数组 数组简介数组是一组相同类型的值，按照顺序储存在一起。数组通过变量名后加方括号表示，方括号里面是数组的成员数量。int scores[100];上面示例声明了一个数组scores，里面包含100个成员，每个成员都是int类型。注意，声明数组时，必须给出数组的大小。数组的成员从0开始编号，所以数组scores[100]就是从第0号成员一直到第99号成员，最后一个成员的编号会比数组长度小1。数组名后面使用方括号指定编号，就可以引用该成员。也可以通过该方式，对该位置进行赋值。scores[0] = 13; scores[99] = 42;上面示例对数组scores的第一个位置和最后一个位置，进行了赋值。注意，如果引用不存在的数组成员（即越界访问数组），并不会报错，所以必须非常小心。int scores[100]; scores[100] = 51;上面示例中，数组scores只有100个成员，因此scores[100]这个位置是不存在的。但是，引用这个位置并不会报错，会正常运行，使得紧跟在scores后面的那块内存区域被赋值，而那实际上是其他变量的区域，因此不知不觉就更改了其他变量的值。这很容易引发错误，而且难以发现。数组也可以在声明时，使用大括号，同时对每一个成员赋值。int a[5] = {22, 37, 3490, 18, 95};注意，使用大括号赋值时，必须在数组声明时赋值，否则编译时会报错。int a[5]; a = {22, 37, 3490, 18, 95}; // 报错上面代码中，数组a声明之后再进行大括号赋值，导致报错。报错的原因是，C 语言规定，数组变量一旦声明，就不得修改变量指向的地址，具体会在后文解释。由于同样的原因，数组赋值之后，再用大括号修改值，也是不允许的。int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; a = {22, 37, 3490, 18, 95}; // 报错上面代码中，数组a赋值后，再用大括号重新赋值也是不允许的。使用大括号赋值时，大括号里面的值不能多于数组的长度，否则编译时会报错。如果大括号里面的值，少于数组的成员数量，那么未赋值的成员自动初始化为0。int a[5] = {22, 37, 3490}; // 等同于 int a[5] = {22, 37, 3490, 0, 0};如果要将整个数组的每一个成员都设置为零，最简单的写法就是下面这样。int a[100] = {0};数组初始化时，可以指定为哪些位置的成员赋值。int a[15] = {[2] = 29, [9] = 7, [14] = 48};上面示例中，数组的2号、9号、14号位置被赋值，其他位置的值都自动设为0。指定位置的赋值可以不按照顺序，下面的写法与上面的例子是等价的。int a[15] = {[9] = 7, [14] = 48, [2] = 29};指定位置的赋值与顺序赋值，可以结合使用。int a[15] = {1, [5] = 10, 11, [10] = 20, 21}上面示例中，0号、5号、6号、10号、11号被赋值。C 语言允许省略方括号里面的数组成员数量，这时将根据大括号里面的值的数量，自动确定数组的长度。int a[] = {22, 37, 3490}; // 等同于 int a[3] = {22, 37, 3490};上面示例中，数组a的长度，将根据大括号里面的值的数量，确定为3。省略成员数量时，如果同时采用指定位置的赋值，那么数组长度将是最大的指定位置再加1。int a[] = {[2] = 6, [9] = 12};上面示例中，数组a的最大指定位置是9，所以数组的长度是10。数组长度sizeof运算符会返回整个数组的字节长度。int a[] = {22, 37, 3490}; int arrLen = sizeof(a); // 12上面示例中，sizeof返回数组a的字节长度是12。由于数组成员都是同一个类型，每个成员的字节长度都是一样的，所以数组整体的字节长度除以某个数组成员的字节长度，就可以得到数组的成员数量。sizeof(a) / sizeof(a[0])上面示例中，sizeof(a)是整个数组的字节长度，sizeof(a[0])是数组成员的字节长度，相除就是数组的成员数量。注意，sizeof返回值的数据类型是size_t，所以sizeof(a) / sizeof(a[0])的数据类型也是size_t。在printf()里面的占位符，要用%zd或%zu。int x[12]; printf("%zu\n", sizeof(x)); // 48 printf("%zu\n", sizeof(int)); // 4 printf("%zu\n", sizeof(x) / sizeof(int)); // 12上面示例中，sizeof(x) / sizeof(int)就可以得到数组成员数量12。多维数组C 语言允许声明多个维度的数组，有多少个维度，就用多少个方括号，比如二维数组就使用两个方括号。int board[10][10];上面示例声明了一个二维数组，第一个维度有10个成员，第二个维度也有10个成员。多维数组可以理解成，上层维度的每个成员本身就是一个数组。