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C语言学习之—–(十)  函数的定义和调用

(十) 函数的定义和调用

本节介绍C程序的基本单元–函数。函数中包含了程序的可执行代码。每个C程序的入口和出口都位于函数main()之中。main()函数可以调用其他函数，这些函数执行完毕后程序的控制又返回到main()函数中，main()函数不能被别的函数所调用。通常我们把这些被调用的函数称为下层(lower-level)函数。函数调用发生时，立即执行被调用的函数，而调用者则进入等待状态，直到被调用函数执行完毕。函数可以有参数和返回值。

程序员一般把函数当作“黑箱”处理，并不关心它内部的实现细节。当然程序员也可以自己开发函数库。

说明一点，函数这一节很重要，可以说一个程序的优劣集中体现在函数上。如果函数使用的恰当，可以让程序看起来有条理，容易看懂。如果函数使用的乱七八糟，或者是没有使用函数，程序就会显得很乱，不仅让别人无法查看，就连自己也容易晕头转向。可以这样说，如果超过100行的程序中没有使用函数，那么这个程序一定很罗嗦(有些绝对，但也是事实)。

一、函数的定义

一个函数包括函数头和语句体两部分。

函数头由下列三部分组成：

函数返回值类型

函数名

参数表

一个完整的函数应该是这样的：

函数返回值类型 函数名(参数表)

{

语句体；

}

函数返回值类型可以是前面说到的某个数据类型、或者是某个数据类型的指针、指向结构的指针、指向数组的指针。指针概念到以后再介绍。

函数名在程序中必须是唯一的，它也遵循标识符命名规则。

参数表可以没有也可以有多个，在函数调用的时候，实际参数将被拷贝到这些变量中。语句体包括局部变量的声明和可执行代码。

我们在前面其实已经接触过函数了，如abs(),sqrt()，我们并不知道它的内部是什么，我们只要会使用它即可。

这一节主要讲解无参数无返回值的函数调用。

二、函数的声明和调用

为了调用一个函数，必须事先声明该函数的返回值类型和参数类型，这和使用变量的道理是一样的(有一种可以例外，就是函数的定义在调用之前，下面再讲述)。

看一个简单的例子：

void a(); /*函数声明*/

main()

{

a(); /*函数调用*/

}

void a() /*函数定义*/

{

int num;

scanf(%d,#);

printf(%d\\n,num);

}

在main()的前面声明了一个函数，函数类型是void型，函数名为a，无参数。然后在main()函数里面调用这个函数，该函数的作用很简单，就是输入一个整数然后再显示它。在调用函数之前声明了该函数其实它和下面这个程序的功能是一样的：

main()

{

int num;

scanf(%d,#);

printf(%d\\n,num);

}

可以看出，实际上就是把a()函数里面的所有内容直接搬到main()函数里面(注意，这句话不是绝对的。)

我们前面已经说了，当定义在调用之前时，可以不声明函数。所以上面的程序和下面这个也是等价的：

void a()

{

int num;

scanf(%d,#);

printf(%d\\n,num);

}

main()

{

a();

}

因为定义在调用之前，所以可以不声明函数，这是因为编译器在编译的时候，已经发现a是一个函数名，是无返回值类型无参数的函数了。

那么很多人也许就会想，那我们何必还要声明这一步呢？我们只要把所有的函数的定义都放在前面不就可以了吗？这种想法是不可取的，一个好的程序员总是在程序的开头声明所有用到的函数和变量，这是为了以后好检查。

前面说了，在调用之前，必须先声明函数，所以下面的做法也是正确的(但在这里我个人并不提倡)。

main()

{

void a();

a();

}

void a()

{

int num;

scanf(%d,#);

printf(%d\\n,num);

}

一般来说，比较好的程序书写顺序是，先声明函数，然后写主函数，然后再写那些自定义的函数。

既然main()函数可以调用别的函数，那么我们自己定义的函数能不能再调用其他函数呢？答案是可以的。看下面的例子：

void a();

void b();

main()

{

a();

}

void a()

{

b();

}

void b()

{

int num;

scanf(%d,#);

printf(%d\\n,num);

}

main()函数先调用a()函数，而a()函数又调用b()函数。在C语言里，对调用函数的层数没有严格的限制，我们可以往下调用100层、1000层，但是在这里我们并不提倡调用的层数太多(除非是递归)，因为层数太多，对以后的检查有一些干扰，函数调过来调过去，容易让自己都晕头转向。

某些人可能就不明白了，看上面的例子，好像使用函数后，程序变的更长了，更不让人理解。当然，我举的这个例子的确没有必要用函数来实现，但是对于某些实际问题，如果不使用函数，会让程序变的很乱，这涉及到参数问题，我们下一节再说。

c++常用库

关于 C++ 框架、库和资源的一些汇总列表，内容包括：标准库、Web应用框架、人工智能、数据库、图片处理、机器学习、日志、代码分析等。

C++标准库，包括了STL容器，算法和函数等。

• C++ Standard Library：是一系列类和函数的集合，使用核心语言编写，也是C++ISO自身标准的一部分。
• Standard Template Library：标准模板库
• C POSIX library ： POSIX系统的C标准库规范
• ISO C++ Standards Committee ：C++标准委员会

