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C
22 Jul 2019
. category:
tech
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Linux C语言-通过管道打造实用小程序
实现输入n个数据得到数据的平均值；
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编写一个计算平均值的小程序；
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mkdir lens6-->vi avg.c -
#include <stdio.h> int main(){ //求平均值; int s,n; scanf("%d,%d",&s,&n); float v=s/n; printf("v=%f\n",v); return 0; } wq-->gcc avg.c -o avg.out-->./avg.out(测试可用)
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编写一个计算用户输入数据的个数与和的小程序；
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#include <stdio.h> int main(){ int flag=1; int i; //计算用户输入的数据个数； int count=0; //计算所有数据的和； int s=0; while(flag){ scanf("%d",&i); if(0==i) break; count++; s+=i; } printf("%d,%d\n",s,count); return 0; } wq-->cc input.c -o input.out-->./input.out(测试可用)
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结合以上两个小程序，实现，输入n 个数据，知己计算n 个数据的平均值；
./input.out | ./avg.out- 输入测试数据 ：
100 ,100,100,100,100 - 得到结果：
v=100.000000
#### “ * ”和”&” 区别
**” * “：指针 “＆” 引用 **
概念上讲。指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量，在逻辑上是独立的，它可以被改变，包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的数据的改变。 而引用是一个别名，它在逻辑上不是独立的，它的存在具有依附性，所以引用必须在一开始就被初始化，而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的（自始至终只能依附于同一个变量）。
★相同点： ●都是地址的概念； 指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；而引用则是某块内存的别名。
★不同点： ●指针是一个实体，而引用仅是个别名； ●引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；引用“从一而终”，指针可 以“见异思迁”； ●引用没有const，指针有const，const的指针不可变； ●引用不能为空，指针可以为空； ●“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小； ●指针和引用的自增(++)运算意义不一样； ●引用是类型安全的，而指针不是 (引用比指针多了类型检查)
指针
指针：
在计算机科学中，指针（Pointer）是编程语言中的一个对象，利用地址，它的值直接指向（points to）存在电脑存储器中另一个地方的值。由于通过地址能找到所需的变量单元，可以说，地址指向该变量单元。因此，将地址形象化的称为“指针”。意思是通过它能找到以它为地址的内存单元;
使用指针的案例
- 将两个数a ,b 进行交换；
- 若没有在a,b 前加*“”和“&”*，则结果未进行交换，若加上“”后结果进行了交换；
- “*”是指针的一种表达形式；
#include <stdio.h>
//在a,b前加*
void change(int *a,int *b){
int tmp=*a;
*a=*b;
*b=tmp;
}
int main(){
int a=3;
int b=5;
//在a,b钱加&
change(&a,&b);
printf("num a=%d\nnum b=%d\n",a,b);
}
gdb工具
一、gdb：
UNIX及UNIX-like下的调试工具:
功能:一般来说，GDB主要帮助你完成下面四个方面的功能：
1、启动你的程序，可以按照你的自定义的要求随心所欲的运行程序。
2、可让被调试的程序在你所指定的调置的断点处停住。（断点可以是条件表达式）
3、当程序被停住时，可以检查此时你的程序中所发生的事。
4、你可以改变你的程序，将一个BUG产生的影响修正从而测试其他BUG。
二、gdb常用指令：
gcc -g main.c //在目标文件加入源代码的信息， -g //-g后可调试文件 gdb a.out (gdb) start //开始调试 (gdb) n //一条一条执行 (gdb) step/s //执行下一条，如果函数进入函数 (gdb) backtrace/bt //查看函数调用栈帧（查看函数堆栈） (gdb) info/i locals //查看当前栈帧局部变量 (gdb) frame/f //选择栈帧，再查看局部变量 (gdb) print/p //打印变量的值 (gdb) finish //运行到当前函数返回 (gdb) set var sum=0 //修改变量值 (gdb) list/l 行号或函数名 //列出源码 (gdb) display/undisplay sum //每次停下显示变量的值/取消跟踪 (gdb) break/b 行号或函数名 //设置断点 (gdb) continue/c //连续运行 (gdb) info/i breakpoints //查看已经设置的断点 (gdb) delete breakpoints 2 //删除某个断点 (gdb) disable/enable breakpoints 3 //禁用/启用某个断点 (gdb) break 9 if sum != 0 //满足条件才激活断点 (gdb) run/r //重新从程序开头连续执行 (gdb) watch input[4] //设置观察点 (gdb) info/i watceping/248chpoints //查看设置的观察点 (gdb) x/7b input //打印存储器内容，b--每个字节一组，7--7组ceping/248ceping/248 (gdb) disassemble ceping/248 //反汇编当前函数或指定函数 (gdb) si // 一条指令一条指令调试 而 s 是一行一行代码 (gdb) info registers // 显示所有寄存器的当前值 (gdb) x/20 $esp //查看内存中开始的20个数 (gdb) q //退出
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a,b在两个函数中是局部变量。 ceping/248
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通过gdb调试ceping/248案例可以查看*a 的值，是地址；
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查看未加*时的方法