比如上例中，第一个维度的每个成员本身就是一个有10个成员的数组，因此整个二维数组共有100个成员（10 x 10 = 100）。三维数组就使用三个方括号声明，以此类推。int c[4][5][6];引用二维数组的每个成员时，需要使用两个方括号，同时指定两个维度。board[0][0] = 13; board[9][9] = 13;注意，board[0][0]不能写成board[0, 0]，因为0, 0是一个逗号表达式，返回第二个值，所以board[0, 0]等同于board[0]。跟一维数组一样，多维数组每个维度的第一个成员也是从0开始编号。多维数组也可以使用大括号，一次性对所有成员赋值。int a[2][5] = { {0, 1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8, 9} };上面示例中，a是一个二维数组，这种赋值写法相当于将第一维的每个成员写成一个数组。这种写法不用为每个成员都赋值，缺少的成员会自动设置为0。多维数组也可以指定位置，进行初始化赋值。int a[2][2] = {[0][0] = 1, [1][1] = 2};上面示例中，指定了[0][0]和[1][1]位置的值，其他位置就自动设为0。不管数组有多少维度，在内存里面都是线性存储，a[0][0]的后面是a[0][1]，a[0][1]的后面是a[1][0]，以此类推。因此，多维数组也可以使用单层大括号赋值，下面的语句与上面的赋值语句是完全等同的。int a[2][2] = {1, 0, 0, 2};变长数组数组声明的时候，数组长度除了使用常量，也可以使用变量。这叫做变长数组（variable-length array，简称 VLA）。int n = x + y; int arr[n];上面示例中，数组arr就是变长数组，因为它的长度取决于变量n的值，编译器没法事先确定，只有运行时才能知道n是多少。变长数组的根本特征，就是数组长度只有运行时才能确定。它的好处是程序员不必在开发时，随意为数组指定一个估计的长度，程序可以在运行时为数组分配精确的长度。任何长度需要运行时才能确定的数组，都是变长数组。int i = 10; int a1[i]; int a2[i + 5]; int a3[i + k];上面示例中，三个数组的长度都需要运行代码才能知道，编译器并不知道它们的长度，所以它们都是变长数组。变长数组也可以用于多维数组。int m = 4; int n = 5; int c[m][n];上面示例中，c[m][n]就是二维变长数组。数组的地址数组是一连串连续储存的同类型值，只要获得起始地址（首个成员的内存地址），就能推算出其他成员的地址。请看下面的例子。int a[5] = {11, 22, 33, 44, 55}; int* p; p = &a[0]; printf("%d\n", *p); // Prints "11"上面示例中，&a[0]就是数组a的首个成员11的内存地址，也是整个数组的起始地址。反过来，从这个地址（*p），可以获得首个成员的值11。由于数组的起始地址是常用操作，&array[0]的写法有点麻烦，C 语言提供了便利写法，数组名等同于起始地址，也就是说，数组名就是指向第一个成员（array[0]）的指针。int a[5] = {11, 22, 33, 44, 55}; int* p = &a[0]; // 等同于 int* p = a;上面示例中，&a[0]和数组名a是等价的。这样的话，如果把数组名传入一个函数，就等同于传入一个指针变量。在函数内部，就可以通过这个指针变量获得整个数组。函数接受数组作为参数，函数原型可以写成下面这样。// 写法一 int sum(int arr[], int len); // 写法二 int sum(int* arr, int len);上面示例中，传入一个整数数组，与传入一个整数指针是同一回事，数组符号[]与指针符号*是可以互换的。下一个例子是通过数组指针对成员求和。int sum(int* arr, int len) { int i; int total = 0; // 假定数组有 10 个成员 for (i = 0; i < len; i++) { total += arr[i]; } return total; }上面示例中，传入函数的是一个指针arr（也是数组名）和数组长度，通过指针获取数组的每个成员，从而求和。*和&运算符也可以用于多维数组。int a[4][2]; // 取出 a[0][0] 的值 *(a[0]); // 等同于 **a上面示例中，由于a[0]本身是一个指针，指向第二维数组的第一个成员a[0][0]。所以，*(a[0])取出的是a[0][0]的值。至于**a，就是对a进行两次*运算，第一次取出的是a[0]，第二次取出的是a[0][0]。同理，二维数组的&a[0][0]等同于*a。注意，数组名指向的地址是不能更改的。声明数组时，编译器自动为数组分配了内存地址，这个地址与数组名是绑定的，不可更改，下面的代码会报错。int ints[100]; ints = NULL; // 报错上面示例中，重新为数组名赋值，改变原来的内存地址，就会报错。