CS50x 2024 - Week 2 Arrays

2024-09-23 15:58:09   2024-09-23 15:58:09
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C 语言编译过程

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C 语言的编译过程通常分为几个主要阶段，每个阶段都有其特定的功能。以下是 C 语言编译过程的简要概述：

1. 预处理 (Preprocessing)

• 功能：处理以 # 开头的指令，如 #include 和 #define。

• 输出：生成一个扩展的源代码文件，所有的宏定义和头文件都被替换和包含。

2. 编译 (Compilation)

• 功能：将预处理后的源代码转换为汇编语言代码。

• 输出：生成一个汇编语言文件（通常以 .s 结尾）。

3. 汇编 (Assembly)

• 功能：将汇编语言代码转换为机器代码。

• 输出：生成一个目标文件（通常以 .o 或 .obj 结尾），其中包含机器代码，但尚未链接。

4. 链接 (Linking)

• 功能：将一个或多个目标文件和库文件链接成一个可执行文件。

• 输出：生成最终的可执行文件（通常以 .exe 或无扩展名）。

总结

整个过程可以用以下命令行表示：

gcc -o output_file source_file.c

• gcc 是 GNU 编译器集合的命令。

• -o output_file 指定输出的可执行文件名。

• source_file.c 是要编译的源代码文件。

通过以上步骤，C 语言程序从源代码最终变成可执行的机器代码。

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Arrays

arrays[x]

• Arrays are 0 indexed in C.

• x: index

• In C, arrays only store a single type of data.

int array[n] = { element1, element2, ... };

• In C, n cannot be changed.

• Each element can be an array itself. (Imagine a 2D / 3D structure)

  • bool battleship[10][10];

• In Python, index = -1 means the last element of the array. (No such thing in C)

• 可以指定小于 Size 的元素。（？）

• Use loops to copy arrays because arryas cannot be seen as variables.

  • example:

    int foo[5], bar[5];
    ~~bar = foo~~;

• Passed by value but not passed by reference.

  • 思考：结果是什么？如果你知道答案，那么你就理解这个概念了。

    void set_array(int array[4]);
    void set_int(int x);
    int main(void)
    {
        int a = 10;
        int b[4] = { 0, 1, 2, 3 };
        set_int(a);
        set_array(b);
        printf(“%d %d\n”, a, b[0]);
    }
    void set_array(int array[4])
    {
        array[0] = 22;
    }
    void set_int(int x)
    {
        x = 22;
    }

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Command Line Arguments

int main(int argc, string argv[])
{

}

• argc (Argument Count): 一个整数，表示命令行参数的数量，包括程序的名称本身。

• argv[] (Argument Vector): 一个字符串数组（字符指针数组），用于存储命令行参数的实际值。

  • Stored as a string.

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Strings

• A special kind of array.

• End with “00” (“\0”, “NUL”).

  • Thus length == n + 1.

  • 但是使用 strlen() 时，获得的是实际的长度。

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技巧

这边技巧的部分其实在完成时才发现很多内容在 CS50 Manual Pages 中就能找到，拍大腿啊拍大腿。（再次印证了检索信息能力的重要性？）

当然也不必重写了，权当是一个相对详细一点的索引吧。（即便效率可能还不如官方 Manual）

Get the Length of an Array

#include <string.h>
int length = strlen(phrase);

不使用 strlen 实现获得长度

int string_length(string s)
{
    // Count number of characters up until '\0' (aka NUL)
    int n = 0;
    while (s[n] != '\0')
    {
        n++;
    }
    return n;
}

另一种遍历字符串长度的方法

if (int i = 0; s[i] != '\0'; i++)

Compare break to return 0

• break 用于控制循环和 switch 的流转，而 return 0 用于结束函数并返回值，特别是在 main 函数中表示程序的退出状态。(但是也许都有结束的效果？)

Convert string to int / float

#include <stdlib.h>
int n = atoi(argv[1]);
float n = atof(argv[1]);

思考：和 (int) 有什么区别呢？

Convert Lowercase Characters to Uppercase Characters

#include <ctype.h>
char c = toupper(n);
char c = tolower(n);

if (isupper(c)) // 检查是否大写
if (islower(c)) // 检查是否小写

不使用 toupper 实现小写转为大写

for (int i = 0, n = strlen(s); i < n; i++)
{
    if (s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z')
    {
        printf("%c", s[i] - 32);
    }
    else
    {
        printf("%c", s[i]);
    }
}

检查字符是否是一个字母

#include <ctype.h>
if (isdigit(character))

检查字符是否是一个数字

#include <ctype.h>
if (isalpha(character))

四舍五入

#include <math.h>
double rounded = round(number);

• The round function will return a floating-point number if the input is a float. If the input is an integer, it will return an integer.

检查字符串是否是一个整数

char *end;
long number = strtol(string, &end, 10);
if (*end == '\0') 
{
    // The string is a valid integer
} 
else 
{
// The string is not a valid integer
}

检查字符串是否一致

#include <string.h>
if (strcmp("hello", "world") == 0) 
{
    // Strings are equal
} 
else 
{
    // Strings are not equal
}

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