C++通用框架和库

• Apache C++ Standard Library：是一系列算法，容器，迭代器和其他基本组件的集合
• ASL ：Adobe源代码库提供了同行的评审和可移植的C++源代码库。
• Boost ：大量通用C++库的集合。
• BDE ：来自于彭博资讯实验室的开发环境。
• Cinder：提供专业品质创造性编码的开源开发社区。
• Cxxomfort：轻量级的，只包含头文件的库，将C++ 11的一些新特性移植到C++03中。
• Dlib：使用契约式编程和现代C++科技设计的通用的跨平台的C++库。
• EASTL ：EA-STL公共部分
• ffead-cpp ：企业应用程序开发框架
• Folly：由Facebook开发和使用的开源C++库
• JUCE ：包罗万象的C++类库，用于开发跨平台软件
• libPhenom：用于构建高性能和高度可扩展性系统的事件框架。
• LibSourcey ：用于实时的视频流和高性能网络应用程序的C++11 evented IO
• LibU ： C语言写的多平台工具库
• Loki ：C++库的设计，包括常见的设计模式和习语的实现。
• MiLi ：只含头文件的小型C++库
• openFrameworks ：开发C++工具包，用于创意性编码。
• Qt ：跨平台的应用程序和用户界面框架
• Reason ：跨平台的框架，使开发者能够更容易地使用Java，.Net和Python，同时也满足了他们对C++性能和优势的需求。
• ROOT ：具备所有功能的一系列面向对象的框架，能够非常高效地处理和分析大量的数据，为欧洲原子能研究机构所用。
• STLport：是STL具有代表性的版本
• STXXL：用于额外的大型数据集的标准模板库。
• Ultimate++ ：C++跨平台快速应用程序开发框架
• Windows Template Library：用于开发Windows应用程序和UI组件的C++库
• Yomm11 ：C++11的开放multi-methods.

• btsk ：游戏行为树启动器工具
• Evolving Objects：基于模板的，ANSI C++演化计算库，能够帮助你非常快速地编写出自己的随机优化算法。
• Neu：C++11框架，编程语言集，用于创建人工智能应用程序的多用途软件系统。

• Boost.Asio：用于网络和底层I/O编程的跨平台的C++库。
• libev ：功能齐全，高性能的时间循环，轻微地仿效libevent，但是不再像libevent一样有局限性，也修复了它的一些bug。
• libevent ：事件通知库
• libuv ：跨平台异步I/O。

音频，声音，音乐，数字化音乐库

• FMOD ：易于使用的跨平台的音频引擎和音频内容的游戏创作工具。
• Maximilian ：C++音频和音乐数字信号处理库
• OpenAL ：开源音频库—跨平台的音频API
• Opus：一个完全开放的，免版税的，高度通用的音频编解码器
• Speex：免费编解码器，为Opus所废弃
• Tonic： C++易用和高效的音频合成
• Vorbis： Ogg Vorbis是一种完全开放的，非专有的，免版税的通用压缩音频格式。

生物信息，基因组学和生物技术

• libsequence：用于表示和分析群体遗传学数据的C++库。
• SeqAn：专注于生物数据序列分析的算法和数据结构。
• Vcflib ：用于解析和处理VCF文件的C++库
• Wham：直接把联想测试应用到BAM文件的基因结构变异。

压缩和归档库

• bzip2：一个完全免费，免费专利和高质量的数据压缩
• doboz：能够快速解压缩的压缩库
• PhysicsFS：对各种归档提供抽象访问的库，主要用于视频游戏，设计灵感部分来自于Quake3的文件子系统。
• KArchive：用于创建，读写和操作文件档案（例如zip和 tar）的库，它通过QIODevice的一系列子类，使用gzip格式，提供了透明的压缩和解压缩的数据。
• LZ4 ：非常快速的压缩算法
• LZHAM ：无损压缩数据库，压缩比率跟LZMA接近，但是解压缩速度却要快得多。
• LZMA ：7z格式默认和通用的压缩方法。
• LZMAT ：及其快速的实时无损数据压缩库
• miniz：单一的C源文件，紧缩/膨胀压缩库，使用zlib兼容API，ZIP归档读写，PNG写方式。
• Minizip：Zlib最新bug修复，支持PKWARE磁盘跨越，AES加密和IO缓冲。
• Snappy ：快速压缩和解压缩
• ZLib ：非常紧凑的数据流压缩库
• ZZIPlib：提供ZIP归档的读权限。

并发执行和多线程

• Boost.Compute ：用于OpenCL的C++GPU计算库
• Bolt ：针对GPU进行优化的C++模板库
• C++React ：用于C++11的反应性编程库
• Intel TBB ：Intel线程构件块
• Libclsph：基于OpenCL的GPU加速SPH流体仿真库
• OpenCL ：并行编程的异构系统的开放标准
• OpenMP：OpenMP API
• Thrust ：类似于C++标准模板库的并行算法库
• HPX ：用于任何规模的并行和分布式应用程序的通用C++运行时系统
• VexCL ：用于OpenCL/CUDA 的C++向量表达式模板库。

• C++ B-tree ：基于B树数据结构，实现命令内存容器的模板库
• Hashmaps： C++中开放寻址哈希表算法的实现

• Bcrypt ：一个跨平台的文件加密工具，加密文件可以移植到所有可支持的操作系统和处理器中。
• BeeCrypt：
• Botan： C++加密库
• Crypto++：一个有关加密方案的免费的C++库
• GnuPG： OpenPGP标准的完整实现
• GnuTLS ：实现了SSL，TLS和DTLS协议的安全通信库
• Libgcrypt
• libmcrypt
• LibreSSL：免费的SSL/TLS协议，属于2014 OpenSSL的一个分支
• LibTomCrypt：一个非常全面的，模块化的，可移植的加密工具
• libsodium：基于NaCI的加密库，固执己见，容易使用
• Nettle 底层的加密库
• OpenSSL ： 一个强大的，商用的，功能齐全的，开放源代码的加密库。
• Tiny AES128 in C ：用C实现的一个小巧，可移植的实现了AES128ESB的加密算法

数据库，SQL服务器，ODBC驱动程序和工具

• hiberlite ：用于Sqlite3的C++对象关系映射
• Hiredis： 用于Redis数据库的很简单的C客户端库
• LevelDB： 快速键值存储库
• LMDB：符合数据库四大基本元素的嵌入键值存储
• MySQL++：封装了MySql的C API的C++ 包装器
• RocksDB：来自Facebook的嵌入键值的快速存储
• SQLite：一个完全嵌入式的，功能齐全的关系数据库，只有几百KB，可以正确包含到你的项目中。