这也导致不能将一个数组名赋值给另外一个数组名。int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 写法一 int b[5] = a; // 报错 // 写法二 int b[5]; b = a; // 报错上面两种写法都会更改数组b的地址，导致报错。数组指针的加减法C 语言里面，数组名可以进行加法和减法运算，等同于在数组成员之间前后移动，即从一个成员的内存地址移动到另一个成员的内存地址。比如，a + 1返回下一个成员的地址，a - 1返回上一个成员的地址。int a[5] = {11, 22, 33, 44, 55}; for (int i = 0; i < 5; i++) { printf("%d\n", *(a + i)); }上面示例中，通过指针的移动遍历数组，a + i的每轮循环每次都会指向下一个成员的地址，*(a + i)取出该地址的值，等同于a[i]。对于数组的第一个成员，*(a + 0)（即*a）等同于a[0]。由于数组名与指针是等价的，所以下面的等式总是成立。a[b] == *(a + b)上面代码给出了数组成员的两种访问方式，一种是使用方括号a[b]，另一种是使用指针*(a + b)。如果指针变量p指向数组的一个成员，那么p++就相当于指向下一个成员，这种方法常用来遍历数组。int a[] = {11, 22, 33, 44, 55, 999}; int* p = a; while (*p != 999) { printf("%d\n", *p); p++; }上面示例中，通过p++让变量p指向下一个成员。注意，数组名指向的地址是不能变的，所以上例中，不能直接对a进行自增，即a++的写法是错的，必须将a的地址赋值给指针变量p，然后对p进行自增。遍历数组一般都是通过数组长度的比较来实现，但也可以通过数组起始地址和结束地址的比较来实现。int sum(int* start, int* end) { int total = 0; while (start < end) { total += *start; start++; } return total; } int arr[5] = {20, 10, 5, 39, 4}; printf("%i\n", sum(arr, arr + 5));上面示例中，arr是数组的起始地址，arr + 5是结束地址。只要起始地址小于结束地址，就表示还没有到达数组尾部。反过来，通过数组的减法，可以知道两个地址之间有多少个数组成员，请看下面的例子，自己实现一个计算数组长度的函数。int arr[5] = {20, 10, 5, 39, 88}; int* p = arr; while (*p != 88) p++; printf("%i\n", p - arr); // 4上面示例中，将某个数组成员的地址，减去数组起始地址，就可以知道，当前成员与起始地址之间有多少个成员。对于多维数组，数组指针的加减法对于不同维度，含义是不一样的。int arr[4][2]; // 指针指向 arr[1] arr + 1; // 指针指向 arr[0][1] arr[0] + 1上面示例中，arr是一个二维数组，arr + 1是将指针移动到第一维数组的下一个成员，即arr[1]。由于每个第一维的成员，本身都包含另一个数组，即arr[0]是一个指向第二维数组的指针，所以arr[0] + 1的含义是将指针移动到第二维数组的下一个成员，即arr[0][1]。同一个数组的两个成员的指针相减时，返回它们之间的距离。int* p = &a[5]; int* q = &a[1]; printf("%d\n", p - q); // 4 printf("%d\n", q - p); // -4上面示例中，变量p和q分别是数组5号位置和1号位置的指针，它们相减等于4或-4。数组的复制由于数组名是指针，所以复制数组不能简单地复制数组名。int* a; int b[3] = {1, 2, 3}; a = b;上面的写法，结果不是将数组b复制给数组a，而是让a和b指向同一个数组。复制数组最简单的方法，还是使用循环，将数组元素逐个进行复制。for (i = 0; i < N; i++) a[i] = b[i];上面示例中，通过将数组b的成员逐个复制给数组a，从而实现数组的赋值。另一种方法是使用memcpy()函数（定义在头文件string.h），直接把数组所在的那一段内存，再复制一份。memcpy(a, b, sizeof(b));上面示例中，将数组b所在的那段内存，复制给数组a。这种方法要比循环复制数组成员要快。作为函数的参数声明参数数组数组作为函数的参数，一般会同时传入数组名和数组长度。int sum_array(int a[], int n) { // ... } int a[] = {3, 5, 7, 3}; int sum = sum_array(a, 4);上面示例中，函数sum_array()的第一个参数是数组本身，也就是数组名，第二个参数是数组长度。由于数组名就是一个指针，如果只传数组名，那么函数只知道数组开始的地址，不知道结束的地址，所以才需要把数组长度也一起传入。