分类： C/C++
2010-08-16 21:56:52
c陷阱与缺陷学习笔记---------------by Andy
近日，宿舍停电，借此机会学习了下《C陷阱与缺陷》，果然是经典。也推荐大家有时间看看，内容不多，一个100多页，两天差不多！
“本书所揭示的知识，至少能帮助你减少C代码和初级C++代码中90%的Bug！”
以下是我的学习笔记：
导读
程序中的单个字符孤立起来看并没有什么意义，只有结合上下文才有意义，如p->s = "->";两处的-意义
是不同的。
程序的基本单元是token ,相当于自然语言中的单词。 一个token的意义是不会变的。 而组成token 的字符序列则随上下文的不同而改变。
token之间的空格将被忽略。
Chapter 1 词法陷阱
1.1 = 不同于 ==
1.2 &和|不同于&&和||
1.3 词法分析中的贪心法
token分为单字符token和多字符token，如/ 和 == ，当有岐义时，c语言的规则是：每一个token应包括
尽可能多的字符。
另外token的中间不能有空白（空格，制表符， 换行符）
y = x /*p 应写为y = x / *p 或者y = x / (*p);
老编译器允许用=+来代表现在+=的含义。所以它们会将a=-1理解为a=- 1 即a = (a-1);
它们还会将复合赋值语句看成两个token,于是可以处理 a>> =1, 而现代的编译器会报错。
1.4 整型常量
常量前加0代表是8进制。
1.5 字符与字符串
用双引号引起的字符串， 代表的是一个指向无名数组起始字符的指针
单引号引起的字符串，代表一个整数
a+++++b的含义是什么？ a++ + ++b
C不允许嵌套注释。
Chapter 2 语法陷阱
2.1 构造函数声明
构造函数声明的规则：按照使用的方式来声明。
任何C声明都由两部分组成：类型及类似表达式的声明符（declarator)。
float *g(), (*h)();
g是一个函数，该函数的返回值类型为指向浮点数的指针。 h是一个函数指针， h所指向函数的返回值为
浮点类型。（）的优先级高于*。
因为float (*g)();表示g是一个指向返回值为浮点类型的函数的指针。所以(float (*)())表示一个“指向
返回值为浮点类型的函数的指针”的类型转换符。
一旦我们知道如何声明一个给定类型的变量， 那么该类型的类型转换符就很容易得到了：只需要把声明
中的参量名和声明末尾的分号去掉，再将剩余的部分用一个括号整个“封装”起来即可。
(*(void(*)())0)()表示什么意思呢？
如果fp是一个函数指针， 那么(*fp)()就表示对其所指的函数的调用。简写为fp()。但这只是简写而已。
而*((*fp)())可以简写为*fp()
根据上文(void(*)()) 表示一个“指向返回值为void的函数的指针”的类型。这里不过是对0作强制转换而
已。其实用typedef更好：
typedef void (*funcptr)();
(*(funcptr)0)();
signal的声明如下：
void (*signal(int, void(*)(int)))(int);
或者用typedef：
typedef void (*HANDLER)(int);
HANDLER signal(int, HANDLER);
2.2 运算符的优先级问题
注意条件运算符优先级比赋值运算符高，书上第22页是错的。
& > ^ > |
A.判断flags的的最低位是否为1，定义FLAG=1；
一般不这样用 if(flags & FLAG)
而 这样 if((flags & FLAG) != 0) 注意：!= 的优先级高于 &
B.取hi的高4位和low的低4位时，
这样写 r = hi <<4 + low 是错误的，因为<<的优先级高于+
应该这样写： r = hi << (4 + low) 或 r = hi << 4 | low;
运算符的优先级
单目运算符是自左至右结合。 单目>双目
双目运算符中 算术>移位>关系>逻辑>赋值>条件
赋值运算符自由向左结合
a = b = 0 与 b = 0; a = b; 相同
2.3 分号
2.4 switch 语句
2.5 函数调用
f();
是个函数调用。而f;则计算函数f的地址。
2.6 else
c语言的规则：else始终与同一个括号内最近的的未匹配的的if相结合。
C语言允许初始化列表中出现多余的逗号。为了列表对称
Chapter 3 语义陷阱
3.1 指针与数组
C语言中只有一维数组， 而且数组的大小必须在编译期间就作为一个常数确定下来。多维数组是通过一维
数组仿真的,因为数组的元素可以是任何对象，当然也可以是数组。
对数组，我们只能做两件事，确定其大小，以及获得指向该数组下标为0的元素的指针。其它的有关数组的操作，实际上是通过指针进行的。