调试库， 内存和资源泄露检测，单元测试

• Boost.Test：Boost测试库
• Catch：一个很时尚的，C++原生的框架，只包含头文件，用于单元测试，测试驱动开发和行为驱动开发。
• CppUnit：由JUnit移植过来的C++测试框架
• CTest：CMake测试驱动程序
• googletest：谷歌C++测试框架
• ig-debugheap：用于跟踪内存错误的多平台调试堆
• libtap：用C语言编写测试
• MemTrack —用于C++跟踪内存分配
• microprofile- 跨平台的网络试图分析器
• minUnit ：使用C写的迷你单元测试框架，只使用了两个宏
• Remotery：用于web视图的单一C文件分析器
• UnitTest++：轻量级的C++单元测试框架

• Cocos2d-x ：一个跨平台框架，用于构建2D游戏，互动图书，演示和其他图形应用程序。
• Grit ：社区项目，用于构建一个免费的游戏引擎，实现开放的世界3D游戏。
• Irrlicht ：C++语言编写的开源高性能的实时#D引擎
• Polycode：C++实现的用于创建游戏的开源框架（与Lua绑定）。

• CEGUI ： 很灵活的跨平台GUI库
• FLTK ：快速，轻量级的跨平台的C++GUI工具包。
• GTK+： 用于创建图形用户界面的跨平台工具包
• gtkmm ：用于受欢迎的GUI库GTK+的官方C++接口。
• imgui：拥有最小依赖关系的立即模式图形用户界面
• libRocket ：libRocket 是一个C++ HTML/CSS 游戏接口中间件
• MyGUI ：快速，灵活，简单的GUI
• Ncurses：终端用户界面
• QCustomPlot ：没有更多依赖关系的Qt绘图控件
• Qwt ：用户与技术应用的Qt 控件
• QwtPlot3D ：功能丰富的基于Qt/OpenGL的C++编程库，本质上提供了一群3D控件
• OtterUI ：OtterUI 是用于嵌入式系统和互动娱乐软件的用户界面开发解决方案
• PDCurses 包含源代码和预编译库的公共图形函数库
• wxWidgets C++库，允许开发人员使用一个代码库可以为widows， Mac OS X，Linux和其他平台创建应用程序

• bgfx：跨平台的渲染库
• Cairo：支持多种输出设备的2D图形库
• Horde3D 一个小型的3D渲染和动画引擎
• magnum C++11和OpenGL 2D/3D 图形引擎
• Ogre 3D 用C++编写的一个面向场景，实时，灵活的3D渲染引擎（并非游戏引擎）
• OpenSceneGraph 具有高性能的开源3D图形工具包
• Panda3D 用于3D渲染和游戏开发的框架，用Python和C++编写。
• Skia 用于绘制文字，图形和图像的完整的2D图形库
• urho3d 跨平台的渲染和游戏引擎。

• Boost.GIL：通用图像库
• CImg ：用于图像处理的小型开源C++工具包
• CxImage ：用于加载，保存，显示和转换的图像处理和转换库，可以处理的图片格式包括 BMP, JPEG, GIF, PNG, TIFF, MNG, ICO, PCX, TGA, WMF, WBMP, JBG, J2K。
• FreeImage ：开源库，支持现在多媒体应用所需的通用图片格式和其他格式。
• GDCM：Grassroots DICOM 库
• ITK：跨平台的开源图像分析系统
• Magick++：ImageMagick程序的C++接口
• MagickWnd：ImageMagick程序的C++接口
• OpenCV ： 开源计算机视觉类库
• tesseract-ocr：OCR引擎
• VIGRA ：用于图像分析通用C++计算机视觉库
• VTK ：用于3D计算机图形学，图像处理和可视化的开源免费软件系统。

• gettext ：GNU `gettext’
• IBM ICU：提供Unicode 和全球化支持的C、C++ 和Java库
• libiconv ：用于不同字符编码之间的编码转换库

• frozen ： C/C++的Jason解析生成器
• Jansson ：进行编解码和处理Jason数据的C语言库
• jbson ：C++14中构建和迭代BSON data,和Json 文档的库
• JeayeSON：非常健全的C++ JSON库，只包含头文件
• JSON++ ： C++ JSON 解析器
• json-parser：用可移植的ANSI C编写的JSON解析器，占用内存非常少
• json11 ：一个迷你的C++11 JSON库
• jute ：非常简单的C++ JSON解析器
• ibjson：C语言中的JSON解析和打印库，很容易和任何模型集成。
• libjson：轻量级的JSON库
• PicoJSON：C++中JSON解析序列化，只包含头文件
• qt-json ：用于JSON数据和 QVariant层次间的相互解析的简单类
• QJson：将JSON数据映射到QVariant对象的基于Qt的库
• RapidJSON： 用于C++的快速JSON 解析生成器，包含SAX和DOM两种风格的API
• YAJL ：C语言中快速流JSON解析库

• Boost.Log ：设计非常模块化，并且具有扩展性
• easyloggingpp：C++日志库，只包含单一的头文件。
• Log4cpp ：一系列C++类库，灵活添加日志到文件，系统日志，IDSA和其他地方。
• templog：轻量级C++库，可以添加日志到你的C++应用程序中

• Caffe ：快速的神经网络框架
• CCV ：以C语言为核心的现代计算机视觉库
• mlpack ：可扩展的C++机器学习库
• OpenCV：开源计算机视觉库
• Recommender：使用协同过滤进行产品推荐/建议的C语言库。
• SHOGUN：Shogun 机器学习工具
• sofia-ml ：用于机器学习的快速增量算法套件