如果函数的参数是多维数组，那么除了第一维的长度可以当作参数传入函数，其他维的长度需要写入函数的定义。int sum_array(int a[][4], int n) { // ... } int a[2][4] = { {1, 2, 3, 4}, {8, 9, 10, 11} }; int sum = sum_array(a, 2);上面示例中，函数sum_array()的参数是一个二维数组。第一个参数是数组本身（a[][4]），这时可以不写第一维的长度，因为它作为第二个参数，会传入函数，但是一定要写第二维的长度4。这是因为函数内部拿到的，只是数组的起始地址a，以及第一维的成员数量2。如果要正确计算数组的结束地址，还必须知道第一维每个成员的字节长度。写成int a[][4]，编译器就知道了，第一维每个成员本身也是一个数组，里面包含了4个整数，所以每个成员的字节长度就是4 * sizeof(int)。变长数组作为参数变长数组作为函数参数时，写法略有不同。int sum_array(int n, int a[n]) { // ... } int a[] = {3, 5, 7, 3}; int sum = sum_array(4, a);上面示例中，数组a[n]是一个变长数组，它的长度取决于变量n的值，只有运行时才能知道。所以，变量n作为参数时，顺序一定要在变长数组前面，这样运行时才能确定数组a[n]的长度，否则就会报错。因为函数原型可以省略参数名，所以变长数组的原型中，可以使用*代替变量名，也可以省略变量名。int sum_array(int, int [*]); int sum_array(int, int []);上面两种变长函数的原型写法，都是合法的。变长数组作为函数参数有一个好处，就是多维数组的参数声明，可以把后面的维度省掉了。// 原来的写法 int sum_array(int a[][4], int n); // 变长数组的写法 int sum_array(int n, int m, int a[n][m]);上面示例中，函数sum_array()的参数是一个多维数组，按照原来的写法，一定要声明第二维的长度。但是使用变长数组的写法，就不用声明第二维长度了，因为它可以作为参数传入函数。数组字面量作为参数C 语言允许将数组字面量作为参数，传入函数。// 数组变量作为参数 int a[] = {2, 3, 4, 5}; int sum = sum_array(a, 4); // 数组字面量作为参数 int sum = sum_array((int []){2, 3, 4, 5}, 4);上面示例中，两种写法是等价的。第二种写法省掉了数组变量的声明，直接将数组字面量传入函数。{2, 3, 4, 5}是数组值的字面量，(int [])类似于强制的类型转换，告诉编译器怎么理解这组值。

函数 函数简介函数是一段可以重复执行的代码。它可以接受不同的参数，完成对应的操作。下面的例子就是一个函数。int plus_one(int n) { return n + 1; }上面的代码声明了一个函数plus_one()。函数声明的语法有以下几点，需要注意。（1）返回值类型。函数声明时，首先需要给出返回值的类型，上例是int，表示函数plus_one()返回一个整数。（2）参数。函数名后面的圆括号里面，需要声明参数的类型和参数名，plus_one(int n)表示这个函数有一个整数参数n。（3）函数体。函数体要写在大括号里面，后面（即大括号外面）不需要加分号。大括号的起始位置，可以跟函数名在同一行，也可以另起一行，本书采用同一行的写法。（4）return语句。return语句给出函数的返回值，程序运行到这一行，就会跳出函数体，结束函数的调用。如果函数没有返回值，可以省略return语句，或者写成return;。调用函数时，只要在函数名后面加上圆括号就可以了，实际的参数放在圆括号里面，就像下面这样。int a = plus_one(13); // a 等于 14函数调用时，参数个数必须与定义里面的参数个数一致，参数过多或过少都会报错。int plus_one(int n) { return n + 1; } plus_one(2, 2); // 报错 plus_one(); // 报错上面示例中，函数plus_one()只能接受一个参数，传入两个参数或不传参数，都会报错。函数必须声明后使用，否则会报错。也就是说，一定要在使用plus_one()之前，声明这个函数。如果像下面这样写，编译时会报错。int a = plus_one(13); int plus_one(int n) { return n + 1; }上面示例中，在调用plus_one()之后，才声明这个函数，编译就会报错。C 语言标准规定，函数只能声明在源码文件的顶层，不能声明在其他函数内部。不返回值的函数，使用void关键字表示返回值的类型。没有参数的函数，声明时要用void关键字表示参数类型。void myFunc(void) { // ... }上面的myFunc()函数，既没有返回值，调用时也不需要参数。函数可以调用自身，这就叫做递归（recursion）。下面是斐波那契数列的例子。