如果在应该出现指针的地方出现了数组名，则数组名就被当作指向该数组下标为0的元素的指针。
int a;
p = a;
int *p;
是对的。但p = &a在ansi C中则是非法的。因为&a 是一个指向数组的指针，而p是一个指向整型变量的指针，
它们的类型不匹配。
数组a[3], sizeof(a) 得到的数值的大小，其他所有情况数组名a代表指向a[0]的指针。
由于a[i] 即*(a+i);而a+i即i+a；所以a[i]即i[a];但不推荐后者的写法
int cal[12][31];
int *p;
int i;
i = cal[4][7]等于i = *(cal[4] + 7);也等于i = *(*(cal + 4) +7);
p = cal; 是错误的，类型不匹配，后者是指向数组的指针。
我们来声明指向数组的指针：
int (*ap)[31];
于是我们可以这样写：
int cal[12][31];
int (*monthp)[31];
monthp = cal;
两 个指针不能相加。负数的移位运算不等于相应的乘或除运算。
3.2 非数组的指针
我们要将s和t连接成r.
s = "abc";
t = "efg";
char *r;
strcpy(r,s);
strcat(r,t);
这并不能达到目的。
因为一是不能确定r指向何处, 二是不能保证r所指向的地址处还应该有内存空间可供容纳字符串。
较好的是把第一行改为char r[100];只是这样的话，大小固定了。
正确的应该是：
#include
#include
int main (void)
{
char s[10];
char t[10];
char *r;
char *malloc();
r = malloc(strlen(s) + strlen(t) + 1);
if(!r)
{
complain();
exit(1);
}
scanf("%s",s);
/*getchar();*/
scanf("%s",t);
strcpy(r,s);
strcat(r,t);
printf("%s\n",r);
free(r);
}
3.3
我们没有办法将一个数组作为函数参数直接传递。数组名会被转为指向该数组第一个元素的指针。
int strlen(char s[]){}
与下面的写法完全相同：
int strlen(char* s){}
但其它地方就未必相同了。
下面两 个语句是完全不同的。
extern char *hello;
extern char hello[];
下面则是一样的
main(int argc, char* argv[]){}
main(int argc, char** argv){}
3.4 避免“举隅法”
复制指针并不同时复制指针所指向的数据。而是让两个指针指向同一个地址。
3.5 空指针并非空字符串
把常数0转为指针，则指针不等于任何有效的指针，即 void 指针。其它将整数转为指针得到的结果未定义。当常数0被转为指针时，这个指针绝对不能被解除引用（dereferenc)。换句话说，当我们将0赋给一个指针变量时，绝对不能企图使用该指针所指向的内存中存储的内容。
下面的是合法的：
if (p == (char *) 0)
但下面是非法的
if (strcmp(p, (char *) 0) == 0)
如果p是一个空指针，即使printf(p);和printf("%s",p);的行为也是未定义的。
3.6 边界计算与不对称边界
数组的下标如果用入界口加出界口来表达（即10个元素,其下标为0 <= n < 10 )，则元素个数即为上界与下界
之差,即下界。若为空，则上界等于下界。任何情况下上界也永远不可能小于下界。
尽量采用非对称边界法。
一个有N个元素的数组 ，我们可以使用a[N]进行比较和赋值，但不能引用其内容。
用 while(--n >= 0) 而不用 while(n-- > 0)
3.7 求值顺序
C语言只有四个运算符（&&, ||, ?: , 和 ,）存在规定的求值顺序。另外，分隔函数参数的逗号并非逗号运算符。例如，在x和y在函数f（x，y）中的求值顺序是未定义的，而在函数g((x,y))是先算x，再算y，y的值为参数。特别是赋值运算符没有规定求值顺序。
3.9 整数溢出
无符号算术运算中，没有所谓的“溢出”一说。有符号运算中发生溢出，则结果未定义。
下面检测溢出的方法不可靠：(a,b是非负整型变量)
if(a + b <0)
complain();
应该这样：
if((unsigned) a + (unsigned) b >INT_MAX)
complain();
或者这样
if(a > INT_MAX - b)
complain();
3.10 为函数main提供返回值
如果没 有为函数声明返回类型，则默认为int.