• Armadillo ：高质量的C++线性代数库，速度和易用性做到了很好的平衡。语法和MatlAB很相似
• blaze：高性能的C++数学库，用于密集和稀疏算法。
• ceres-solver ：来自谷歌的C++库，用于建模和解决大型复杂非线性最小平方问题。
• CGal： 高效，可靠的集合算法集合
• cml ：用于游戏和图形的免费C++数学库
• Eigen ：高级C++模板头文件库，包括线性代数，矩阵，向量操作，数值解决和其他相关的算法。
• GMTL：数学图形模板库是一组广泛实现基本图形的工具。
• GMP：用于个高精度计算的C/C++库，处理有符号整数，有理数和浮点数。

• GStreamer ：构建媒体处理组件图形的库
• LIVE555 Streaming Media ：使用开放标准协议(RTP/RTCP, RTSP, SIP) 的多媒体流库
• libVLC ：libVLC (VLC SDK)媒体框架
• QtAv：基于Qt和FFmpeg的多媒体播放框架，能够帮助你轻而易举地编写出一个播放器
• SDL ：简单直控媒体层
• SFML ：快速，简单的多媒体库

• ACE：C++面向对象网络变成工具包
• Boost.Asio：用于网络和底层I/O编程的跨平台的C++库
• Casablanca：C++ REST SDK
• cpp-netlib：高级网络编程的开源库集合
• Dyad.c：C语言的异步网络
• libcurl :多协议文件传输库
• Mongoose：非常轻量级的网络服务器
• Muduo ：用于Linux多线程服务器的C++非阻塞网络库
• net_skeleton ：C/C++的TCP 客户端/服务器库
• nope.c ：基于C语言的超轻型软件平台，用于可扩展的服务器端和网络应用。 对于C编程人员，可以考虑node.js
• Onion :C语言HTTP服务器库，其设计为轻量级，易使用。
• POCO：用于构建网络和基于互联网应用程序的C++类库，可以运行在桌面，服务器，移动和嵌入式系统。
• RakNet：为游戏开发人员提供的跨平台的开源C++网络引擎。
• Tuf o ：用于Qt之上的C++构建的异步Web框架。
• WebSocket++ ：基于C++/Boost Aiso的websocket 客户端/服务器库
• ZeroMQ ：高速，模块化的异步通信库

动力学仿真引擎

• Box2D：2D的游戏物理引擎。
• Bullet ：3D的游戏物理引擎。
• Chipmunk ：快速，轻量级的2D游戏物理库
• LiquidFun：2D的游戏物理引擎
• ODE ：开放动力学引擎-开源，高性能库，模拟刚体动力学。
• ofxBox2d：Box2D开源框架包装器。
• Simbody ：高性能C++多体动力学/物理库，模拟关节生物力学和机械系统，像车辆，机器人和人体骨骼。

• MOOS-IvP ：一组开源C++模块，提供机器人平台的自主权，尤其是自主的海洋车辆。
• MRPT：移动机器人编程工具包
• PCL ：点云库是一个独立的，大规模的开放项目，用于2D/3D图像和点云处理。
• Robotics Library (RL)： 一个独立的C++库，包括机器人动力学，运动规划和控制。
• RobWork：一组C++库的集合，用于机器人系统的仿真和控制。
• ROS ：机器人操作系统，提供了一些库和工具帮助软件开发人员创建机器人应用程序。

• FFTW :用一维或者多维计算DFT的C语言库。
• GSL：GNU科学库。

• ChaiScript ：用于C++的易于使用的嵌入式脚本语言。
• Lua ：用于配置文件和基本应用程序脚本的小型快速脚本引擎。
• luacxx：用于创建Lua绑定的C++ 11 API
• SWIG ：一个可以让你的C++代码链接到JavaScript，Perl，PHP，Python，Tcl和Ruby的包装器/接口生成器
• V7：嵌入式的JavaScript 引擎。
• V8 ：谷歌的快速JavaScript引擎，可以被嵌入到任何C++应用程序中。

• Cap’n Proto ：快速数据交换格式和RPC系统。
• cereal ：C++11 序列化库
• FlatBuffers ：内存高效的序列化库
• MessagePack ：C/C++的高效二进制序列化库，例如 JSON
• protobuf ：协议缓冲，谷歌的数据交换格式。
• protobuf-c ：C语言的协议缓冲实现
• SimpleBinaryEncoding：用于低延迟应用程序的对二进制格式的应用程序信息的编码和解码。
• Thrift ：高效的跨语言IPC/RPC，用于C++，Java，Python，PHP，C#和其它多种语言中，最初由Twitter开发。

• libvpx ：VP8/VP9编码解码SDK
• FFmpeg ：一个完整的，跨平台的解决方案，用于记录，转换视频和音频流。
• libde265 ：开放的h.265视频编解码器的实现。
• OpenH264：开源H.364 编解码器。
• Theora ：免费开源的视频压缩格式。

• CarpVM：C中有趣的VM，让我们一起来看看这个。
• MicroPython ：旨在实现单片机上Python3.x的实现
• TinyVM：用纯粹的ANSI C编写的小型，快速，轻量级的虚拟机。

• Civetweb ：提供易于使用，强大的，C/C++嵌入式Web服务器，带有可选的CGI，SSL和Lua支持。
• CppCMS ：免费高性能的Web开发框架（不是 CMS）.
• Crow ：一个C++微型web框架（灵感来自于Python Flask）
• Kore :使用C语言开发的用于web应用程序的超快速和灵活的web服务器/框架。
• libOnion：轻量级的库，帮助你使用C编程语言创建web服务器。
• QDjango：使用C++编写的，基于Qt库的web框架，试图效仿Django API，因此得此名。
• Wt ：开发Web应用的C++库。