unsigned long Fibonacci(unsigned n) { if (n > 2) return Fibonacci(n - 1) + Fibonacci(n - 2); else return 1; }上面示例中，函数Fibonacci()调用了自身，大大简化了算法。main()C 语言规定，main()是程序的入口函数，即所有的程序一定要包含一个main()函数。程序总是从这个函数开始执行，如果没有该函数，程序就无法启动。其他函数都是通过它引入程序的。main()的写法与其他函数一样，要给出返回值的类型和参数的类型，就像下面这样。int main(void) { printf("Hello World\n"); return 0; }上面示例中，最后的return 0;表示函数结束运行，返回0。C 语言约定，返回值0表示函数运行成功，如果返回其他非零整数，就表示运行失败，代码出了问题。系统根据main()的返回值，作为整个程序的返回值，确定程序是否运行成功。正常情况下，如果main()里面省略return 0这一行，编译器会自动加上，即main()的默认返回值为0。所以，写成下面这样，效果完全一样。int main(void) { printf("Hello World\n"); }由于 C 语言只会对main()函数默认添加返回值，对其他函数不会这样做，所以建议总是保留return语句，以便形成统一的代码风格。参数的传值引用如果函数的参数是一个变量，那么调用时，传入的是这个变量的值的拷贝，而不是变量本身。void increment(int a) { a++; } int i = 10; increment(i); printf("%d\n", i); // 10上面示例中，调用increment(i)以后，变量i本身不会发生变化，还是等于10。因为传入函数的是i的拷贝，而不是i本身，拷贝的变化，影响不到原始变量。这就叫做“传值引用”。所以，如果参数变量发生变化，最好把它作为返回值传出来。int increment(int a) { a++; return a; } int i = 10; i = increment(i); printf("%d\n", i); // 11再看下面的例子，Swap()函数用来交换两个变量的值，由于传值引用，下面的写法不会生效。void Swap(int x, int y) { int temp; temp = x; x = y; y = temp; } int a = 1; int b = 2; Swap(a, b); // 无效上面的写法不会产生交换变量值的效果，因为传入的变量是原始变量a和b的拷贝，不管函数内部怎么操作，都影响不了原始变量。如果想要传入变量本身，只有一个办法，就是传入变量的地址。void Swap(int* x, int* y) { int temp; temp = *x; *x = *y; *y = temp; } int a = 1; int b = 2; Swap(&a, &b);上面示例中，通过传入变量x和y的地址，函数内部就可以直接操作该地址，从而实现交换两个变量的值。虽然跟传参无关，这里特别提一下，函数不要返回内部变量的指针。int* f(void) { int i; // ... return &i; }上面示例中，函数返回内部变量i的指针，这种写法是错的。因为当函数结束运行时，内部变量就消失了，这时指向内部变量i的内存地址就是无效的，再去使用这个地址是非常危险的。函数指针函数本身就是一段内存里面的代码，C 语言允许通过指针获取函数。void print(int a) { printf("%d\n", a); } void (*print_ptr)(int) = &print;上面示例中，变量print_ptr是一个函数指针，它指向函数print()的地址。函数print()的地址可以用&print获得。注意，(*print_ptr)一定要写在圆括号里面，否则函数参数(int)的优先级高于*，整个式子就会变成void* print_ptr(int)。有了函数指针，通过它也可以调用函数。(*print_ptr)(10); // 等同于 print(10);比较特殊的是，C 语言还规定，函数名本身就是指向函数代码的指针，通过函数名就能获取函数地址。也就是说，print和&print是一回事。if (print == &print) // true因此，上面代码的print_ptr等同于print。void (*print_ptr)(int) = &print; // 或 void (*print_ptr)(int) = print; if (print_ptr == print) // true所以，对于任意函数，都有五种调用函数的写法。// 写法一 print(10) // 写法二 (*print)(10) // 写法三 (&print)(10) // 写法四 (*print_ptr)(10) // 写法五 print_ptr(10)为了简洁易读，一般情况下，函数名前面都不加*和&。这种特性的一个应用是，如果一个函数的参数或返回值，也是一个函数，那么函数原型可以写成下面这样。