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(gdb) s change (a=3, b=5) at main2.c:4 4 int tmp=a;
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查看加*时的方法
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(gdb) s change (a=0x7fffffffdeb0, b=0x7fffffffdeb4) at main.c:4 4 int tmp=*a; - 其中0x7fffffffdeb0，0x7fffffffdeb4 是ａ,b的地址
指针与内存
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计算机中的数据表示方法
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计算机中数据表示方式：二进制；(满二进一，只有０ １)；
- 计算机中最小单位是“字节(byte)” 1byte=8bit
- 使用：计算用二级制，显示为十进制；编程用十六进制
- **一个十六进制的数字，可以表示为４位二进制的数字！ **
- 十六机制：一般用数字0到9和字母A到F（或a~f）表示，其中:A~F表示10~15，这些称作十六进制数字。
内存
- 所有的程序都是由操作系统调用的；
- ｍａｉｎ（）函数是所有函数的入口－－>操作系统知道入口后就能执行代码－－>程序被调用；
- 操作系统：
- 除了能给内存做编号以外；
- 还可以给内存做一定的规划；
- 例如：在６４位操作系统中，程序员使用的内存只要有前面的４８位就可以了！大于这个的地址的内存空间是给操作系统内核使用的；
- 用户内存隔离开的好处：
- 操作系统的内存不会被大量占用；
- 避免机器卡住，卡死，死机等状态；
- 可通过操作系统把应用程序关闭；
- 使得操作系统更安全；
- 编写Ｃ语言代码－－>函数编译之后存到磁盘－－>代码编译后的二进制数据加载到内存中
指针：本质就是地址：
变量：本质就是内存；
&是取地址运算符
*pa=&a与pa=&a之间的疑惑, *pa=&a 是把a的地址值 给指针pa里的数据赋值. pa=&a是把a的地址值赋值给pa,使得指针pa(指向)a的地址 可以理解为 *pa=&a,是“值
int *pa是指定义一个指向int类型的指针pa。&在这里是取址的意思&a就是取a的地址。所以int *pa=&a;意思是定义一个指向变量a的指针pa
例如：(难点)
#include <stdio.h>
int global=0;
//计算矩形的面积
int rect(int a,int b){
static int count=0;
count++;
global++;
int s=a*b;
return s;
}
//计算正方形的面积
int quadrate(int a){
static int count=0;
count++;
global++;
int s=rect(a,a);
return s;
}
int main(){
int a=3;
int b=4;
int *pa;
pa = &a;
int *pb=&b;
int *pglobal=&global;
int (*pquadrate)(int a)=&quadrate;
int s=quadrate(a);
printf("%d\n",s);
}
wq-->gcc -g main.c -o main.out-->gdb main.out-->start-->n-->n-->n-->...
(gdb) p a $1 = 3 (gdb) p &a $2 = (int *) 0x7fffffffde9c (gdb) p pa $3 = (int *) 0x7fffffffde9c (gdb) p *pa $4 = 3
操作系统对内存的管理
/*连续声明了a，b两个变量，为什么不连续？
a，b 都是整型数据，占32位，即4个字节，默认打印所占的第一个字节，a所占的（de9c,de9d,de9e,de9f)，所以到b应该是(de9g)，但十六机制满16进一，所以，变为（a1,dea1,dea2,dea3）;*/
db) p &a
$4 = (int *) 0x7fffffffde9c
(gdb) p &b
$5 = (int *) 0x7fffffffdea0
/*pa的地址为s的地址增加4后的地址，但pa,pb，pglobal为内存地址，在64位地址总线下，一个内存地址，占8个字节*/
(gdb) p &pa
$6 = (int **) 0x7fffffffdea8
(gdb) p &pb
$7 = (int **) 0x7fffffffdeb0
(gdb) p &pglobalneicunneicun
$10 = (int **) 0x7fffffffdeb8
/*s的地址是b地址加+4后的地址；
gcc编译器进行优化，当我们在一个函数中，有若干个整型、浮点型等或其他类型变量时，gcc 会将相同类型的变量先声明，在声明其他类型的变量，所以先声明了所有的整形变量，再声明的指针变量！*/
(gdb) p &s
$9 = (int *) 0x7fffffffdea4
/*函数也是一个内存地址，所占也是8个字节*/
(gdb) p &pquadrateneicunneicun
$1neicun1 = (int (**)(int)) 0x7fffffffdec0
neicun
栈：保存的是函数运行时的状态；neicun
包括代码执行的行数，每个内存空间中的具体数值，在栈内一个函数可被多次调用，每次调用就是一个新的栈，
函数栈以及数据段内存
代码段和数据段都是从下向上分配，内存地址越来越大；
栈相反，最先分配的栈地址最大，栈的特点：先进后出
/*栈内是先进后出，最先分配的地址最大，以下可以看书，main的内存地址最大，向上依次减少*/
(gdb) bt
#0 rect (a=3, b=3) at main.c:7
#1 0x0000555555554719 in quadrate (a=3) at main.c:18
#2 0x0000555555554776 in main () at main.c:31
(gdb) p &rect
$5 = (int (*)(int, int)) 0x5555555546aa <rect>
(gdb) p &quadrate
$6 = (int (*)(int)) 0x5555555546e1 <quadrate>
(gdb) p &main
$7 = (int (*)()) 0x555555554721 <main>
/*以下结果可以看出，在两个函数中，count值不相同，global值相同
1. 因为count 是局部静态变量，global是全局变量；静态局部变量是某个函数总特有的，全局变量是所有函数共有的；
2. 静态变量，常量，全局变量都在数据段中；
3. 即使一个函数被调用多次，其中的静态变量还是指向数据段中的一个固定的地址，虽然不同函数的count值不同，但同一个函数中的count值不管被调用几次，指向地址不会改变；
*/
(gdb) f 0
#0 rect (a=3, b=3) at main.c:7
7 count++;
(gdb) p &count
$1 = (int *) 0x555555755018 <count>
(gdb) p &global
$2 = (int *) 0x555555755014 <global>
(gdb) f 1
#1 0x0000555555554719 in quadrate (a=3) at main.c:18
18 int s=rect(a,a);
(gdb) p &count
$3 = (int *) 0x55555575501c <count>
(gdb) p &global
$4 = (int *) 0x555555755014 <global>