走进C标准库(1)——assert.h,ctype.h
默默觉得原来的阅读笔记的名字太土了，改了个名字，叫做走进C标准库。
自己就是菜鸟一只，第一次具体看C标准库，文章参杂了对《the standard C library》的阅读和对源码的一些个人浅显理解，自己记录一下，日后有机会来看可能有另一番感悟吧。
assert.h
assert宏定义的两种表达方式：
#define assert(exp) ((exp) ? (void)0 : _assert(msg))
#define assert(exp) (void)( (exp) || _assert(msg))
在《C陷阱与缺陷》一书中有描述关于assert宏实现上的考虑。
在实现上，我们抛弃了下面这种宏实现的方式：
#define assert(exp) if(!exp) _assert(msg);
因为上述这个宏可能会产生某些难于察觉的错误：
if(x > && y > )
assert(x > y);
else
assert(y > x);
上述代码如果采用该宏就会产生else悬挂的问题，且无法在宏内合理有效消除，很不直观。
所以，采用一开始的两种assert的宏定义是相对较好的。
ctype.h
1. 发展历程：
惯用法( if (0 <= c && c <= '9' ) ，使用频繁程序过长且没有利用好重用的代码) 到
函数区分字符类别( isalpha(c) 调用次数过频，影响了程序的执行时间 ) 到
宏定义（节约了执行时间，但是会遇到一些问题）
2. 宏定义可能会产生的问题
- 程序员编写的代码量虽然小，但是编译后的代码量很大
- 子表达式存在捆绑不紧，可能被分割的问题
- 参数可能会被执行不被期望的多次（如getc，putc，++，--等）
3. 使用转换表
字符c编入以_ctype命名的转换表索引中。每个表项的不同位以索引字符为特征。如果任何一个和掩码_XXXMARK相对应的位被设置了，那个字符就在测试的类别中。对所有正确的参数，宏展开成一个紧凑的非零表达式。
#define _UPPER 0x1 /* upper case letter */
#define _LOWER 0x2 /* lower case letter */
#define _DIGIT 0x4 /* digit[0-9] */
#define _SPACE 0x8 /* tab, carriage return, newline, */
/* vertical tab or form feed */
#define _PUNCT 0x10 /* punctuation character */
#define _CONTROL 0x20 /* control character */
#define _BLANK 0x40 /* space char */
#define _HEX 0x80 /* hexadecimal digit */ #define _LEADBYTE 0x8000 /* multibyte leadbyte */
#define _ALPHA (0x0100|_UPPER|_LOWER) /* alphabetic character */
unsigned short *_pctype = _ctype+; /* pointer to table for char's */
unsigned short *_pwctype = _ctype+; /* pointer to table for wchar_t's */ unsigned short _ctype[] = {
, /* -1 EOF */
_CONTROL, /* 00 (NUL) */
_CONTROL, /* 01 (SOH) */
_CONTROL, /* 02 (STX) */
_CONTROL, /* 03 (ETX) */
_CONTROL, /* 04 (EOT) */
_CONTROL, /* 05 (ENQ) */
_CONTROL, /* 06 (ACK) */
_CONTROL, /* 07 (BEL) */
_CONTROL, /* 08 (BS) */
_SPACE+_CONTROL, /* 09 (HT) */
_SPACE+_CONTROL, /* 0A (LF) */
_SPACE+_CONTROL, /* 0B (VT) */
_SPACE+_CONTROL, /* 0C (FF) */
_SPACE+_CONTROL, /* 0D (CR) */
_CONTROL, /* 0E (SI) */
_CONTROL, /* 0F (SO) */
_CONTROL, /* 10 (DLE) */
_CONTROL, /* 11 (DC1) */
_CONTROL, /* 12 (DC2) */
_CONTROL, /* 13 (DC3) */
_CONTROL, /* 14 (DC4) */
_CONTROL, /* 15 (NAK) */
_CONTROL, /* 16 (SYN) */
_CONTROL, /* 17 (ETB) */
_CONTROL, /* 18 (CAN) */
_CONTROL, /* 19 (EM) */
_CONTROL, /* 1A (SUB) */
_CONTROL, /* 1B (ESC) */
_CONTROL, /* 1C (FS) */
_CONTROL, /* 1D (GS) */
_CONTROL, /* 1E (RS) */
_CONTROL, /* 1F (US) */
_SPACE+_BLANK, /* 20 SPACE */
_PUNCT, /* 21 ! */
_PUNCT, /* 22 " */
_PUNCT, /* 23 # */
_PUNCT, /* 24 $ */