int compute(int (*myfunc)(int), int, int);上面示例可以清晰地表明，函数compute()的第一个参数也是一个函数。函数原型前面说过，函数必须先声明，后使用。由于程序总是先运行main()函数，导致所有其他函数都必须在main()函数之前声明。void func1(void) { } void func2(void) { } int main(void) { func1(); func2(); return 0; }上面代码中，main()函数必须在最后声明，否则编译时会产生警告，找不到func1()或func2()的声明。但是，main()是整个程序的入口，也是主要逻辑，放在最前面比较好。另一方面，对于函数较多的程序，保证每个函数的顺序正确，会变得很麻烦。C 语言提供的解决方法是，只要在程序开头处给出函数原型，函数就可以先使用、后声明。所谓函数原型，就是提前告诉编译器，每个函数的返回类型和参数类型。其他信息都不需要，也不用包括函数体，具体的函数实现可以后面再补上。int twice(int); int main(int num) { return twice(num); } int twice(int num) { return 2 * num; }上面示例中，函数twice()的实现是放在main()后面，但是代码头部先给出了函数原型，所以可以正确编译。只要提前给出函数原型，函数具体的实现放在哪里，就不重要了。函数原型包括参数名也可以，虽然这样对于编译器是多余的，但是阅读代码的时候，可能有助于理解函数的意图。int twice(int); // 等同于 int twice(int num);上面示例中，twice函数的参数名num，无论是否出现在原型里面，都是可以的。注意，函数原型必须以分号结尾。一般来说，每个源码文件的头部，都会给出当前脚本使用的所有函数的原型。exit()exit()函数用来终止整个程序的运行。一旦执行到该函数，程序就会立即结束。该函数的原型定义在头文件stdlib.h里面。exit()可以向程序外部返回一个值，它的参数就是程序的返回值。一般来说，使用两个常量作为它的参数：EXIT_SUCCESS（相当于 0）表示程序运行成功，EXIT_FAILURE（相当于 1）表示程序异常中止。这两个常数也是定义在stdlib.h里面。// 程序运行成功 // 等同于 exit(0); exit(EXIT_SUCCESS); // 程序异常中止 // 等同于 exit(1); exit(EXIT_FAILURE);在main()函数里面，exit()等价于使用return语句。其他函数使用exit()，就是终止整个程序的运行，没有其他作用。C 语言还提供了一个atexit()函数，用来登记exit()执行时额外执行的函数，用来做一些退出程序时的收尾工作。该函数的原型也是定义在头文件stdlib.h。int atexit(void (*func)(void));atexit()的参数是一个函数指针。注意，它的参数函数（下例的print）不能接受参数，也不能有返回值。void print(void) { printf("something wrong!\n"); } atexit(print); exit(EXIT_FAILURE);上面示例中，exit()执行时会先自动调用atexit()注册的print()函数，然后再终止程序。函数说明符C 语言提供了一些函数说明符，让函数用法更加明确。extern 说明符对于多文件的项目，源码文件会用到其他文件声明的函数。这时，当前文件里面，需要给出外部函数的原型，并用extern说明该函数的定义来自其他文件。extern int foo(int arg1, char arg2); int main(void) { int a = foo(2, 3); // ... return 0; }上面示例中，函数foo()定义在其他文件，extern告诉编译器当前文件不包含该函数的定义。不过，由于函数原型默认就是extern，所以这里不加extern，效果是一样的。static 说明符默认情况下，每次调用函数时，函数的内部变量都会重新初始化，不会保留上一次运行的值。static说明符可以改变这种行为。static用于函数内部声明变量时，表示该变量只需要初始化一次，不需要在每次调用时都进行初始化。也就是说，它的值在两次调用之间保持不变。#include <stdio.h> void counter(void) { static int count = 1; // 只初始化一次 printf("%d\n", count); count++; } int main(void) { counter(); // 1 counter(); // 2 counter(); // 3 counter(); // 4 }上面示例中，函数counter()的内部变量count，使用static说明符修饰，表明这个变量只初始化一次，以后每次调用时都会使用上一次的值，造成递增的效果。注意，static修饰的变量初始化时，只能赋值为常量，不能赋值为变量。