编程基础---C/C++基础知识

1. 语法和语义

变量定义

基本数据类型：定义整型（int、long、short）、浮点型（float、double）、字符型（char）等基本数据类型的变量。

自定义类型：定义结构体、联合体、枚举等自定义类型变量。

指针类型：定义指向特定类型数据的指针变量，如int *p表示一个整型指针。

数据类型

基本数据类型：整型、浮点型、字符型、布尔型（C++中为bool，C中可使用整型模拟）。

复合数据类型：数组、结构体、联合体、枚举。

指针类型：指向任何数据类型的指针，包括指向函数的指针。

空类型void：用于表示无返回值的函数、无类型指针（如通用指针void *）。

运算符

算术运算符：加法（+）、减法（-）、乘法（*）、除法（/）、求余（%）。

关系运算符：等于（==）、不等于（!=）、小于（<）、大于（>）、小于等于（<=）、大于等于（>=）。

逻辑运算符：逻辑与（&&）、逻辑或（||）、逻辑非（!）。

位运算符：按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）、左移（<<）、右移（>>）。

赋值运算符：简单赋值（=）及复合赋值运算符（如+=、-=、*=、/=、%=等）。

条件运算符（三目运算符）：condition ? expr1 : expr2。

sizeof运算符：计算类型或变量所占内存大小。

取地址运算符：&，用于获取变量的内存地址。

解引用运算符：*，用于访问指针所指向的数据。

流程控制语句

条件语句：

if语句：根据条件执行相应代码块。
if…else语句：提供两种情况的选择性执行。
switch语句：根据表达式的值匹配多个case标签，执行相应的代码块。
循环语句：

for循环：具有初始化、条件检查、迭代更新三个部分的循环结构。
while循环：只要条件为真就持续执行循环体。
do…while循环：先执行一次循环体，然后在每次循环末尾检查条件。
跳转语句：

break语句：跳出当前循环或switch语句。
continue语句：跳过本次循环剩余部分，进入下一轮循环。
goto语句：无条件转移到同一函数内的标号处。

函数定义与调用

函数定义：指定函数返回类型、函数名、参数列表（含参数类型和顺序）及函数体。

函数声明：在函数调用前提供函数原型，以便编译器进行类型检查和链接。

函数调用：通过函数名、实参列表调用已定义或声明的函数。

参数传递：了解传值、传址（通过指针）、传引用（C++特有）的区别和适用场景。

返回值：函数可以返回一个值给调用者，也可以选择不返回值（void返回类型）。

2. 指针

指针声明

基础声明：声明一个指向特定类型数据的指针变量，如int *p;声明一个整型指针p。

指针初始化：为指针赋予一个合法的地址值，如int *p = &x;使p指向整型变量x。

指针运算

解引用：使用*运算符访问指针所指向的数据，如int val = *p;获取p指向的整数值。

自增自减：p++、p–使指针向前或向后移动到下一个（同类型）数据的地址。

指针间的关系运算：比较两个指针的地址关系，如p1 == p2、p1 < p2等。

动态内存管理

内存分配：

malloc(size_t size)：分配size字节未初始化的内存，返回指向该内存的指针。
calloc(size_t num, size_t size)：分配num个大小为size字节的连续内存块，并将其初始化为零，返回指向首块的指针。
内存重分配：

realloc(void *ptr, size_t new_size)：调整已分配内存ptr的大小为new_size，返回新分配内存的指针。若调整失败，返回NULL，原内存保持不变。
内存释放：

free(void *ptr)：释放由malloc、calloc或realloc分配的内存。
通过指针操作复杂数据结构
数组：使用指针遍历数组、修改数组元素、传递数组作为函数参数等。

结构体：通过指针访问结构体成员、传递结构体指针作为函数参数、动态分配结构体内存等。

联合体：类似结构体，但同一时刻只能存储一个成员，通过指针访问其当前活跃成员。

3. 结构体与联合体

结构体

定义：使用struct关键字定义结构体类型，包含若干成员（变量）及其类型。

struct Point {
    int x;
    int y;
};
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变量声明：声明结构体类型变量，可使用类型名或typedef后的别名。

struct Point p1;            // 直接使用结构体类型名
typedef struct Point Point;  // 创建类型别名
Point p2;                   // 使用类型别名声明变量
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成员访问：通过.或->运算符访问结构体变量的成员。

p1.x = 10;                  // . 运算符，用于普通结构体变量
Point *ptr = &p2;
ptr->y = 20;                // -> 运算符，用于指向结构体的指针
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初始化：
常规初始化：在声明时为结构体变量的所有成员赋初值。

  struct Point p = {1, 2};
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指定成员初始化：仅初始化部分成员，其余成员默认初始化。

  struct Point p = {.x = 1}; // 初始化x成员，y成员默认初始化
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结构体数组：声明和使用结构体类型的数组。

struct Point points[3];
points[0] = {1, 2};
points[1] = {3, 4};
points[2] = {5, 6};
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联合体

定义：使用union关键字定义联合体类型，其成员共享同一块内存空间。

union Value {
    int integer;
    float floating;
    char character;
};
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变量声明：与结构体类似，声明联合体类型变量。

union Value v;
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成员访问：与结构体类似，通过.或->运算符访问联合体变量的成员。

v.integer = 42;
v.floating = 3.14f;
v.character = 'A';
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初始化：为联合体变量的某个成员赋初值。

union Value v = {.integer = 10};
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注意：联合体在同一时刻只能存储一种类型的成员，对其中一个成员赋值会覆盖其他成员的值。使用联合体时需确保正确跟踪当前存储的是哪种类型的值。

4. 函数指针

定义：声明一个指向特定函数类型的指针变量，函数类型包括返回类型和参数列表

int (*func_ptr)(int, int); // 定义一个指向接受两个整数参数并返回整数的函数的指针
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初始化：将函数指针指向实际的函数。

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

func_ptr = add; // 将func_ptr指向add函数
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调用：通过函数指针调用对应的函数。

int result = (*func_ptr)(5, 3); // 等价于调用add(5, 3)
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应用场景：
回调函数：将函数指针作为参数传递给另一个函数，供后者在适当时候调用。
事件处理/中断服务：在嵌入式系统中，使用函数指针注册中断处理函数或其他事件响应函数。
函数表：创建一个函数指针数组，实现基于索引来调用不同功能的函数。
以上内容详述了C/C++语言中涉及的语法和语义、指针、结构体与联合体、函数指针等基础知识，特别关注了在嵌入式开发环境下的应用和注意事项。