0 簡介
C語言及其典型實現(xiàn)被設(shè)計為能被專家們?nèi)菀椎厥褂谩＿@門語言簡潔并附有表達(dá)力。但有一些限制可以保護(hù)那些浮躁的人。一個浮躁的人可以從這些條款中獲得一些幫助。
在本文中，我們將會看一看這些未可知的益處。這是由于它的未可知，我們無法為其進(jìn)行完全的分類。不過，我們?nèi)匀煌ㄟ^研究為了一個C程序的運行所需要做的事來做到這些。我們假設(shè)讀者對C語言至少有個粗淺的了解。
第一部分研究了當(dāng)程序被劃分為記號時會發(fā)生的問題。第二部分繼續(xù)研究了當(dāng)程序的記號被編譯器組合為聲明、表達(dá)式和語句時會出現(xiàn)的問題。第三部分研究了由多個部分組成、分別編譯并綁定到一起的C程序。第四部分處理了概念上的誤解：當(dāng)一個程序具體執(zhí)行時會發(fā)生的事情。第五部分研究了我們的程序和它們所使用的常用庫之間的關(guān)系。在第六部分中，我們注意到了我們所寫的程序也不并不是我們所運行的程序；預(yù)處理器將首先運行。最后，第七部分討論了可移植性問題：一個能在一個實現(xiàn)中運行的程序無法在另一個實現(xiàn)中運行的原因。
1 詞法缺陷
編譯器的第一個部分常被稱為詞法分析器（lexical analyzer）。詞法分析器檢查組成程序的字符序列，并將它們劃分為記號（token）一個記號是一個有一個或多個字符的序列，它在語言被編譯時具有一個（相關(guān)地）統(tǒng)一的意義。在C中， 例如，記號->的意義和組成它的每個獨立的字符具有明顯的區(qū)別，而且其意義獨立于->出現(xiàn)的上下文環(huán)境。
另外一個例子，考慮下面的語句：
if(x > big) big = x;
該語句中的每一個分離的字符都被劃分為一個記號，除了關(guān)鍵字if和標(biāo)識符big的兩個實例。
事實上，C程序被兩次劃分為記號。首先是預(yù)處理器讀取程序。它必須對程序進(jìn)行記號劃分以發(fā)現(xiàn)標(biāo)識宏的標(biāo)識符。它必須通過對每個宏進(jìn)行求值來替換宏調(diào)用。最后，經(jīng)過宏替換的程序又被匯集成字符流送給編譯器。編譯器再第二次將這個流劃分為記號。
在這一節(jié)中，我們將探索對記號的意義的普遍的誤解以及記號和組成它們的字符之間的關(guān)系。稍后我們將談到預(yù)處理器。
1.1 = 不是 ==
從Algol派生出來的語言，如Pascal和Ada，用:=表示賦值而用=表示比較。而C語言則是用=表示賦值而用==表示比較。這是因為賦值的頻率要高于比較，因此為其分配更短的符號。
此外，C還將賦值視為一個運算符，因此可以很容易地寫出多重賦值（如a = b = c），并且可以將賦值嵌入到一個大的表達(dá)式中。
這種便捷導(dǎo)致了一個潛在的問題：可能將需要比較的地方寫成賦值。因此，下面的語句好像看起來是要檢查x是否等于y：
if(x = y)
foo();
而實際上是將x設(shè)置為y的值并檢查結(jié)果是否非零。在考慮下面的一個希望跳過空格、制表符和換行符的循環(huán)：
while(c == \' \' || c = \'\\t\' || c == \'\\n\')
c = getc(f);
在與\'\\t\'進(jìn)行比較的地方程序員錯誤地使用=代替了==。這個“比較”實際上是將\'\\t\'賦給c，然后判斷c的（新的）值是否為零。因為\'\\t\'不為零，這個“比較”將一直為真，因此這個循環(huán)會吃盡整個文件。這之后會發(fā)生什么取決于特定的實現(xiàn)是否允許一個程序讀取超過文件尾部的部分。如果允許，這個循環(huán)會一直運行。
一些C編譯器會對形如e1 = e2的條件給出一個警告以提醒用戶。當(dāng)你趨勢需要先對一個變量進(jìn)行賦值之后再檢查變量是否非零時，為了在這種編譯器中避免警告信息，應(yīng)考慮顯式給出比較符。換句話說，將：
if(x = y)
foo();
改寫為：
if((x = y) != 0)
foo();
這樣可以清晰地表示你的意圖。