Chapter 4 连接
4.1 什么是连接器
连接器通常把目标模块看成是由一组外部对象组成的。 第个外部对象都代表着机器内存中的某个部分，并通达一个外部名称来识别。因此， 程序中的每个函数和每个外部变量，如果没有被声明为static，就都是一个外部对象。 某些编译器会对静态函数和静态变量的名称做一定改变，将它们也作为外部对象。
除了外部对象，目标模块还可能包括了对其它模块中的外部对象的引用。
4.2 声明与定义
每个外部变量只能定义一次。
int a；
其出现在函数体外，称为外部对象a的定义。说明a是个外部整型变量，同时为a分配了空间，初值默认为0
同一个外部变量被多次定义（在同一个源文件或多个源文件），出现命名冲突。
4.3 命名冲突与static修饰符
避免命名冲突： static int a;
a的作用域只限于一个源文件内，对于其他源文件不可见。因此，当多个函数共享一个外部变量，可将这些函数放于同一源文件中，并将用到的外部变量也在同一个源文件中用static声明。
4.4 形参、实参与返回值----------------------------本节的程序不懂
任何一个c函数都有返回类型，要么是void 要么是生成结果的类型。
每个函数都要在调用之前进行声明定义，不然返回类型为int
int i;
char c;
for(i=0;i<5;i++)
{
scanf("%d",&c); // scanf ()类型不一致，要求输入整型%d，而输入为char型&c。容易出错！
printf("%d ",i);
}
如果一个函数没有float，short或者char类型的参数，在函数声明中完全可以省略类型声明（定义不能省略）
4.5 检查外部类型
同一个外部变量在不同的地方被声明为不同的类型，这种错误大部分编译器是检不出来的。
char file[]= "/etc/password";
与
extern char* file;
是不一样的。
因此，声明外部变量时类型要和定义的类型一致。
char a[] = "abe";
extern char a[];
或
char *a ="abe"
extern char *a
4.6 头文件
避免上节问题：每个外部对象只在头文件中声明。
Chapter 5 库函数
C标准没有定义执行底层I/O操作的read和write函数。
5.1 返回整数的getchar函数
原型:int getchar(void);
5.2 更新顺序文件
为了与以前的程序保持兼容，一个输入操作不能随后紧跟一个输出操作，反之亦然。如果要同时进行输入
和输出操作，必须在其中插入fseek函数的调用。
FILE *fp;
struct record rec;
while (fread((char *)&rec, sizeof(rec),1,fp) = 1)
{
/* */
if(/* */)
{
fseek(fp, -(long)sizeof(rec), 1);
fwrite((char *)&rec, sizeof(rec), 1,fp);
fseek(fp, 0l,1);
}
}
5.3 缓冲输出与内存分配------------------本节不太懂，以后再看
#include
void main(void)
{
int c;
char buf[BUFSIZ];
setbuf(stdout,buf);
while((c = getchar()) != EOF)
putchar(c);
}
统之前C运行时库所必须进行的清理工作的一部分。但是在此之前buf已经被释放。
解决方法一是加上static 声明。也可以把buf声明完全移到main函数之外。第二种办法是动态分配缓冲区，
在程序中并不主动释放分配的缓冲区
5.4 使用erron检测错误
很多的库函数，特别是那些与操作系统有关的，当执行失败时会通过一个名称为errno的外部变量，通知
程序该函数调用失败。
下面的是错误的：
/*调用库函数*/
if(errno)
/*处理错误*/
因为，在库函数调用没有失败的情况下，并没有强制要求库函数一定要设置errno为0,这样errno的值可能
就是前一个执行失败的库函数设置的值。
下面更正了，可还是错误的：
errno = 0;
/*调用库函数*/
if(errno)
/*处理错误*/
库函数在调用成功时，既没有强制要求对errno清零，但同时也没有禁止设置errno。
下面才是对的：
/* 调用库函数 */