• XML就是个垃圾，xml的解析很烦人，对于计算机它也是个灾难。这种糟糕的东西完全没有存在的理由了。-Linus Torvalds
• Expat ：用C语言编写的xml解析库
• Libxml2 ：Gnome的xml C解析器和工具包
• libxml++ ：C++的xml解析器
• PugiXML ：用于C++的，支持XPath的轻量级，简单快速的XML解析器。
• RapidXml ：试图创建最快速的XML解析器，同时保持易用性，可移植性和合理的W3C兼容性。
• TinyXML ：简单小型的C++XML解析器，可以很容易地集成到其它项目中。
• TinyXML2：简单快速的C++CML解析器，可以很容易集成到其它项目中。
• TinyXML++：TinyXML的一个全新的接口，使用了C++的许多许多优势，模板，异常和更好的异常处理。
• Xerces-C++ ：用可移植的C++的子集编写的XML验证解析器。

一些有用的库或者工具，但是不适合上面的分类，或者还没有分类。

• C++ Format ：C++的小型，安全和快速格式化库
• casacore ：从aips++ 派生的一系列C++核心库
• cxx-prettyprint：用于C++容器的打印库
• DynaPDF ：易于使用的PDF生成库
• gcc-poison ：帮助开发人员禁止应用程序中的不安全的C/C++函数的简单的头文件。
• googlemock：编写和使用C++模拟类的库
• HTTP Parser ：C的http请求/响应解析器
• libcpuid ：用于x86 CPU检测盒特征提取的小型C库
• libevil ：许可证管理器
• libusb：允许移动访问USB设备的通用USB库
• PCRE：正则表达式C库，灵感来自于Perl中正则表达式的功能。
• Remote Call Framework ：C++的进程间通信框架。
• Scintilla ：开源的代码编辑控件
• Serial Communication Library ：C++语言编写的跨平台，串口库。
• SDS：C的简单动态字符串库
• SLDR ：超轻的DNS解析器
• SLRE： 超轻的正则表达式库
• Stage ：移动机器人模拟器
• VarTypes：C++/Qt4功能丰富，面向对象的管理变量的框架。
• ZBar：‘条形码扫描器’库，可以扫描照片，图片和视频流中的条形码，并返回结果。
• CppVerbalExpressions ：易于使用的C++正则表达式
• QtVerbalExpressions：基于C++ VerbalExpressions 库的Qt库
• PHP-CPP：使用C++来构建PHP扩展的库
• Better String ：C的另一个字符串库，功能更丰富，但是没有缓冲溢出问题，还包含了一个C++包装器。

用于创建开发环境的软件

C/C++编译器列表

• Clang :由苹果公司开发的
• GCC：GNU编译器集合
• Intel C++ Compiler ：由英特尔公司开发
• LLVM ：模块化和可重用编译器和工具链技术的集合
• Microsoft Visual C++ ：MSVC，由微软公司开发
• Open WatCom ：Watcom，C，C++和Fortran交叉编译器和工具
• TCC ：轻量级的C语言编译器

在线C/C++编译器列表

• codepad ：在线编译器/解释器，一个简单的协作工具
• CodeTwist：一个简单的在线编译器/解释器，你可以粘贴的C,C++或者Java代码，在线执行并查看结果
• coliru ：在线编译器/shell， 支持各种C++编译器
• Compiler Explorer：交互式编译器，可以进行汇编输出
• CompileOnline：Linux上在线编译和执行C++程序
• Ideone ：一个在线编译器和调试工具，允许你在线编译源代码并执行，支持60多种编程语言。

• C/C++调试器列表
• Comparison of debuggers ：来自维基百科的调试器列表
• GDB ：GNU调试器
• Valgrind：内存调试，内存泄露检测，性能分析工具。

• C/C++集成开发环境列表

• AppCode ：构建与JetBrains’ IntelliJ IDEA 平台上的用于Objective-C，C,C++，Java和Java开发的集成开发环境
• CLion：来自JetBrains的跨平台的C/C++的集成开发环境
• Code::Blocks ：免费C，C++和Fortran的集成开发环境
• CodeLite ：另一个跨平台的免费的C/C++集成开发环境
• Dev-C++：可移植的C/C++/C++11集成开发环境
• Eclipse CDT：基于Eclipse平台的功能齐全的C和C++集成开发环境
• Geany ：轻量级的快速，跨平台的集成开发环境。
• IBM VisualAge ：来自IBM的家庭计算机集成开发环境。
• Irony-mode：由libclang驱动的用于Emacs的C/C++微模式
• KDevelop：免费开源集成开发环境
• Microsoft Visual Studio ：来自微软的集成开发环境
• NetBeans ：主要用于Java开发的的集成开发环境，也支持其他语言，尤其是PHP，C/C++和HTML5。
• Qt Creator：跨平台的C++，Javascript和QML集成开发环境，也是Qt SDK的一部分。
• rtags：C/C++的客户端服务器索引，用于 跟基于clang的emacs的集成
• Xcode ：由苹果公司开发
• YouCompleteMe：一个用于Vim的根据你敲的代码快速模糊搜索并进行代码补全的引擎。

• Bear ：用于为clang工具生成编译数据库的工具
• Biicode：基于文件的简单依赖管理器。
• CMake ：跨平台的免费开源软件用于管理软件使用独立编译的方法进行构建的过程。
• CPM：基于CMake和Git的C++包管理器
• FASTBuild：高性能，开源的构建系统，支持高度可扩展性的编译，缓冲和网络分布。
• Ninja ：专注于速度的小型构建系统
• Scons ：使用Python scipt 配置的软件构建工具
• tundra ：高性能的代码构建系统，甚至对于非常大型的软件项目，也能提供最好的增量构建次数。
• tup：基于文件的构建系统，用于后台监控变化的文件。

提高质量，减少瑕疵的代码分析工具列表

• Cppcheck ：静态C/C++代码分析工具
• include-what-you-use ：使用clang进行代码分析的工具，可以#include在C和C++文件中。
• OCLint ：用于C，C++和Objective-C的静态源代码分析工具，用于提高质量，减少瑕疵。
• Clang Static Analyzer：查找C，C++和Objective-C程序bug的源代码分析工具
• List of tools for static code analysis ：来自维基百科的静态代码分析工具列表

C语言处理字符串的7个函数

C库提供了多个处理字符串的函数，ANSI-C把这些函数的原型放在string.h头文件中。其中最常用的函数有strlen()、strcat()、strcmp()、strncmp()、strcpy()和strncpy()。另外，还有sprintf()函数，其原型在stdio.h头文件中。

strlen()函数用于统计字符串的长度。下面的函数可以缩短字符串的长度，其中用到了strlen()：

该函数要改变字符串，所以函数头在声明形式参数string时没有使用const限定符。程序test_fit.c中的程序测试了fit()函数。注意代码中使用了C字符串常量的串联特性。

下面是该程序的输出：

Things should be as simple as possible, but not simpler.

