C 语音基本知识

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C语言内存管理

1. 静态开辟

定义：编译时分配固定大小的内存，生命周期与程序一致。
特点：在栈或全局区分配（如全局变量、局部数组）。大小不可变，自动释放（栈变量在函数结束时释放）。

示例：

int arr[100];          // 全局区（静态内存）
void func() {
    char str[50];      // 栈区（函数结束时自动释放）
}

2. 动态开辟

定义：运行时通过函数手动分配堆内存，需显式释放。
核心函数： malloc(size)：分配未初始化的内存。 calloc(num, size)：分配并初始化为0。 free(ptr)：释放内存。

示例：

int *p = (int*)malloc(10 * sizeof(int)); // 分配10个int的空间
if (p == NULL) { /* 处理失败 */ }
free(p); // 释放

3. 动态开辟的使用场景

适用情况： 未知数据大小：如运行时输入的数组长度。 大内存需求：栈空间不足时（如大型矩阵）。 灵活生命周期：需跨函数长期存在的数据。 数据结构：链表、树等动态结构。
反面案例：小规模、生命周期短的变量应优先用栈内存。

4. 动态开辟之`realloc`

作用：调整已分配内存块的大小（扩大或缩小）。

原型：

void *realloc(void *ptr, size_t new_size);

行为：成功：返回新指针（可能原地扩展或重新分配）。失败：返回NULL，原指针仍有效。

示例：

int *p = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
p = (int*)realloc(p, 10 * sizeof(int)); // 扩容到10个int
if (p == NULL) { /* 处理失败 */ }
free(p);

注意事项：若realloc失败，需保留原指针避免内存泄漏。缩小时可能原地调整，无需移动数据。

小结

特性	静态开辟	动态开辟
分配时机	编译时	运行时
内存区域	栈/全局区	堆
大小	固定	可调整（`realloc`）
释放方式	自动（栈）/程序结束（全局）	手动（`free`）
适用场景	已知大小、短生命周期	未知大小、长生命周期

C语言字符串

以下是C语言中关于字符串操作的知识点总结：

2. 字符串的两种形式

字符数组（可修改）：

char str1[] = "Hello"; // 栈区，可修改
str1[0] = 'h'; // 合法

字符指针（常量字符串，不可修改）：

char *str2 = "World"; // 常量区，不可修改
// str2[0] = 'w'; // 非法操作，会导致段错误

3. 指针挪动获取字符串信息（手写API）

通过指针遍历字符串：

// 示例：手写strlen函数（求字符串长度）
int my_strlen(const char *str) {
    int len = 0;
    while (*str != '\0') { // 指针遍历到'\0'结束
        len++;
        str++; // 指针后移
    }
    return len;
}

// 调用
char *s = "Hello";
printf("Length: %d\n", my_strlen(s)); // 输出5

4. 字符串的比较

标准库函数：strcmp(str1, str2)
返回值：
- 0：字符串相等。
- >0：str1 大于 str2（按ASCII码）。
- <0：str1 小于 str2。

手写实现：

int my_strcmp(const char *s1, const char *s2) {
    while (*s1 == *s2) {
        if (*s1 == '\0') return 0; // 同时结束
        s1++;
        s2++;
    }
    return *s1 - *s2; // 返回差值
}

5. 字符串查找、包含与拼接

查找字符：strchr(str, ch)
返回首次出现字符 ch 的指针，未找到返回 NULL。
查找子串：strstr(str, substr)
返回首次出现子串的位置。
字符串拼接：strcat(dest, src)
将 src 拼接到 dest 末尾（需确保 dest 空间足够）。

手写拼接函数：

void my_strcat(char *dest, const char *src) {
    while (*dest != '\0') dest++; // 找到dest结尾
    while (*src != '\0') {
        *dest = *src; // 逐个复制
        dest++;
        src++;
    }
    *dest = '\0'; // 添加结束符
}

6. 大小写转换（手写API）

库函数：toupper(ch) 和 tolower(ch)（需包含 <ctype.h>）。

手写实现：

// 转大写
void to_upper(char *str) {
    while (*str != '\0') {
        if (*str >= 'a' && *str <= 'z') {
            *str -= 32; // ASCII码差值
        }
        str++;
    }
}

// 转小写
void to_lower(char *str) {
    while (*str != '\0') {
        if (*str >= 'A' && *str <= 'Z') {
            *str += 32;
        }
        str++;
    }
}

// 调用
char s[] = "Hello";
to_upper(s); // "HELLO"

小结

字符串形式：字符数组（可修改） vs 字符指针（常量）。
指针操作：通过指针挪动遍历字符串（如手写 strlen）。
比较：strcmp 或手写实现，注意返回值含义。
查找与拼接：strchr、strstr、strcat 的用法及手写逻辑。
大小写转换：基于ASCII码的差值计算（A=65，a=97）。

C语言中关于结构体、枚举等

2. 结构体定义与使用

定义：结构体是用户自定义的复合数据类型，用于将不同类型的数据组合在一起。
```
struct Student {
    int id;
    char name[20];
    float score;
};
```

声明变量：

struct Student stu1; // 直接声明
struct Student stu2 = {1001, "Alice", 90.5}; // 初始化

访问成员：使用 . 运算符。

stu1.id = 1002;
printf("Name: %s\n", stu2.name);

3. 结构体指针与动态内存开辟

结构体指针：指向结构体变量的指针。

struct Student *pStu = &stu1;
pStu->id = 1003; // 通过指针访问成员（等价于 (*pStu).id）

动态内存开辟：使用 malloc 或 calloc 动态分配内存。

struct Student *p = (struct Student*)malloc(sizeof(struct Student));
p->score = 85.0;
free(p); // 释放内存