if(返回的错误值)
检查errno
5.5 库函数signal
从理论上说，一个信号可能在C程序执行期间的任何时刻上发生，甚至可能出现在某些复杂的库函数（如malloc）的执行过程中。因此从安全的角度讲，信号的处理函数不应该调用上述类型的库函数。基于同样的原因，从signal处理函数中使用longjump退出，通常情况下也是不安全的：因为信号可能发生在malloc 或者其它库函数开始更新某个数据结构，却又没有最后完成的过程中。因此signal处理函数能够做的安全的事情，似乎就只有设置一个标志然后返回，期待以后主程序能够检查到这个标志，发现一个信号已经发生。
然而，就算这样做也并不总是安全的。当一个算术运算错误引发一个信号时，某些机器在signal处理函数返回后还将重新执行失败的操作。因此对于算术运算错误，signal处理函数的惟一安全、可移植的操作就是打印一条出错消息，然后使用longjump或exit立即退出程序。
当一个程序异常终止时，程序输出的最后几行常常会丢失，原因是缓冲。
Chapter 6 预处理器
6.1 不能忽视空格
#define SUB(a,b) a-b
6.2 宏并不是函数
6.3 宏并不是语句
#define assert(e) ((void)((e)||_assert_error(_FILE_,_LINE_)))
6.4 宏并不是类型定义
我们没有办法在一个C表达式的内部声明一个临时变量。
避免副作用的一个办法就是再引入一个变量。
在某个上下文中本应需要函数而实际上却用了函数指针，那么该指针所指向的函数将会自动地被取得并替换这个函数指针。
Chapter 7 可移植性缺陷
7.1 应对C语言标准变更
7.2 标识符名称的限制
c标准所能保证的只是，c实现必须能够区别出前6个字符不同的外部名称，且并没有要求区分大小写。
7.3 整数的大小
一个普通（int）整数足够大以容纳任何数组下标。
字符长度由硬件决定
7.4 字符是有符号整数还是无符号整数
若为有符号，则将其转为int时，应该同时复制符号位，而无符号，则填 0即可。
一个常见的错误是：如果c是一个字符变量，使用(unsigned)c就可得到与c等价的无符号整数。这是错误的，因为在将字符c转换为无符号整数之前，c将先被转为int型，而此时可能得到非预期的结果。
正确的是使用语句(unsigned char)c，这样就直接转换。
7.5 移位运算符
如果被移位的对象长度是n位，那么移位计数必须大于或等于0,而严格小于n。
即使某些c实现将符号位复制 到空出的位中，有符号整数的向右移位运算也并不等于除以2的某次幂。
(-1)>>1这一般不可能为0,但(-1)/2一般为
7.5
NULL指针并不指向任何对象，只能用于赋值或比较运算。
7.7 除法运算的截断
q = a / b;
r = a % b;
C 语言的定义只保证q*b+r==a,以及当a>=0且b>0时，保证|r|<|b|以及r>=0.最好避免a为负值。
7.8 随机数的大小
RAND_MAX
7.9 大小写转换
7.10 首先释放，然后重新分配
注意早期的C实现可以realloc一个已经free了的指示针。
7.11 一个例子
因为字符串常量可以用来表示一个字符数组，所以在数组名出现的地方都可以用字符串常量末端替换。
如：
"0123456789"[n%10]
-n可能溢出，因为最小负数的绝对值大于最大正数的绝对值。所以改亦正数的符号不会有问题，而改变
负数的符号则可能有问题。
void printnum(long n, void (*p)())
{
if(n<0)
{
(*) ('-');
n=-n;
}
if(n>=10)
printnum(n/10,p);
(*p)((int)(n%10) + '0');
}
上面的是有问题的。下面的才是对的：
void printneg(long n, void (*p)())
{
long q;
int r;
q = n / 10;
r = n % 10;
if(r>0)
{r -= 10;
q++;
}
if (n <= -10)
printneg(q,p);
(*p)("0123456789"[-r]);
}
void printnum (long n, void (*p)())
{
if(n < 0)
{
(*p)('-');
printneg(n,p);
}
else
printneg(-n,p);
}
