break;
|
||
default:
|
||
// если не было совпадения, то выполняется блок default:
|
||
fputs("ошибка!\n", stderr);
|
||
exit(-1);
|
||
break;
|
||
}
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Форматирование вывода
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// Каждое выражение в Си имеет тип, но вы можете привести один тип к другому,
|
||
// если хотите (с некоторыми искажениями).
|
||
|
||
int x_hex = 0x01; // Вы можете назначать переменные с помощью шестнадцатеричного кода.
|
||
|
||
// Приведение типов будет пытаться сохранять цифровые значения.
|
||
printf("%d\n", x_hex); // => Prints 1
|
||
printf("%d\n", (short) x_hex); // => Prints 1
|
||
printf("%d\n", (char) x_hex); // => Prints 1
|
||
|
||
// Типы могут переполняться без вызова предупреждения.
|
||
printf("%d\n", (unsigned char) 257); // => 1 (Max char = 255 if char is 8 bits long)
|
||
|
||
// Для определения максимального значения типов `char`, `signed char` и `unisigned char`,
|
||
// соответственно используйте CHAR_MAX, SCHAR_MAX и UCHAR_MAX макросы из <limits.h>
|
||
|
||
// Целые типы могут быть приведены к вещественным и наоборот.
|
||
printf("%f\n", (float)100); // %f formats a float
|
||
printf("%lf\n", (double)100); // %lf formats a double
|
||
printf("%d\n", (char)100.0);
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Указатели
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// Указатель – это переменная которая хранит адрес в памяти.
|
||
// При объявлении указателя указывается тип данных переменной на которую он будет ссылаться.
|
||
// Вы можете получить адрес любой переменной, а потом работать с ним.
|
||
|
||
// Используйте & для получения адреса переменной.
|
||
int x = 0;
|
||
printf("%p\n", (void *)&x); // => Напечатает адрес в памяти, где лежит переменная x
|
||
// (%p выводит указатель на void *)
|
||
|
||
// Для объявления указателя нужно поставить * перед именем.
|
||
int *px, not_a_pointer; // px это указатель на int
|
||
px = &x; // сохранит адрес x в px
|
||
printf("%p\n", (void *)px); // => Напечатает адрес в памяти, где лежит переменная px
|
||
printf("%zu, %zu\n", sizeof(px), sizeof(not_a_pointer));
|
||
// => Напечатает "8, 4" в 64 битной системе
|
||
|
||
// Для того, чтобы получить значение по адресу, напечатайте * перед именем.
|
||
// Да, * используется при объявлении указателя и для получении значения по адресу
|
||
// немного запутано, но вы привыкнете.
|
||
printf("%d\n", *px); // => Напечатает 0, значение перемененной x
|
||
|
||
// Вы также можете изменять значение, на которое указывает указатель.
|
||
(*px)++; // Инкрементирует значение на которое указывает px на единицу
|
||
printf("%d\n", *px); // => Напечатает 1
|
||
printf("%d\n", x); // => Напечатает 1
|
||
|
||
// Массивы удобно использовать для большого количества однотипных данных.
|
||
int x_array[20];
|
||
int xx;
|
||
for (xx = 0; xx < 20; xx++) {
|
||
x_array[xx] = 20 - xx;
|
||
} // Объявление x_array с значениями 20, 19, 18,... 2, 1
|
||
|
||
// Объявление указателя на int с адресом массива.
|
||
int* x_ptr = x_array;
|
||
// x_ptr сейчас указывает на первый элемент массива (со значением 20).
|
||
// Это работает, потому что при обращении к имени массива возвращается
|
||
// указатель на первый элемент.
|
||
// Например, когда массив передаётся в функцию или присваивается указателю, он
|
||
// неявно преобразуется в указатель.
|
||
// Исключения: когда массив является аргументом для оператор '&':
|
||
int arr[10];
|
||
int (*ptr_to_arr)[10] = &arr; // &arr не является 'int *'!