4. 结构体数组

定义和初始化：

struct Student class[3] = {
    {1001, "Bob", 78.5},
    {1002, "Tom", 92.0},
    {1003, "Lily", 88.5}
};

访问元素：

printf("%s's score: %.1f\n", class[1].name, class[1].score);

5. 结构体与结构体指针取别名

使用 typedef 简化类型名：

typedef struct Student {
    int id;
    char name[20];
} Student; // 结构体别名

Student stu; // 直接使用别名声明变量

结构体指针别名：

typedef struct Student* PStudent; // 指针别名
PStudent p = &stu;

6. 枚举（enum）

定义：枚举是一种用于定义命名常量的数据类型。
```
enum Weekday {Mon=1, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun};
```

使用：

enum Weekday today = Wed;
if (today == Wed) printf("Today is Wednesday!\n");

特点：枚举常量默认从 0 开始递增，可显式赋值（如 Mon=1）。常用于提高代码可读性（如状态码、选项等）。

小结

结构体：组合异构数据，通过 . 或 -> 访问成员。
动态内存：需手动管理（malloc/free），指针操作高效但需防内存泄漏。
结构体数组：连续存储，适合批量处理数据。
别名：typedef 简化复杂类型声明。
枚举：增强可读性，限制变量取值范围。

C语言文件操作及加密解密

1. 文件操作基础

文件指针：FILE *类型，用于操作文件。
打开模式： "r"：只读（文件必须存在）。 "w"：只写（覆盖创建）。 "a"：追加（文件不存在则创建）。 "rb"/"wb"：二进制模式。

2. 文件的读

核心函数： fopen()：打开文件。 fgetc()：逐字符读取。 fgets()：逐行读取。 fread()：二进制读取。 fclose()：关闭文件。

示例：

FILE *fp = fopen("test.txt", "r");
if (fp == NULL) { perror("Error"); return; }

char buffer[100];
while (fgets(buffer, 100, fp) != NULL) { // 逐行读取
    printf("%s", buffer);
}
fclose(fp);

3. 文件的写

核心函数： fputc()：逐字符写入。 fputs()：写入字符串。 fwrite()：二进制写入。

示例：

FILE *fp = fopen("output.txt", "w");
if (fp == NULL) { perror("Error"); return; }

fputs("Hello, World!\n", fp); // 写入字符串
fclose(fp);

4. 文件复制

逐字节复制：

FILE *src = fopen("source.txt", "rb");
FILE *dest = fopen("dest.txt", "wb");
if (!src || !dest) { perror("Error"); return; }

char ch;
while ((ch = fgetc(src)) != EOF) { // 逐字节复制
    fputc(ch, dest);
}
fclose(src);
fclose(dest);

5. 获取文件大小

方法1：fseek + ftell：

FILE *fp = fopen("test.txt", "rb");
if (fp == NULL) { perror("Error"); return; }

fseek(fp, 0, SEEK_END); // 移动到文件末尾
long size = ftell(fp);  // 获取当前位置（即大小）
fclose(fp);
printf("Size: %ld bytes\n", size);

6. 文件加密与解密

简单异或加密：

void encrypt_file(const char *filename, const char *key) {
    FILE *fp = fopen(filename, "rb+");
    if (!fp) { perror("Error"); return; }
    
    int key_len = strlen(key);
    int i = 0;
    char ch;
    while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
        ch ^= key[i % key_len]; // 异或加密
        fseek(fp, -1, SEEK_CUR);
        fputc(ch, fp);
        i++;
    }
    fclose(fp);
}
// 调用：encrypt_file("data.txt", "secret");

解密：相同操作（异或的自反性）。

7. 字符串密码加密与解密

基于ASCII的加密：

void encrypt_str(char *str, const char *key) {
    int key_len = strlen(key);
    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        str[i] += key[i % key_len]; // 简单位移加密
    }
}

void decrypt_str(char *str, const char *key) {
    int key_len = strlen(key);
    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {
        str[i] -= key[i % key_len]; // 反向解密
    }
}

// 调用示例
char password[] = "mypassword123";
encrypt_str(password, "key");
printf("Encrypted: %s\n", password);
decrypt_str(password, "key");
printf("Decrypted: %s\n", password);

小结

操作	关键函数/方法	注意事项
文件读	`fgets`, `fread`	检查文件是否打开成功
文件写	`fputs`, `fwrite`	模式`"w"`会覆盖原内容
文件复制	逐字节或`fread`/`fwrite`批量操作	二进制模式避免文本换行符问题
文件大小	`fseek(fp, 0, SEEK_END)` + `ftell`	适用于二进制文件
文件加密	异或、位移等算法	密钥管理是关键
字符串加密	ASCII码操作或复杂算法（如AES）	避免简单加密（易被破解）

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C 语音基本知识

https://blog.xlxs.top/archives/c语音基本知识

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发布于

2025-09-17

更新于

2025-09-17

许可协议

CC BY 4.0

C 语音基本知识

C语言内存管理

1. 静态开辟

2. 动态开辟

3. 动态开辟的使用场景

4. 动态开辟之realloc

小结

C语言字符串

2. 字符串的两种形式

3. 指针挪动获取字符串信息（手写API）

4. 字符串的比较

5. 字符串查找、包含与拼接

6. 大小写转换（手写API）

小结

C语言中关于结构体、枚举等

2. 结构体定义与使用

3. 结构体指针与动态内存开辟

4. 结构体数组

5. 结构体与结构体指针取别名

6. 枚举（enum）

小结

C语言文件操作及加密解密

1. 文件操作基础

2. 文件的读

3. 文件的写

4. 文件复制

5. 获取文件大小

6. 文件加密与解密

7. 字符串密码加密与解密

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4. 动态开辟之`realloc`