从Hello World说起

本文为那些年我们追过的语言之C语言篇。第一个C语言程序是Hello World, 创作者Brian W. Kernighan, The C Programming Language 的作者之一。同时, 这是本文推荐的第一本关于C语言的书籍, 它几乎涵盖C中所有的基础语法和注意事项. 现在, 请随我一起重温这段经典代码.
#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]){
  printf("Hello World\n");
  return 0;
}

对于每个C程序, 系统运行的入口就是main. 那么, 从系统接口传入的参数自然要传至其参数int argc, char* argv[]中. 其中, argc表示参数个数, argv以字符指针数组的形式保存各个参数. 为验证真实传参情况, 编写如下程序test.c以输出argc和argv:
#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]){
  int i;
  printf("%d argument(s):", argc);
  for(i=0; i<argc; ++i) printf(" %s", argv[i]);
  return 0;
}

接着, 我们编译test.c为可执行文件test, 并带参运行它:

yogy@Kali:~/PL$ gcc -o test test.c
yogy@Kali:~/PL$ ./test foo bar baz qux
5 argument(s): ./test foo bar baz qux

结果表明, 系统将收到的5个字符串都作为参数传入了main函数, 包括./test.

面向过程的C

有人说, C语言之于编程语言, 好似内功心法之于武学. 在此, 我们只谈对个人的影响, 不论江湖地位. C语言作为国内大学普遍入门语言 (国外多为Python和Java), 也是我学习的第一门编程语言. 当年使用的书是 Programming in C, 对于新人还是着力推荐它, 通俗易懂, 性价比高. 作为一门面向过程的语言, C对我这四年的编程思路影响太深, 以至于无论使用C++还是Python, 普遍遵循了C的风格, 失去了面向对象的特性. 当然, 这其中包含一直学习算法的关系. 我始终认为, 算法是一种是面向过程的逻辑思维方式, 使用封装一定程度上牺牲了它的效率. 总之, 想入门C, 踏实看书, 学会像程序一样思考, 思路比语法重要. 另, C进阶书籍推荐:

• C陷阱与缺陷
• Expert C Programming
• 编程之美
• 编程珠玑

后两本只是为了让你不会感到无趣, 同时一定程度满足IT面试的需求, 并非系统算法学习.

黑魔法

1. Hello World

#define _________ } 
#define ________ putchar 
#define _______ main 
#define _(a) ________(a); 
#define ______ _______(){ 
#define __ ______ _(0x48)_(0x65)_(0x6C)_(0x6C) 
#define ___ _(0x6F)_(0x2C)_(0x20)_(0x77)_(0x6F) 
#define ____ _(0x72)_(0x6C)_(0x64)_(0x21) 
#define _____ __ ___ ____ _________ 
#include<stdio.h> 
_____

上面这段Hello World代码, 使用预处理#define的迭代操作, 结合了十六进制的ASICC码.
#include <stdio.h>
main(){
int i,n[]={(((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1)))+((1<<1)<<(1<<1))), (((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))+((1<<1)<<(1<<(1>>1)))+(1<<(1>>1))),(((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<< (1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1)))- ((1<<1)<<(1<<(1>>1)))),(((1<<1)<<(1<<1)<<(1 <<1)<<(1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1)))-((1<<1)<<(1<<(1>>1)))),(((1<<1)<< (1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<( 1<<(1>>1)))-(1<<(1>>1))),(((1<<1)<<(1<<1 )<<(1<<1))+((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1))) -((1<<1)<<(1<<(1>>1)))),((1<<1)<< (1<<1)<<(1<<1)),(((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))-((1<<1)<<(1<<1))-(1<<(1>>1))),(((1<< 1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))-((1<<1)<< (1<<1)<<(1<<(1>>1)))-(1<<(1>>1))), (((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))- ((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1)))+(1<<1)), (((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<< (1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<(1>>1)))-((1<<1)<<(1<<(1>>1)))), (((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))-((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))+((1<<1)<<(1<<(1>>1)))), (((1<<1)<<(1<<1)<<(1<<1))+(1<<(1>>1))),(((1<<1)<<(1<<1))+((1<<1)<<(1<<(1>>1))) + (1<<(1>>1)))};
for(i=(1>>1);i<=((1<<1)<<(1<<1))+((1<<1)<<(1<<(1>>1)));++i) printf("%c",n[i]);
}
移位操作<<和>>是很棒的操作, 相比于乘除2的幂, 效率高很多. 这段Hello World, 凑各种2次幂也是微醉, 作者不详. 重要提醒: 移位操作符优先级低于+-, 请时刻牢记是否需要括号.

2. ++--

先看stackoverflow上的一个讨论What is the name of the “-->” operator?.
#include <stdio.h>
int main() {
int x = 10;
while (x --> 0) {
printf("%d ", x);
}
}
上述代码输出结果为9 8 7 6 5 4 3 2 1 0, 提问者对第4行中的-->表示困惑, 是否它应理解为”趋向于”. 问题本身很好理解, x --> 0应该看成(x--) > 0, 即先与0比较再自减.

自加++和自减--最经典的讨论就是其位置置于变量的前或后. 接下来, 让我们从汇编角度做出分析. 原分析作者不详, 如有问题请联系我.

i = i2++的反汇编代码分析：

1. 将dword ptr [i2]（即i2中的内存单元）中的数据拷贝到eax寄存器中
2. 将eax寄存器中的数据（即i2）拷贝到dword ptr [i]（即i的内存单元）中
3. 将dword ptr [i2]（即i2中的内存单元）中的数据拷贝到ecx寄存器中
4. 将ecx寄存器中的内容自增1
5. 将ecx寄存器中的内容（ecx加1后的数据）拷贝到dword ptr [i2]

i = ++i2的反汇编代码分析：

1. 将dword ptr [i2]（即i2中的内存单元）中的数据拷贝到eax寄存器中
2. 将eax寄存器中的内容自增1
3. 将eax寄存器中的内容（eax加1后的数据）拷贝到dword ptr [i2]（即i2中的内存单元）
4. 将dword ptr [i2]（即i2中的内存单元）中的数据拷贝到ecx寄存器中
5. 将ecx寄存器中的内容（ecx加1后的数据）拷贝到dword ptr [i]（即i所在的内存单元）

由上述分析可知, 自加自减对内建数据类型的情况，效率没有区别。

另, 与自加自减功能类似, -~i表示i+1, ~-i表示i-1. 但由于它们是通过位运算办到的, 放在变量之后没有意义.

3. Quine

Quine以哲学家Willard van Orman Quine命名, 表示一个可以输出他自己的完全源代码的程序, 详见Quine_(computing). 下面, 请欣赏彩蛋:

• youmu.c - 魂魄 妖夢
• yuyuko.c - 西行寺 幽々子

上述代码使用C编译 (gcc -ansi) 均得到youmu, 而使用C++编译 (g++) 都输出yuyuko. 这种程序称为Polyglot, 详见Polyglot_(computing). 上述彩蛋便是使用特定的3字符片段来区分C和C++.

结束语

从 "Hello, World!" 开始, 从 World:" Hello"! 走向另一个开始.

C