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  • 学习路径
  • 第1章 编程基础概念

    • 冯·诺依曼体系结构
    • 数据在计算机中的表示
    • 编程语言的层次
    • C语言的起源与发展
    • C99标准的主要改进
    • 开发环境搭建
    • 第一个C程序
    • 编译与运行流程
    • 可移植性风险的三级体系
  • 第2章 数据类型与运算

    • 字符集与标识符
    • 关键字
    • 注释
    • char 类型
    • short 与 int
    • long 与 long long
    • 有符号与无符号
    • 取值范围与 limits.h
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    • long double
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    • 变量声明与定义
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    • 关系与判等运算符
    • 逻辑运算符
    • 位运算符
    • 条件运算符
    • 逗号运算符
    • 运算符优先级
    • 隐式类型转换
    • 显式类型转换
  • 第3章 控制流

    • 表达式语句与空语句
    • 复合语句
    • if 语句
    • switch 语句
    • while 循环
    • do-while 循环
    • for 循环
    • break 与 continue
    • goto 语句
    • return 语句
  • 第4章 函数与模块化编程

    • 函数定义
    • 函数声明与原型
    • main 函数
    • 函数调用机制
    • 传值调用
    • 数组参数
    • 作用域
    • 存储期
    • 链接属性
    • static 与 extern
    • 递归
    • 头文件与源文件
    • 头文件保护
    • include 规则
  • 第5章 数组与字符串

    • 一维数组声明与初始化
    • 数组的存储模型
    • 数组访问与越界
    • 数组操作
    • 二维数组
    • 变长数组 VLA
    • 字符串基础
    • 字符串输入输出
    • 字符串处理函数
    • 字符串与数字转换
  • 第6章 指针

    • 指针的概念
    • 指针的声明与使用
    • 指针运算
    • const 与指针
    • 数组名与指针
    • 指针遍历数组
    • 指针与多维数组
    • 指针作为函数参数
    • 函数返回指针
    • 函数指针
    • 二级指针
    • 复杂声明解析
  • 第7章 结构体、联合体与枚举

    • 结构体定义与声明
    • 结构体初始化
    • 结构体成员访问
    • 结构体嵌套
    • 结构体指针
    • 结构体与函数
    • 联合体
    • 联合体与类型双关
    • 枚举类型
    • 位域
    • 内存对齐与填充
  • 第8章 动态内存管理

    • malloc 与 free
    • calloc 与 realloc
    • 内存泄漏
    • 悬垂指针
    • 内存分配策略
    • 自定义内存池
    • Valgrind 与内存检测
    • 内存碎片
    • 内存对齐分配
    • 常见内存错误
  • 第9章 文件输入输出

    • 文件打开与关闭
    • 文本读写
    • 格式化输入输出
    • 二进制读写
    • 文件定位
    • 错误处理
    • 标准流
    • 临时文件
    • 文件操作示例
  • 第10章 预处理器

    • 预处理器基础
    • 宏定义
    • 带参数的宏
    • 条件编译
    • 头文件包含
    • 预定义宏
    • 宏的高级技巧
    • 预处理器陷阱
    • 编译器特定扩展
  • 第11章 标准库概览

    • 标准库概述
    • assert.h
    • ctype.h
    • errno.h
    • float.h
    • limits.h
    • locale.h
    • math.h
    • setjmp.h
    • signal.h
    • stdarg.h
    • stddef.h
    • stdlib.h
  • 第12章 进阶主题

    • 内联函数
    • 变长数组 VLA
    • 复数类型
    • 布尔类型
    • stdint 与 inttypes
    • 灵活数组成员
    • 匿名结构体与联合体
    • 静态断言
    • 线程支持
    • 原子操作

stdint 与 inttypes

C99 引入 <stdint.h> 和 <inttypes.h>,提供固定宽度的整数类型和可移植的格式化宏。这些头文件解决了 int、long 等平台相关类型的大小不确定问题,是编写可移植代码的重要工具。

stdint.h

#include <stdint.h>

/* 精确宽度类型 */
int8_t i8;                      /* 8 位 */
int16_t i16;                    /* 16 位 */
int32_t i32;                    /* 32 位 */
int64_t i64;                    /* 64 位 */

uint8_t u8;                     /* 无符号 8 位 */
uint16_t u16;
uint32_t u32;
uint64_t u64;

/* 最小宽度类型 */
int_least8_t;                   /* 至少 8 位 */
int_least16_t;                  /* 至少 16 位 */

/* 最快宽度类型 */
int_fast8_t;                    /* 至少 8 位,最快 */
int_fast16_t;

/* 指针大小整数 */
intptr_t;                       /* 可以保存指针的整数 */
uintptr_t;

/* 最大宽度 */
intmax_t;                       /* 最大整数 */
uintmax_t;

inttypes.h

#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>

int32_t x = 42;
uint64_t y = 10000000000ULL;

/* 格式化宏 */
printf("x = %" PRId32 "\n", x);       /* x = 42 */
printf("y = %" PRIu64 "\n", y);       /* y = 10000000000 */
printf("hex = %" PRIx32 "\n", x);     /* hex = 2a */

/* scanf */
scanf("%" SCNd32, &x);

类型限制

#include <stdint.h>

INT8_MIN;                       /* -128 */
INT8_MAX;                       /* 127 */
UINT8_MAX;                      /* 255 */

INT32_MIN;                      /* -2147483648 */
INT32_MAX;                      /* 2147483647 */
UINT32_MAX;                     /* 4294967295 */

INT64_MIN;
INT64_MAX;
UINT64_MAX;

使用场景

网络协议:

struct PacketHeader {
    uint16_t magic;             /* 2 字节 */
    uint32_t length;            /* 4 字节 */
    uint16_t checksum;          /* 2 字节 */
};
/* 大小和布局在所有平台一致 */

文件格式:

/* 保证 32 位偏移 */
uint32_t offset;
fread(&offset, sizeof(uint32_t), 1, fp);

常见错误

直接格式化:

uint64_t x = 100;
printf("%lu\n", x);              /* 错误:32 位平台 lu 是 32 位 */

/* 正确 */
printf("%" PRIu64 "\n", x);

假设 int 是 32 位:

/* 错误 */
int32_t x = INT_MAX;            /* 如果 int 是 16 位,截断 */

/* 正确 */
int32_t x = INT32_MAX;

最佳实践

  • 需要精确大小时用 intN_t/uintN_t
  • 格式化用 PRI*/SCN* 宏
  • 网络、文件格式用固定宽度类型
  • 通用算法用 int_fastN_t
  • 指针运算用 intptr_t/uintptr_t
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