Things should be as simple as possible

Let\’s look at some more of the string.

but not simpler.

fit()函数把第39个元素的逗号替换成\’\\0\’字符。puts()函数在空字符处停止输出，并忽略其余字符。然而，这些字符还在缓冲区中，下面的函数调用把这些字符打印了出来：

表达式mesg + 39是mesg[39]的地址，该地址上存储的是空格字符。所以puts()显示该字符并继续输出直至遇到原来字符串中的空字符。下图演示了这一过程。

The puts() function and the null character.

注意

一些ANSI之前的系统使用strings.h头文件，而有些系统可能根本没有字符串头文件。

string.h头文件中包含了C字符串函数系列的原型，因此程序test_fit.c要包含该头文件。

strcat()（用于拼接字符串）函数接受两个字符串作为参数。该函数把第2个字符串的备份附加在第1个字符串末尾，并把拼接后形成的新字符串作为第1个字符串，第2个字符串不变。strcat()函数的类型是char *（即，指向char的指针）。strcat()函数返回第1个参数，即拼接第2个字符串后的第1个字符串的地址。

程序str_cat.c演示了strcat()的用法。该程序还使用了程序清单11.10的s_gets()函数。回忆一下，该函数使用fgets()读取一整行，如果有换行符，将其替换成空字符。

该程序的输出示例如下：

What is your favorite flower?

wonderflower

wonderflowers smell like old shoes.

s smell like old shoes.

bye

从以上输出可以看出，flower改变了，而addon保持不变。

strcat()函数无法检查第1个数组是否能容纳第2个字符串。如果分配给第1个数组的空间不够大，多出来的字符溢出到相邻存储单元时就会出问题。当然，可以用strlen()查看第1个数组的长度。注意，要给拼接后的字符串长度加1才够空间存放末尾的空字符。或者，用strncat()，该函数的第3个参数指定了最大添加字符数。例如，strncat(bugs, addon, 13)将把addon字符串的内容附加给bugs，在加到第13个字符或遇到空字符时停止。因此，算上空字符（无论哪种情况都要添加空字符），bugs数组应该足够大，以容纳原始字符串（不包含空字符）、添加原始字符串在后面的13个字符和末尾的空字符。程序join_chk.c 使用这种方法，计算avaiable变量的值，用于表示允许添加的最大字符数。

下面是该程序的运行示例：

读者可能已经注意到，strcat()和gets()类似，也会导致缓冲区溢出。为什么C11标准不废弃strcat()，只留下strncat()？为何对gets()那么残忍？这也许是因为gets()造成的安全隐患来自于使用该程序的人，而strcat()暴露的问题是那些粗心的程序员造成的。无法控制用户会进行什么操作，但是，可以控制你的程序做什么。C语言相信程序员，因此程序员有责任确保strcat()的使用安全。

假设要把用户的响应与已存储的字符串作比较，如程序nogo.c所示。

这个程序看上去没问题，但是运行后却不对劲。ANSWER和try都是指针，所以try !=ANSWER检查的不是两个字符串是否相等，而是这两个字符串的地址是否相同。因为ANSWE和try存储在不同的位置，所以这两个地址不可能相同，因此，无论用户输入什么，程序都提示输入不正确。这真让人沮丧。

该函数要比较的是字符串的内容，不是字符串的地址。读者可以自己设计一个函数，也可以使用C标准库中的strcmp()函数（用于字符串比较）。该函数通过比较运算符来比较字符串，就像比较数字一样。如果两个字符串参数相同，该函数就返回0，否则返回非零值。修改后的版本如程序compare.c 所示。

注意

由于非零值都为“真”，所以许多经验丰富的C程序员会把该例main()中的while循环头写成：while (strcmp(try, ANSWER))

strcmp()函数比较的是字符串，不是整个数组，这是非常好的功能。虽然数组try占用了40字节，而存储在其中的\”Grant\”只占用了6字节（还有一个用来放空字符），strcmp()函数只会比较try中第1个空字符前面的部分。所以，可以用strcmp()比较存储在不同大小数组中的字符串。

如果用户输入GRANT、grant或Ulysses S. Grant会怎样？程序会告知用户输入错误。希望程序更友好，必须把所有正确答案的可能性包含其中。这里可以使用一些小技巧。例如，可以使用#define定义类似GRANT这样的答案，并编写一个函数把输入的内容都转换成大写，就解决了大小写的问题。但是，还要考虑一些其他错误的形式，这些留给读者完成。

