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c語言底層操作

發布時間: 2023-07-15 06:57:35

c語言編程怎樣入門

第一:C語言語法結構很簡潔精妙,寫出的程序也很高效,很便於描述演算法,大多數的程序員願意使用C語言去描述演算法本身,所以,如果你想在程序設計方面有所建樹,就必須去學它。

第二:C語言能夠讓你深入系統底層,你知道的操作系統,哪一個不是C語言寫的?所有的windows,Unix,Linux,Mac,os/2,沒有一個里外的,如果你不懂C語言,怎麼可能深入到這些操作系統當中去呢?更不要說你去寫它們的內核程序了。

⑵ C語言怎麼寫底層.這是什麼情況

C語言的內存模型基本上對應了現在von Neumann(馮.諾伊曼)計算機的實際存儲模型,很好的達到了對機器的映射,這是C/C++適合做底層開發的主要原因,另外,C語言適合做底層開發還有另外一個原因,那就是C語言對底層操作做了很多的的支持,提供了很多比較底層的功能。

下面結合問題分別進行闡述。

問題:移位操作

在運用移位操作符時,有兩個問題必須要清楚:

(1)、在右移操作中,騰空位是填 0 還是符號位;

(2)、什麼數可以作移位的位數。

答案與分析:

">>"和"<<"是指將變數中的每一位向右或向左移動, 其通常形式為:

右移: 變數名>>移位的位數

左移: 變數名<<移位的位數

經過移位後, 一端的位被"擠掉",而另一端空出的位以0 填補,在C語言中的移位不是循環移動的。

(1) 第一個問題的答案很簡單,但要根據不同的情況而定。如果被移位的是無符號數,則填 0 。如果是有符號數,那麼可能填 0 或符號位。如果你想解決右移操作中騰空位的填充問題,就把變數聲明為無符號型,這樣騰空位會被置 0。

(2) 第二個問題的答案也很簡單:如果移動 n 位,那麼移位的位數要不小於 0 ,並且一定要小於 n 。這樣就不會在一次操作中把所有數據都移走。

比如,如果整型數據占 32 位,n 是一整型數據,則 n << 31 和 n << 0 都合法,而 n << 32 和 n << -1 都不合法。

注意即使騰空位填符號位,有符號整數的右移也不相當與除以 。為了證明這一點,我們可以想一下 -1 >> 1 不可能為 0 。
問題:位段結構

struct RPR_ATD_TLV_HEADER
{
ULONG res1:6;
ULONG type:10;
ULONG res1:6;
ULONG length:10;
};

位段結構是一種特殊的結構, 在需按位訪問一個位元組或字的多個位時, 位結構比按位運算符更加方便。

位結構定義的一般形式為:

struct位結構名{

數據類型 變數名: 整型常數;

數據類型 變數名: 整型常數;

} 位結構變數;

其中: 整型常數必須是非負的整數, 范圍是0~15, 表示二進制位的個數, 即表示有多少位。

變數名是選擇項, 可以不命名, 這樣規定是為了排列需要。

例如: 下面定義了一個位結構。

struct{
unsigned incon: 8; /*incon佔用低位元組的0~7共8位*/
unsigned txcolor: 4;/*txcolor佔用高位元組的0~3位共4位*/
unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor佔用高位元組的4~6位共3位*/
unsigned blink: 1; /*blink佔用高位元組的第7位*/
}ch;

位結構成員的訪問與結構成員的訪問相同。

例如: 訪問上例位結構中的bgcolor成員可寫成:

ch.bgcolor

位結構成員可以與其它結構成員一起使用。 按位訪問與設置,方便&節省

例如:

struct info{
char name[8];
int age;
struct addr address;
float pay;
unsigned state: 1;
unsigned pay: 1;
}workers;'

上例的結構定義了關於一個工從的信息。其中有兩個位結構成員, 每個位結構成員只有一位, 因此只佔一個位元組但保存了兩個信息, 該位元組中第一位表示工人的狀態, 第二位表示工資是否已發放。由此可見使用位結構可以節省存貯空間。

注意不要超過值限制

問題:位元組對齊

我在使用VC編程的過程中,有一次調用DLL中定義的結構時,發覺結構都亂掉了,完全不能讀取正確的值,後來發現這是因為DLL和調用程序使用的位元組對齊選項不同,那麼我想問一下,位元組對齊究竟是怎麼一回事?

答案與分析:

關於位元組對齊:

1、 當不同的結構使用不同的位元組對齊定義時,可能導致它們之間交互變得很困難。

2、 在跨CPU進行通信時,可以使用位元組對齊來保證唯一性,諸如通訊協議、寫驅動程序時候寄存器的結構等。

三種對齊方式:

1、 自然對齊方式(Natural Alignment):與該數據類型的大小相等。

2、 指定對齊方式 :

#pragma pack(8) //指定Align為 8;

#pragma pack() //恢復到原先值

3、 實際對齊方式:

Actual Align = min ( Order Align, Natual Align )

對於復雜數據類型(比如結構等):實際對齊方式是其成員最大的實際對齊方式:

Actual Align = max( Actual align1,2,3,…)

編譯器的填充規律:

1、 成員為成員Actual Align的整數倍,在前面加Padding。

成員Actual Align = min( 結構Actual Align,設定對齊方式)

2、 結構為結構Actual Align的整數倍,在後面加Padding.