int i = 3; static int j = i; // 错误上面示例中，j属于静态变量，初始化时不能赋值为另一个变量i。另外，在块作用域中，static声明的变量有默认值0。static int foo; // 等同于 static int foo = 0;static可以用来修饰函数本身。static int Twice(int num) { int result = num * 2; return(result); }上面示例中，static关键字表示该函数只能在当前文件里使用，如果没有这个关键字，其他文件也可以使用这个函数（通过声明函数原型）。static也可以用在参数里面，修饰参数数组。int sum_array(int a[static 3], int n) { // ... }上面示例中，static对程序行为不会有任何影响，只是用来告诉编译器，该数组长度至少为3，某些情况下可以加快程序运行速度。另外，需要注意的是，对于多维数组的参数，static仅可用于第一维的说明。const 说明符函数参数里面的const说明符，表示函数内部不得修改该参数变量。void f(int* p) { // ... }上面示例中，函数f()的参数是一个指针p，函数内部可能会改掉它所指向的值*p，从而影响到函数外部。为了避免这种情况，可以在声明函数时，在指针参数前面加上const说明符，告诉编译器，函数内部不能修改该参数所指向的值。void f(const int* p) { *p = 0; // 该行报错 }上面示例中，声明函数时，const指定不能修改指针p指向的值，所以*p = 0就会报错。但是上面这种写法，只限制修改p所指向的值，而p本身的地址是可以修改的。void f(const int* p) { int x = 13; p = &x; // 允许修改 }上面示例中，p本身是可以修改，const只限定*p不能修改。如果想限制修改p，可以把const放在p前面。void f(int* const p) { int x = 13; p = &x; // 该行报错 }如果想同时限制修改p和*p，需要使用两个const。void f(const int* const p) { // ... }可变参数有些函数的参数数量是不确定的，声明函数的时候，可以使用省略号...表示可变数量的参数。int printf(const char* format, ...);上面示例是printf()函数的原型，除了第一个参数，其他参数的数量是可变的，与格式字符串里面的占位符数量有关。这时，就可以用...表示可变数量的参数。注意，...符号必须放在参数序列的结尾，否则会报错。头文件stdarg.h定义了一些宏，可以操作可变参数。（1）va_list：一个数据类型，用来定义一个可变参数对象。它必须在操作可变参数时，首先使用。（2）va_start：一个函数，用来初始化可变参数对象。它接受两个参数，第一个参数是可变参数对象，第二个参数是原始函数里面，可变参数之前的那个参数，用来为可变参数定位。（3）va_arg：一个函数，用来取出当前那个可变参数，每次调用后，内部指针就会指向下一个可变参数。它接受两个参数，第一个是可变参数对象，第二个是当前可变参数的类型。（4）va_end：一个函数，用来清理可变参数对象。下面是一个例子。double average(int i, ...) { double total = 0; va_list ap; va_start(ap, i); for (int j = 1; j <= i; ++j) { total += va_arg(ap, double); } va_end(ap); return total / i; }上面示例中，va_list ap定义ap为可变参数对象，va_start(ap, i)将参数i后面的参数统一放入ap，va_arg(ap, double)用来从ap依次取出一个参数，并且指定该参数为 double 类型，va_end(ap)用来清理可变参数对象。

指针 指针指针是 C 语言最重要的概念之一，也是最难理解的概念之一。简介指针是什么？首先，它是一个值，这个值代表一个内存地址，因此指针相当于指向某个内存地址的路标。字符*表示指针，通常跟在类型关键字的后面，表示指针指向的是什么类型的值。比如，char*表示一个指向字符的指针，float*表示一个指向float类型的值的指针。int* intPtr;上面示例声明了一个变量intPtr，它是一个指针，指向的内存地址存放的是一个整数。星号*可以放在变量名与类型关键字之间的任何地方，下面的写法都是有效的。int *intPtr; int * intPtr; int* intPtr;本书使用星号紧跟在类型关键字后面的写法（即int* intPtr;），因为这样可以体现，指针变量就是一个普通变量，只不过它的值是内存地址而已。这种写法有一个地方需要注意，如果同一行声明两个指针变量，那么需要写成下面这样。// 正确 int * foo, * bar; // 错误 int* foo, bar;上面示例中，第二行的执行结果是，foo是整数指针变量，而bar是整数变量，即*只对第一个变量生效。