《C缺陷和陷阱》-笔记（5)

目录

一、整数溢出

溢出

如何防止溢出

二、为函数main提供返回值           

连接

一、什么是连接器

连接器工作原理

三、声明与定义

四、命名冲突与static 修饰符

statia

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一、整数溢出

溢出

C语言中存在两类整数算术运算，有符号运算与无符号运算。

在无符号算术运算中，没有所谓的“溢出”一说。所有的无符号运算都是以2的n次方为模，这里n是结果中的位数。

当两个操作数都是有符号整数时,“溢出”就有可能发生，而且“溢出”的结果是术定义的。

例如，假定a和b是两个非负整型变量，我们需要检查atb是否会“溢出”种想当然的方式是这样:

if (a + b < 0)
      complain();

这并不能正常运行。当a+b确实发生“溢出”时，所有关于结果如何的假设都不再可靠。

如何防止溢出

1.一种正确的方式是将a和b都强制转换为无符号整数:

if ((unsigned) a + (unsigned) b > INT _MAX)
complain()；

此处的INT_MAX是一个已定义常量，代表可能的最大整数值。

2.不需要用到无符号算术运算的另一种可行方法是：
if (a > INT_ MAX - b)
complain();

二、为函数main提供返回值           

最简单的C程序也许是像下面这样：
main()
(
}
这个程序包含一个不易察觉的错误。函数main与其他任何函数一样，如果并未显式声明返回类型，那么函数返回类型就默认为是整型。但是这个程序中并没有给出任何返回值。
通常说来，这不会造成什么危害。         

然而，在某些情形下函数main的返回值却并非无关紧要。大多数C语言实现都通过函数main的返回值来告知操作系统该函数的执行是成功还是失败。

严格说来，我们前面的最简单的C程序应该像下面这样编写代码：
main()
{

return ;
}

或者写成：
main()
{
exit(0);
}

最为经典的“hello world ”程序看上去应该像这样：
# include < stdio.h>
main()
printf( " hello worla\n");
return 0;

}

连接

一个C程序可能是由多个分别编译的部分组成，这些不同部分通过一个通常叫做连接器（也叫连接编辑器，或载入器）的程序合并成一个整体。

在本章中，我们将考查一个典型的连接器，注意它是如何对C程序进行处理的，从而归纳出一些由于连接器的特点而可能导致的错误。

一、什么是连接器

C语言中的一个重要思想就是分别编译,即若干个源程序可以在不同的时候单独进行编译，然后在恰当的时候整合到一起。

编译器的责任是把C源程序“翻译”成对连接器有意义的形式，这样连接器就能够“读懂”C源程序了。

典型的连接器把由编译器或汇编器生成的若干个目标模块，整合成一个被称为载入模块或可执行文件的实体，该实体能够被操作系统直接执行。

其中，某些目标模块是直接作为输入提供给连接器的；而另外一些目标模块则是根据连接过程的需要，从包括有类似printf 函数的库文件中取得的。

连接器通常把目标模块看成是由一组外部对象组成的。每个外部对象代表着机器内存中的某个部分，并通过一个外部名称来识别。

连接器工作原理

1.连接器的输入是一组目标模块和库文件。

2.连接器的输出是一个载入模块。

3.连接器读入目标模块和库文件，同时生成载入模块。

4.对每个目标模块中的每个外部对象，连接器都要检查载入模块，看是否已有同名的外部对象。

5.如果没有，连接器就将该外部对象添加到载入模块中；如果有，连接器就要开始处理命名冲突。

三、声明与定义

下面的声明语句：
int  a;

如果其位置出现在所有的函数体之外，那么它就被称为外部对象a的定义。因为外部对象a并没有被明确指定任何初始值，所以它的初始值默认为0。

下面的声明语句
int a a7;

在定义a的同时也为a明确指定了初始值。这个语句不仅为a分配内存，而且也说明了在该内存中应该存储的值。
下面的声明语句
extern int a;

并不是对a的定义。这个语句仍然说明了a是一个外部整型变量，但是因为它包括了extern 关键字，这就显式地说明了a的存储空间是在程序的其他地方分配的。

每个外部对象都必须在程序某个地方进行定义。因此，如果一个程序中包括了语句
extern Int a:

那么，这个程序就必须在别的某个地方包括语句
int a；

这两个语句既可以是在同一个源文件中，也可以位于程序的不同源文件之中。

一个程序对同一个外部变量的定义不止一次，又将如何处理呢？也就是说，假定下面的语句
int a;

出现在两个或者更多的不同源文件中，情况会是怎样呢？如果
int a = 7；

出现在一个源文件中，而语句
int a = 9；

出现在另一个源文件中，将出现什么样的情形呢？这个问题的答案与系统有关，不同的系统可能有不同的处理方式。严格的规则是，每个外部变量只能够定义一次。

如果外部变量的多个定义各指定一个初始值，例如：
int a = 7； 

出现在一个源文件中，而
int a  = 9；

出现在另一个源文件中，大多数系统都会拒绝接受该程序。

要想在所有的C语言实现中避免这个问题，解决办法就是每个外部变量只定义一次。

四、命名冲突与static 修饰符

两个具有相同名称的外部对象实际上代表的是同一个对象，即使本意并非如此，但系统却会如此处理。因此，如果在两个不同的源文件中都包括了定义
int a;

那么，它或者表示程序错误（如果连接器禁止外部变量重复定义的话），或者在两个源文件中共享a的同一个实例（无论两个源文件中的外部变量a是否应该共享）。

即使其中a的一个定义是出现在系统提供的库文件中，也仍然进行同样的处理

statia

static 修饰符是一个能够减少此类命statia名冲突的有用工具。例如，以下声明语句
statia int a；
其含义与下面的语句相同
int  a ；
只不过，a的作用域限制在一个源文件内，对于其他源文件，a是不可见的。

因此，如果若干个函数需要共享一组外部对象，可以将这些函数放到一个源文件中，把它们需要用到的对象也都在同一个源文件中以static 修饰符声明。

static 修饰符不仅适用于变量，也适用于函数。如果函数f需要调用另一个函数g,而且只有函数f需要调用函数g,我们可以把函数f与函数g都放到同一个源文件中，并且声明函数g为static :

static  int ;
q( int x)

{

         /*g函数体*/

}

void f(){

{

            /*其他内容*/
  b = g(a); 
}
我们可以在多个源文件中定义同名的函数g,只要所有的函数g都被定义为static ,或者仅仅只有其中一个函数g不是static 。因此，为了避免可能出现的命名冲突，如果一个函数仅仅被同一个源文件中的其他函数调用，我们就应该声明该函数为static 。