1．strcmp()的返回值

如果strcmp()比较的字符串不同，它会返回什么值？请看程序compback.c的程序示例。

在我们的系统中运行该程序，输出如下：

strcmp(\”A\”, \”A\”) is 0

strcmp(\”A\”, \”B\”) is -1

strcmp(\”B\”, \”A\”) is 1

strcmp(\”C\”, \”A\”) is 1

strcmp(\”Z\”, \”a\”) is -1

strcmp(\”apples\”, \”apple\”) is 1

strcmp()比较\”A\”和本身，返回0；比较\”A\”和\”B\”，返回-1；比较\”B\”和\”A\”，返回1。这说明，如果在字母表中第1个字符串位于第2个字符串前面，strcmp()中就返回负数；反之，strcmp()则返回正数。所以，strcmp()比较\”C\”和\”A\”，返回1。其他系统可能返回2，即两者的ASCII码之差。ASCII标准规定，在字母表中，如果第1个字符串在第2个字符串前面，strcmp()返回一个负数；如果两个字符串相同，strcmp()返回0；如果第1个字符串在第2个字符串后面，strcmp()返回正数。然而，返回的具体值取决于实现。例如，下面给出在不同实现中的输出，该实现返回两个字符的差值：

strcmp(\”A\”, \”A\”) is 0

strcmp(\”A\”, \”B\”) is -1

strcmp(\”B\”, \”A\”) is 1

strcmp(\”C\”, \”A\”) is 2

strcmp(\”Z\”, \”a\”) is -7

strcmp(\”apples\”, \”apple\”) is 115

如果两个字符串开始的几个字符都相同会怎样？一般而言，strcmp()会依次比较每个字符，直到发现第1对不同的字符为止。然后，返回相应的值。例如，在上面的最后一个例子中，\”apples\”和\”apple\”只有最后一对字符不同（\”apples\”的s和\”apple\”的空字符）。由于空字符在ASCII中排第1。字符s一定在它后面，所以strcmp()返回一个正数。

最后一个例子表明，strcmp()比较所有的字符，不只是字母。所以，与其说该函数按字母顺序进行比较，不如说是按机器排序序列（machine collating sequence）进行比较，即根据字符的数值进行比较（通常都使用ASCII值）。在ASCII中，大写字母在小写字母前面，所以strcmp(\”Z\”, \”a\”)返回的是负值。

大多数情况下，strcmp()返回的具体值并不重要，我们只在意该值是0还是非0（即，比较的两个字符串是否相等）。或者按字母排序字符串，在这种情况下，需要知道比较的结果是为正、为负还是为0。

————–

注意

strcmp()函数比较的是字符串，不是字符，所以其参数应该是字符串（如\”apples\”和\”A\”），而不是字符（如\’A\’）。但是，char类型实际上是整数类型，所以可以使用关系运算符来比较字符。假设word是存储在char类型数组中的字符串，ch是char类型的变量，下面的语句都有效：

尽管如此，不要使用ch或\’q\’作为strcmp()的参数。

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程序quit_chk.c用strcmp()函数检查程序是否要停止读取输入。

该程序在读到EOF字符（这种情况下s_gets()返回NULL）、用户输入quit或输入项达到LIM时退出。

顺带一提，有时输入空行（即，只按下Enter键或Return键）表示结束输入更方便。为实现这一功能，只需修改一下while循环的条件即可：

这里，input[ct]是刚输入的字符串，input[ct][0]是该字符串的第1个字符。如果用户输入空行，s_gets()便会把该行第1个字符（换行符）替换成空字符。所以，下面的表达式用于检测空行：

2．strncmp()函数

strcmp()函数比较字符串中的字符，直到发现不同的字符为止，这一过程可能会持续到字符串的末尾。而strncmp()函数在比较两个字符串时，可以比较到字符不同的地方，也可以只比较第3个参数指定的字符数。例如，要查找以\”astro\”开头的字符串，可以限定函数只查找这5个字符。程序starsrch.c演示了该函数的用法。

下面是该程序的输出：

前面提到过，如果pts1和pts2都是指向字符串的指针，那么下面语句拷贝的是字符串的地址而不是字符串本身：

如果希望拷贝整个字符串，要使用strcpy()函数。程序copy1.c要求用户输入以q开头的单词。该程序把输入拷贝至一个临时数组中，如果第1个字母是q，程序调用strcpy()把整个字符串从临时数组拷贝至目标数组中。strcpy()函数相当于字符串赋值运算符。

下面是该程序的运行示例：

Enter 5 words beginning with q:

quackery

quasar

quilt

quotient

no more

no more doesn\’t begin with q!

quiz

Here are the words accepted:

quackery

quasar

quilt

quotient

quiz

注意，只有在输入以q开头的单词后才会递增计数器i，而且该程序通过比较字符进行判断：

这行代码的意思是：temp中的第1个字符是否是q？当然，也可以通过比较字符串进行判断：

这行代码的意思是：temp字符串和\”q\”的第1个元素是否相等？

请注意，strcpy()第2个参数（temp）指向的字符串被拷贝至第1个参数（qword[i]）指向的数组中。拷贝出来的字符串被称为目标字符串，最初的字符串被称为源字符串。参考赋值表达式语句，很容易记住strcpy()参数的顺序，即第1个是目标字符串，第2个是源字符串。

程序员有责任确保目标数组有足够的空间容纳源字符串的副本。下面的代码有点问题：

strcpy()把\”The C of Tranquility\”拷贝至str指向的地址上，但是str未被初始化，所以该字符串可能被拷贝到任意的地方！总之，strcpy()接受两个字符串指针作为参数，可以把指向源字符串的第2个指针声明为指针、数组名或字符串常量；而指向源字符串副本的第1个指针应指向一个数据对象（如，数组），且该对象有足够的空间存储源字符串的副本。记住，声明数组将分配存储数据的空间，而声明指针只分配存储一个地址的空间。

strcpy()的更多属性

strcpy()函数还有两个有用的属性。第一，strcpy()的返回类型是char *，该函数返回的是第1个参数的值，即一个字符的地址。第二，第1个参数不必指向数组的开始。这个属性可用于拷贝数组的一部分。程序清单11.26演示了该函数的这两个属性。

下面是该程序的输出：

注意，strcpy()把源字符串中的空字符也拷贝在内。在该例中，空字符覆盖了copy数组中that的第1个t。注意，由于第1个参数是copy + 7，所以ps指向copy中的第8个元素（下标为7）。因此puts(ps)从该处开始打印字符串。

The strcpy() function uses pointers.