1.2 & 和 | 不是 && 和 ||
容易將==錯寫為=是因為很多其他語言使用=表示比較運算。 其他容易寫錯的運算符還有&和&&，或|和||，這主要是因為C語言中的&和|運算符于其他語言中具有類似功能的運算符大為不同。我們將在第4節(jié)中貼近地觀察這些運算符。
1.3 多字符記號
一些C記號，如/、*和=只有一個字符。而其他一些C記號，如/*和==，以及標(biāo)識符，具有多個字符。當(dāng)C編譯器遇到緊連在一起的/和*時，它必須能夠決定是將這兩個字符識別為兩個分離的記號還是一個單獨的記號。C語言參考手冊說明了如何決定：“如果輸入流到一個給定的字符串為止已經(jīng)被識別為記號，則應(yīng)該包含下一個字符以組成能夠構(gòu)成記號的最長的字符串”。因此，如果/是一個記號的第一個字符，并且/后面緊隨了一個*，則這兩個字符構(gòu)成了注釋的開始，不管其他上下文環(huán)境。
下面的語句看起來像是將y的值設(shè)置為x的值除以p所指向的值：
y = x/*p /* p 指向除數(shù) */;
實際上，/*開始了一個注釋，因此編譯器簡單地吞噬程序文本，直到*/的出現(xiàn)。換句話說，這條語句僅僅把y的值設(shè)置為x的值，而根本沒有看到p。將這條語句重寫為：
y = x / *p /* p 指向除數(shù) */;
或者干脆是
y = x / (*p) /* p指向除數(shù) */;
它就可以做注釋所暗示的除法了。
這種模棱兩可的寫法在其他環(huán)境中就會引起麻煩。例如，老版本的C使用=+表示現(xiàn)在版本中的+=。這樣的編譯器會將
a=-1;
視為
a =- 1;
或
a = a - 1;
這會讓打算寫
a = -1;
的程序員感到吃驚。
另一方面，這種老版本的C編譯器會將
a=/*b;
斷句為
a =/ *b;
盡管/*看起來像一個注釋。
1.4 例外
組合賦值運算符如+=實際上是兩個記號。因此，
a + /* strange */ = 1
和
a += 1
是一個意思。看起來像一個單獨的記號而實際上是多個記號的只有這一個特例。特別地，
p - > a
是不合法的。它和
p -> a
不是同義詞。
另一方面，有些老式編譯器還是將=+視為一個單獨的記號并且和+=是同義詞。
1.5 字符串和字符
單引號和雙引號在C中的意義完全不同，在一些混亂的上下文中它們會導(dǎo)致奇怪的結(jié)果而不是錯誤消息。
包圍在單引號中的一個字符只是書寫整數(shù)的另一種方法。這個整數(shù)是給定的字符在實現(xiàn)的對照序列中的一個對應(yīng)的值。因此，在一個ASCII實現(xiàn)中，\'a\'和0141或97表示完全相同的東西。而一個包圍在雙引號中的字符串，只是書寫一個有雙引號之間的字符和一個附加的二進(jìn)制值為零的字符所初始化的一個無名數(shù)組的指針的一種簡短方法。
線面的兩個程序片斷是等價的：
printf("Hello world\\n");
char hello[] = {
\'H\', \'e\', \'l\', \'l\', \'o\', \' \',
\'w\', \'o\', \'r\', \'l\', \'d\', \'\\n\', 0
};
printf(hello);
使用一個指針來代替一個整數(shù)通常會得到一個警告消息（反之亦然），使用雙引號來代替單引號也會得到一個警告消息（反之亦然）。但對于不檢查參數(shù)類型的編譯器卻除外。因此，用
printf(\'\\n\');
來代替
printf("\\n");
通常會在運行時得到奇怪的結(jié)果。
由于一個整數(shù)通常足夠大，以至于能夠放下多個字符，一些C編譯器允許在一個字符常量中存放多個字符。這意味著用\'yes\'代替"yes"將不會被發(fā)現(xiàn)。后者意味著“分別包含y、e、s和一個空字符的四個連續(xù)存貯器區(qū)域中的第一個的地址”，而前者意味著“在一些實現(xiàn)定義的樣式中表示由字符y、e、s聯(lián)合構(gòu)成的一個整數(shù)”。這兩者之間的任何一致性都純屬巧合 |