C++容易被忽視的基礎知識

作爲一個java開發者，由於實際需要最近開始接觸C++,這是最近接觸C++碰到的一些難點和易錯點，整理如下，給自己和其他C++的初學者····

通過本文，你可以學到：

1）浮點值的上溢和下溢

2）浮點數舍入誤差

3）使用%d顯示float值不會把float轉化爲近似的int值，而是顯示垃圾值

4）scanf的讀取習慣

5）strlen()函數和sizeof()區別

6）負數轉化爲unsigned和大於255的值轉化爲字符相當於取模

7）prinf讀取stack裏的數字是按%讀取的

1.浮點值的上溢和下溢：

如：假設系統最大的float的值爲3.4E38,並進行如下操作：

float toobig =3.4E38*100.0f;
print("%e\n",toobig);

這會發生上溢(overflow)，pronf()函數顯示的值是inf或infinity（或者這個含義的其他名稱）
當除以一個很小的數時，如0.1233E-10除以10，結果將失去一位精度，變爲0.0123E-10，這種現象稱爲下溢（underflow).

另外如用asin()返回反正弦值，但輸入參數卻大於1時返回NaN(Not-a-Number)

2.浮點數舍入誤差

將一個數加上1再減去原數,結果爲1.如果用浮點計算，可能會有其他結果，如：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	float a, b;
	b = 2.0e20 + 1.0;
	a = b - 2.0e20;
	printf("%f\n", a);
	return 0;
}

結果：

造成這種結果的原因是：計算機缺少足夠的進行正確運算所需的十進制位數。2.0e20爲2後面加20個0.若加1，變化的其實是第21位，若需要正確計算，至少需要存儲21位數字，但是float只要6.7位有效數字。以上錯誤結果會隨着平臺不同而表現不同。

3.使用%d顯示float值不會把float轉化爲近似的int值，而是顯示垃圾值。

4.scanf的讀取習慣

/* praise1.c -- uses an assortment of strings */
#include <stdio.h>
#define PRAISE "What a super marvelous name!"
int main(void)
{
    char name[40];

    printf("What's your name?\n");
    scanf("%s", name);
    printf("Hello, %s. %s\n", name, PRAISE);
  
    return 0;
}

結果：

What's your name?

Tony KK

Hello,Tony.What a super marvelous name!

造成這種原因是：使用%s的scanf()只會讀入第一個單詞而不會把整個語句作爲字符串讀入。C可以使用其他讀取函數（如gets()）來處理一般的字符串。

5.strlen()函數和sizeof()：

sizeof運算符，以字節爲單位給出數據的大小，strlen()函數以字符串爲單位給出字符串的長度。

#include <stdio.h>
#include <string.h>      /* provides strlen() prototype */
#define PRAISE "What a super marvelous name!"
int main(void)
{
	char name[40];

	printf("What's your name?\n");
	scanf_s("%s", name);
	printf("Hello, %s. %s\n", name, PRAISE);
	printf("Your name of %d letters occupies %d memory cells.\n",
		strlen(name), sizeof name);
	printf("The phrase of praise has %d letters ",
		strlen(PRAISE));
	printf("and occupies %d memory cells.\n", sizeof PRAISE);

	return 0;
}

交互：

What's your name?

Morgan Buttercup

Hello,Margan.What a super marvelous name!

Your name of 6 letters occupies 40 memory cells.

The phrase of praise has 28 letters and occupies 29 memory cells.

解釋：

對於name數組，sizeof顯示的是數組長度，strlen()顯示的是已經用了的數組內長度。對於字符串PRAISE,sizeof比strlen()多了1，因爲它把結束的\0也計算進來了。

6.負數轉化爲unsigned和大於255的值轉化爲字符相當於取模

#include <stdio.h>
#define PAGES 336
#define WORDS 65618
int main(void)
{
    short num = PAGES;
    short mnum = -PAGES;

    printf("num as short and unsigned short:  %hd %hu\n", num,
            num);
    printf("-num as short and unsigned short: %hd %hu\n", mnum,
            mnum);
    printf("num as int and char: %d %c\n", num, num);
    printf("WORDS as int, short, and char: %d %hd %c\n",
            WORDS, WORDS, WORDS);
   return 0;
}

輸出：

首先，-336並沒有像我們期待的轉化爲336，而是變成65200.原因是short int中 0到32767 表示他們本身，42768到65535表示負數，65535代表-1，65534代表-2，依此類推，65200表示-336。所以不要期待%u能把數字和符號分開。

第二行顯示如果你想把一個大於255的值轉化爲字符，相當於取模：

2進制的336在內存中爲0000000101010000，可是字符只能轉化小於等於255的數字，否則就只是截取一段轉化，此時值就變了。當我們試着打印一個比short int大的數字時也是這樣。

7.prinf讀取stack裏的數字是按%讀取的

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    float n1 = 3.0;
    double n2 = 3.0;
    long n3 = 2000000000;
    long n4 = 1234567890;

    printf("%.1e %.1e %.1e %.1e\n", n1, n2, n3, n4);
    printf("%ld %ld\n", n3, n4);
    printf("%ld %ld %ld %ld\n", n1, n2, n3, n4);
   
    return 0;
}

結果：

計算機根據變量的類型而非轉換說明符把這些值放入值棧中。所以，n1在堆棧中佔用8個字節（float變爲double），同理，n2佔8個字節，n3，n4分別佔用4個字節。然後控制轉移到prinf()函數，prinf()是按照轉換說明符去讀取的。%ld讀取4個字節，也就是n1前半部分，下一個%ld再讀取4個字節，n1的後半部分，因此最後結果都錯。