例子分析:

#pragma pack(8) //指定Align為 8

struct STest1
{
char ch1;
long lo1;
char ch2;
} test1;
#pragma pack()

現在

Align of STest1 = 4 , sizeof STest1 = 12 ( 4 * 3 )
test1在內存中的排列如下( FF 為 padding ):
00 -- -- -- 04 -- -- -- 08 -- -- -- 12 -- -- --
01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch1 -- lo1 -- ch2
#pragma pack(2) //指定Align為 2
struct STest2
{
char ch3;
STest1 test;
} test2;
#pragma pack()
現在 Align of STest1 = 2, Align of STest2 = 2 , sizeof STest2 = 14 ( 7 * 2 )

test2在內存中的排列如下:

00 -- -- -- 04 -- -- -- 08 -- -- -- 12 -- -- --
02 FF 01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch3 ch1 -- lo1 -- ch2

注意事項:

1、 這樣一來,編譯器無法為特定平台做優化,如果效率非常重要,就盡量不要使用#pragma pack,如果必須使用,也最好僅在需要的地方進行設置。

2、 需要加pack的地方一定要在定義結構的頭文件中加,不要依賴命令行選項,因為如果很多人使用該頭文件,並不是每個人都知道應該pack。這特別表現在為別人開發庫文件時,如果一個庫函數使用了struct作為其參數,當調用者與庫文件開發者使用不同的pack時,就會造成錯誤,而且該類錯誤很不好查。

3、 在VC及BC提供的頭文件中,除了能正好對齊在四位元組上的結構外,都加了pack,否則我們編的Windows程序哪一個也不會正常運行。

4、 在 #pragma pack(n) 後一定不要include其他頭文件,若包含的頭文件中改變了align值,將產生非預期結果。

5、 不要多人同時定義一個數據結構。這樣可以保證一致的pack值。 問題:按位運算符

C語言和其它高級語言不同的是它完全支持按位運算符。這與匯編語言的位操作有些相似。 C中按位運算符列出如下:

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

操作符 作用

————————————————————————————

& 位邏輯與

位邏輯或

^ 位邏輯異或

- 位邏輯反

>> 右移

<< 左移

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

注意:

1、 按位運算是對位元組或字中的實際位進行檢測、設置或移位, 它只適用於字元型和整數型變數以及它們的變體, 對其它數據類型不適用。

2、 關系運算和邏輯運算表達式的結果只能是1或0。 而按位運算的結果可以取0或1以外的值。 要注意區別按位運算符和邏輯運算符的不同, 例如, 若x=7, 則x&&8 的值為真(兩個非零值相與仍為非零), 而x&8的值為0。

3、 與 ,&與&&,~與! 的關系

&、 和 ~ 操作符把它們的操作數當作一個為序列,按位單獨進行操作。比如:10 & 12 = 8,這是因為"&"操作符把 10 和 12 當作二進制描述 1010 和 1100 ,所以只有當兩個操作數的相同位同時為 1 時,產生的結果中相應位才為 1 。同理,10 12 = 14 ( 1110 ),通過補碼運算,~10 = -11 ( 11...110101 )。<以多少為一個位序列> &&、 和!操作符把它們的操作數當作"真"或"假",並且用 0 代表"假",任何非 0 值被認為是"真"。它們返回 1 代表"真",0 代表"假",對於"&&"和""操作符,如果左側的操作數的值就可以決定表達式的值,它們根本就不去計算右側的操作數。所以,!10 是 0 ,因為 10 非 0 ;10 && 12 是 1 ,因為 10 和 12 均非 0 ;10 12也是 1 ,因為 10 非 0 。並且,在最後一個表達式中,12 根本就沒被計算,在表達式 10 f( ) 中也是如此。

⑶ c語言對硬體 操作系統等底層的東西都有什麼

C語言屬於結構化高級編程語言,它不會直接對硬體進行操作,如果你學過軟體編譯原理,你該知道高級語言代碼編譯的過程就是把它轉化成機器語言的過程。對於操作系統,操作系統說白了就是一套軟體罷了,它提供了很多介面,C語言各種語言都可以調用操作系統的介面來進行一些操作。

⑷ 想學語言的底層東西,C語言的底層是什麼

底層一些是匯編語言,通過命令精確控制每一個寄存器(地址)

再底層一些可以是硬體語言,verilog,通過編譯在預設的晶元上搭建自己的電路

再底層一些,可以是數字電路,從每一個電路門開始搭建(當然,其實verilog也可以,但那是通過語言編譯的),數字電路這個是你自己用晶元插板子

再底層一些,可以是模擬電路,通過分立元件創造自己想要的門電路,運放等等

再底層,就是物理和數學,是博士研究的問題了,我也不懂

⑸ c程序的執行總是從什麼開始執行

c程序的執行總是從本程序的main函數開始執行的。

一個C語言的執行是從本程序的main函數開始,到main函數結束,但需要注意的是,也是有特殊情況的,若是代碼中出現了exit函數,則直接結束程序。

c程序介紹

c程序C語言是世界上最流行、使用最廣泛的面向過程的高級程序設計語言。 C語言對操作系統和系統使用程序以及需要對硬體進行操作的場合,用C語言明顯優於其它高級語言,許多大型應用軟體都是用C語言編寫的。

C語言具有繪圖能力強,可移植性,並具備很強的數據處理能力,因此適於編寫系統軟體,三維,二維圖形和動畫是它數值計算的高級語言。

不僅如此,C語言也是在計算機中比較實用的程序設計工具,掌握了c語言之後,對用戶在日後學習JAVA、C++、VB等都是有好處的,可以打下良好的基礎,主要是因為這些語言大部分都是由C語言擴充或衍生而來的。

C語言是一門面向過程、抽象化的通用程序設計語言,廣泛應用於底層開發。C語言能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器。C語言是僅產生少量的機器語言以及不需要任何運行環境支持便能運行的高效率程序設計語言。