更谨慎的选择：strncpy()

strcpy()和strcat()都有同样的问题，它们都不能检查目标空间是否能容纳源字符串的副本。拷贝字符串用strncpy()更安全，该函数的第3个参数指明可拷贝的最大字符数。程序copy3.c用strncpy()代替程序copy1.c中的strcpy()。为了演示目标空间装不下源字符串的副本会发生什么情况，该程序使用了一个相当小的目标字符串（共7个元素，包含6个字符）。

下面是该程序的运行示例：

Enter 5 words beginning with q:

quack

quadratic

quisling

quota

quagga

Here are the words accepted:

quack

quadra

quisli

quota

quagga

strncpy(target, source, n)把source中的n个字符或空字符之前的字符（先满足哪个条件就拷贝到何处）拷贝至target中。因此，如果source中的字符数小于n，则拷贝整个字符串，包括空字符。但是，strncpy()拷贝字符串的长度不会超过n，如果拷贝到第n个字符时还未拷贝完整个源字符串，就不会拷贝空字符。所以，拷贝的副本中不一定有空字符。鉴于此，该程序把n设置为比目标数组大小少1（TARGSIZE-1），然后把数组最后一个元素设置为空字符：

这样做确保存储的是一个字符串。如果目标空间能容纳源字符串的副本，那么从源字符串拷贝的空字符便是该副本的结尾；如果目标空间装不下副本，则把副本最后一个元素设置为空字符。

sprintf()函数声明在stdio.h中，而不是在string.h中。该函数和printf()类似，但是它是把数据写入字符串，而不是打印在显示器上。因此，该函数可以把多个元素组合成一个字符串。sprintf()的第1个参数是目标字符串的地址。其余参数和printf()相同，即格式字符串和待写入项的列表。

程序format.c中的程序用sprintf()把3个项（两个字符串和一个数字）组合成一个字符串。注意，sprintf()的用法和printf()相同，只不过sprintf()把组合后的字符串存储在数组formal中而不是显示在屏幕上。

下面是该程序的运行示例：

Enter your first name:

Annie

Enter your last name:

von Wurstkasse

Enter your prize money:

25000

von Wurstkasse, Annie : $25000.00

sprintf()函数获取输入，并将其格式化为标准形式，然后把格式化后的字符串存储在formal中。

ANSI C库有20多个用于处理字符串的函数，下面总结了一些常用的函数。

该函数把s2指向的字符串（包括空字符）拷贝至s1指向的位置，返回值是s1。

该函数把s2指向的字符串拷贝至s1指向的位置，拷贝的字符数不超过n，其返回值是s1。该函数不会拷贝空字符后面的字符，如果源字符串的字符少于n个，目标字符串就以拷贝的空字符结尾；如果源字符串有n个或超过n个字符，就不拷贝空字符。

该函数把s2指向的字符串拷贝至s1指向的字符串末尾。s2字符串的第1个字符将覆盖s1字符串末尾的空字符。该函数返回s1。

该函数把s2字符串中的n个字符拷贝至s1字符串末尾。s2字符串的第1个字符将覆盖s1字符串末尾的空字符。不会拷贝s2字符串中空字符和其后的字符，并在拷贝字符的末尾添加一个空字符。该函数返回s1。

如果s1字符串在机器排序序列中位于s2字符串的后面，该函数返回一个正数；如果两个字符串相等，则返回0；如果s1字符串在机器排序序列中位于s2字符串的前面，则返回一个负数。

该函数的作用和strcmp()类似，不同的是，该函数在比较n个字符后或遇到第1个空字符时停止比较。

如果s字符串中包含c字符，该函数返回指向s字符串首次出现的c字符的指针（末尾的空字符也是字符串的一部分，所以在查找范围内）；如果在字符串s中未找到c字符，该函数则返回空指针。

如果s1字符中包含s2字符串中的任意字符，该函数返回指向s1字符串首位置的指针；如果在s1字符串中未找到任何s2字符串中的字符，则返回空字符。

该函数返回s字符串中c字符的最后一次出现的位置（末尾的空字符也是字符串的一部分，所以在查找范围内）。如果未找到c字符，则返回空指针。

该函数返回指向s1字符串中s2字符串出现的首位置。如果在s1中没有找到s2，则返回空指针。

该函数返回s字符串中的字符数，不包括末尾的空字符。请注意，那些使用const关键字的函数原型表明，函数不会更改字符串。例如，下面的函数原型：

表明不能更改s2指向的字符串，至少不能在strcpy()函数中更改。但是可以更改s1指向的字符串。这样做很合理，因为s1是目标字符串，要改变，而s2是源字符串，不能更改。

关键字restrict 限制了函数参数的用法。例如，不能把字符串拷贝给本身。

size_t类型是sizeof运算符返回的类型。C规定sizeof运算符返回一个整数类型，但是并未指定是哪种整数类型，所以size_t在一个系统中可以是unsignedint，而在另一个系统中可以是unsigned long。string.h头文件针对特定系统定义了size_t，或者参考其他有size_t定义的头文件。

我们来看一下其中一个函数的简单用法。前面学过的fgets()读入一行输入时，在目标字符串的末尾添加换行符。我们自定义的s_gets()函数通过while循环检测换行符。其实，这里可以用strchr()代替s_gets()。首先，使用strchr()查找换行符（如果有的话）。如果该函数发现了换行符，将返回该换行符的地址，然后便可用空字符替换该位置上的换行符：

如果strchr()未找到换行符，fgets()在达到行末尾之前就达到了它能读取的最大字符数。可以像在s_gets()中那样，给if添加一个else来处理这种情况。

接下来，我们看一个处理字符串的完整程序。

本文作者及来源:Renderbus瑞云渲染农场https://www.renderbus.com