|
||
// он является "указателем на массив" (из десяти 'int'ов).
|
||
// или когда массив это строчный литерал, используемый при объявлении массива символов:
|
||
char arr[] = "foobarbazquirk";
|
||
// или когда массив является аргументом `sizeof` или `alignof` операторов:
|
||
int arr[10];
|
||
int *ptr = arr; // то же самое что и "int *ptr = &arr[0];"
|
||
printf("%zu %zu\n", sizeof arr, sizeof ptr); // напечатает "40, 4" или "40, 8"
|
||
|
||
// Декрементация и инкрементация указателей зависит от их типа
|
||
// (это называется арифметика указателей)
|
||
printf("%d\n", *(x_ptr + 1)); // => Напечатает 19
|
||
printf("%d\n", x_array[1]); // => Напечатает 19
|
||
|
||
// Вы также можете динамически выделять несколько блоков памяти с помощью
|
||
// функции malloc из стандартной библиотеки, которая принимает один
|
||
// аргумент типа size_t – количество байт необходимых для выделения.
|
||
int *my_ptr = malloc(sizeof(*my_ptr) * 20);
|
||
for (xx = 0; xx < 20; xx++) {
|
||
*(my_ptr + xx) = 20 - xx; // my_ptr[xx] = 20-xx
|
||
} // Выделяет память для 20, 19, 18, 17... 2, 1 (как int'ы)
|
||
|
||
// Работа с памятью с помощью указателей может давать неожиданные и
|
||
// непредсказуемые результаты.
|
||
printf("%d\n", *(my_ptr + 21)); // => Напечатает кто-нибудь знает, что?
|
||
// Скорей всего программа вылетит.
|
||
|
||
// Когда вы закончили работать с памятью, которую ранее выделили, вам необходимо
|
||
// освободить её, иначе это может вызвать утечку памяти или ошибки.
|
||
free(my_ptr);
|
||
|
||
// Строки это массивы символов, но обычно они представляются как
|
||
// указатели на символ (как указатели на первый элемент массива).
|
||
// Хорошей практикой считается использование `const char *' при объявлении
|
||
// строчного литерала. При таком подходе литерал не может быть изменён.
|
||
// (например "foo"[0] = 'a' вызовет ошибку!)
|
||
|
||
const char *my_str = "This is my very own string literal";
|
||
printf("%c\n", *my_str); // => 'T'
|
||
|
||
// Это не работает, если строка является массивом
|
||
// (потенциально задаваемой с помощью строкового литерала)
|
||
// который находится в перезаписываемой части памяти:
|
||
|
||
char foo[] = "foo";
|
||
foo[0] = 'a'; // это выполнится и строка теперь "aoo"
|
||
|
||
void function_1()
|
||
} // конец функции main()
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Функции
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// Синтаксис объявления функции:
|
||
// <возвращаемый тип> <имя функции>(аргументы)
|
||
|
||
int add_two_ints(int x1, int x2) {
|
||
return x1 + x2; // Используйте return для возврата значения
|
||
}
|
||
|
||
/*
|
||
Данные в функцию передаются "по значению", но никто не мешает
|
||
вам передавать в функцию указатели и менять данные по указателям.
|
||
|
||
Например: инвертировать строку прямо в функции
|
||
*/
|
||
|
||
// void означает, что функция ничего не возвращает
|
||
void str_reverse(char *str_in) {
|
||
char tmp;
|
||
int ii = 0;
|
||
size_t len = strlen(str_in); // `strlen()` является частью стандартной библиотеки
|
||
for (ii = 0; ii < len / 2; ii++) {
|
||
tmp = str_in[ii];
|
||
str_in[ii] = str_in[len - ii - 1]; // ii-тый символ с конца
|
||
str_in[len - ii - 1] = tmp;
|
||
}
|
||
}
|
||
|
||
char c[] = "This is a test.";
|
||
str_reverse(c);
|
||
printf("%s\n", c); // => Выведет ".tset a si sihT"
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Типы и структуры определяемые пользователем
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
// typedef используется для задания стандартным типам своих названий
|
||
typedef int my_type;
|
||
my_type my_type_var = 0;
|
||
|
||
// Структуры это просто коллекция данных, память выделяется последовательно,
|
||
// в том порядке в котором записаны данные.