一个指针指向的可能还是指针，这时就要用两个星号**表示。int** foo;上面示例表示变量foo是一个指针，指向的还是一个指针，第二个指针指向的则是一个整数。* 运算符*这个符号除了表示指针以外，还可以作为运算符，用来取出指针变量所指向的内存地址里面的值。void increment(int* p) { *p = *p + 1; }上面示例中，函数increment()的参数是一个整数指针p。函数体里面，*p就表示指针p所指向的那个值。对*p赋值，就表示改变指针所指向的那个地址里面的值。上面函数的作用是将参数值加1。该函数没有返回值，因为传入的是地址，函数体内部对该地址包含的值的操作，会影响到函数外部，所以不需要返回值。事实上，函数内部通过指针，将值传到外部，是 C 语言的常用方法。变量地址而不是变量值传入函数，还有一个好处。对于需要大量存储空间的大型变量，复制变量值传入函数，非常浪费时间和空间，不如传入指针来得高效。& 运算符&运算符用来取出一个变量所在的内存地址。int x = 1; printf("x's address is %p\n", &x);上面示例中，x是一个整数变量，&x就是x的值所在的内存地址。printf()的%p是内存地址的占位符，可以打印出内存地址。上一小节中，参数变量加1的函数，可以像下面这样使用。void increment(int* p) { *p = *p + 1; } int x = 1; increment(&x); printf("%d\n", x); // 2上面示例中，调用increment()函数以后，变量x的值就增加了1，原因就在于传入函数的是变量x的地址&x。&运算符与*运算符互为逆运算，下面的表达式总是成立。int i = 5; if (i == *(&i)) // 正确指针变量的初始化声明指针变量之后，编译器会为指针变量本身分配一个内存空间，但是这个内存空间里面的值是随机的，也就是说，指针变量指向的值是随机的。这时一定不能去读写指针变量指向的地址，因为那个地址是随机地址，很可能会导致严重后果。int* p; *p = 1; // 错误上面的代码是错的，因为p指向的那个地址是随机的，向这个随机地址里面写入1，会导致意想不到的结果。正确做法是指针变量声明后，必须先让它指向一个分配好的地址，然后再进行读写，这叫做指针变量的初始化。int* p; int i; p = &i; *p = 13;上面示例中，p是指针变量，声明这个变量后，p会指向一个随机的内存地址。这时要将它指向一个已经分配好的内存地址，上例就是再声明一个整数变量i，编译器会为i分配内存地址，然后让p指向i的内存地址（p = &i;）。完成初始化之后，就可以对p指向的内存地址进行赋值了（*p = 13;）。为了防止读写未初始化的指针变量，可以养成习惯，将未初始化的指针变量设为NULL。int* p = NULL;NULL在 C 语言中是一个常量，表示地址为0的内存空间，这个地址是无法使用的，读写该地址会报错。指针的运算指针本质上就是一个无符号整数，代表了内存地址。它可以进行运算，但是规则并不是整数运算的规则。（1）指针与整数值的加减运算指针与整数值的运算，表示指针的移动。short* j; j = (short*)0x1234; j = j + 1; // 0x1236上面示例中，j是一个指针，指向内存地址0x1234。由于0x1234本身是整数类型（int），跟j的类型（short*）并不兼容，所以强制使用类型投射，将0x1234转成short*。你可能以为j + 1等于0x1235，但正确答案是0x1236。原因是j + 1表示指针向内存地址的高位移动一个单位，而一个单位的short类型占据两个字节的宽度，所以相当于向高位移动两个字节。同样的，j - 1得到的结果是0x1232。指针移动的单位，与指针指向的数据类型有关。数据类型占据多少个字节，每单位就移动多少个字节。（2）指针与指针的加法运算指针只能与整数值进行加减运算，两个指针进行加法是非法的。unsigned short* j; unsigned short* k; x = j + k; // 非法上面示例是两个指针相加，这是非法的。（3）指针与指针的减法相同类型的指针允许进行减法运算，返回它们之间的距离，即相隔多少个数据单位。高位地址减去低位地址，返回的是正值；低位地址减去高位地址，返回的是负值。这时，减法返回的值属于ptrdiff_t类型，这是一个带符号的整数类型别名，具体类型根据系统不同而不同。这个类型的原型定义在头文件stddef.h里面。short* j1; short* j2; j1 = (short*)0x1234; j2 = (short*)0x1236; ptrdiff_t dist = j2 - j1; printf("%td\n", dist); // 1上面示例中，j1和j2是两个指向 short 类型的指针，变量dist是它们之间的距离，类型为ptrdiff_t，值为1，因为相差2个字节正好存放一个 short 类型的值。（4）指针与指针的比较运算指针之间的比较运算，比较的是各自的内存地址哪一个更大，返回值是整数1（true）或0（false）。