|
||
struct rectangle {
|
||
int width;
|
||
int height;
|
||
};
|
||
|
||
// sizeof(struct rectangle) == sizeof(int) + sizeof(int) – не всегда верно
|
||
// из-за особенностей компиляции (необычное поведение при отступах)[1].
|
||
|
||
void function_1() {
|
||
struct rectangle my_rec;
|
||
|
||
// Доступ к структурам через точку
|
||
my_rec.width = 10;
|
||
my_rec.height = 20;
|
||
|
||
// Вы можете объявить указатель на структуру
|
||
struct rectangle *my_rec_ptr = &my_rec;
|
||
|
||
// Можно получить доступ к структуре и через указатель
|
||
(*my_rec_ptr).width = 30;
|
||
|
||
// ... или ещё лучше: используйте оператор -> для лучшей читабельности
|
||
my_rec_ptr->height = 10; // то же что и "(*my_rec_ptr).height = 10;"
|
||
}
|
||
|
||
// Вы можете применить typedef к структуре, для удобства.
|
||
typedef struct rectangle rect;
|
||
|
||
int area(rect r) {
|
||
return r.width * r.height;
|
||
}
|
||
|
||
// Если вы имеете большую структуру, можно получить доступ к ней "по указателю",
|
||
// чтобы избежать копирования всей структуры.
|
||
int area(const rect *r) {
|
||
return r->width * r->height;
|
||
}
|
||
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
// Указатели на функции
|
||
///////////////////////////////////////
|
||
|
||
/*
|
||
Во время исполнения функции находятся по известным адресам в памяти.
|
||
Указатель на функцию может быть использован для непосредственного вызова функции.
|
||
Однако синтаксис может сбивать с толку.
|
||
|
||
Пример: использование str_reverse по указателю
|
||
*/
|
||
|
||
void str_reverse_through_pointer(char *str_in) {
|
||
// Определение функции через указатель.
|
||
void (*f)(char *); // Сигнатура должна полностью совпадать с целевой функцией.
|
||
f = &str_reverse; // Присвоить фактический адрес (во время исполнения)
|
||
// "f = str_reverse;" тоже будет работать.
|
||
//Имя функции (как и массива) возвращает указатель на начало.
|
||
(*f)(str_in); // Просто вызываем функцию через указатель.
|
||
// "f(str_in);" или вот так
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
## На почитать
|
||
|
||
Лучше всего найдите копию [K&R, aka "The C Programming Language"](https://en.wikipedia.org/wiki/The_C_Programming_Language)
|
||
Это **книга** написанная создателями Си. Но будьте осторожны, она содержит идеи которые больше не считаются хорошими.
|
||
|
||
Другой хороший ресурс: [Learn C the hard way](http://learncodethehardway.org/c/).
|
||
|
||
Если у вас появился вопрос, почитайте [compl.lang.c Frequently Asked Questions](http://c-faq.com).
|
||
|
||
Очень важно использовать правильные отступы и ставить пробелы в нужных местах.
|
||
Читаемый код лучше, чем красивый или быстрый код.
|
||
Чтобы научиться писать хороший код, почитайте [Linux kernel coding style](https://www.kernel.org/doc/Documentation/CodingStyle).
|
||
|
||
Также не забывайте, что [Google](http://google.com) и [Яндекс](http://yandex.ru) – ваши хорошие друзья.
|
||
|
||
[1] http://stackoverflow.com/questions/119123/why-isnt-sizeof-for-a-struct-equal-to-the-sum-of-sizeof-of-each-member
|