_PUNCT, /* 25 % */
_PUNCT, /* 26 & */
_PUNCT, /* 27 ' */
_PUNCT, /* 28 ( */
_PUNCT, /* 29 ) */
_PUNCT, /* 2A * */
_PUNCT, /* 2B + */
_PUNCT, /* 2C , */
_PUNCT, /* 2D - */
_PUNCT, /* 2E . */
_PUNCT, /* 2F / */
_DIGIT+_HEX, /* 30 0 */
_DIGIT+_HEX, /* 31 1 */
_DIGIT+_HEX, /* 32 2 */
_DIGIT+_HEX, /* 33 3 */
_DIGIT+_HEX, /* 34 4 */
_DIGIT+_HEX, /* 35 5 */
_DIGIT+_HEX, /* 36 6 */
_DIGIT+_HEX, /* 37 7 */
_DIGIT+_HEX, /* 38 8 */
_DIGIT+_HEX, /* 39 9 */
_PUNCT, /* 3A : */
_PUNCT, /* 3B ; */
_PUNCT, /* 3C < */
_PUNCT, /* 3D = */
_PUNCT, /* 3E > */
_PUNCT, /* 3F ? */
_PUNCT, /* 40 @ */
_UPPER+_HEX, /* 41 A */
_UPPER+_HEX, /* 42 B */
_UPPER+_HEX, /* 43 C */
_UPPER+_HEX, /* 44 D */
_UPPER+_HEX, /* 45 E */
_UPPER+_HEX, /* 46 F */
_UPPER, /* 47 G */
_UPPER, /* 48 H */
_UPPER, /* 49 I */
_UPPER, /* 4A J */
_UPPER, /* 4B K */
_UPPER, /* 4C L */
_UPPER, /* 4D M */
_UPPER, /* 4E N */
_UPPER, /* 4F O */
_UPPER, /* 50 P */
_UPPER, /* 51 Q */
_UPPER, /* 52 R */
_UPPER, /* 53 S */
_UPPER, /* 54 T */
_UPPER, /* 55 U */
_UPPER, /* 56 V */
_UPPER, /* 57 W */
_UPPER, /* 58 X */
_UPPER, /* 59 Y */
_UPPER, /* 5A Z */
_PUNCT, /* 5B [ */
_PUNCT, /* 5C \ */
_PUNCT, /* 5D ] */
_PUNCT, /* 5E ^ */
_PUNCT, /* 5F _ */
_PUNCT, /* 60 ` */
_LOWER+_HEX, /* 61 a */
_LOWER+_HEX, /* 62 b */
_LOWER+_HEX, /* 63 c */
_LOWER+_HEX, /* 64 d */
_LOWER+_HEX, /* 65 e */
_LOWER+_HEX, /* 66 f */
_LOWER, /* 67 g */
_LOWER, /* 68 h */
_LOWER, /* 69 i */
_LOWER, /* 6A j */
_LOWER, /* 6B k */
_LOWER, /* 6C l */
_LOWER, /* 6D m */
_LOWER, /* 6E n */
_LOWER, /* 6F o */
_LOWER, /* 70 p */
_LOWER, /* 71 q */
_LOWER, /* 72 r */
_LOWER, /* 73 s */
_LOWER, /* 74 t */
_LOWER, /* 75 u */
_LOWER, /* 76 v */
_LOWER, /* 77 w */
_LOWER, /* 78 x */
_LOWER, /* 79 y */
_LOWER, /* 7A z */
_PUNCT, /* 7B { */
_PUNCT, /* 7C | */
_PUNCT, /* 7D } */
_PUNCT, /* 7E ~ */
_CONTROL, /* 7F (DEL) */
/* and the rest are 0... */
};
#define isalpha(_c) ( _pctype[_c] & (_UPPER|_LOWER) )
#define isupper(_c) ( _pctype[_c] & _UPPER )
#define islower(_c) ( _pctype[_c] & _LOWER )
#define isdigit(_c) ( _pctype[_c] & _DIGIT )
#define isxdigit(_c) ( _pctype[_c] & _HEX )
#define isspace(_c) ( _pctype[_c] & _SPACE )
#define ispunct(_c) ( _pctype[_c] & _PUNCT )
#define isalnum(_c) ( _pctype[_c] & (_UPPER|_LOWER|_DIGIT) )
#define isprint(_c) ( _pctype[_c] & (_BLANK|_PUNCT|_UPPER|_LOWER|_DIGIT) )
#define isgraph(_c) ( _pctype[_c] & (_PUNCT|_UPPER|_LOWER|_DIGIT) )
#define iscntrl(_c) ( _pctype[_c] & _CONTROL )
#define _tolower(_c) ( (_c)-'A'+'a' )
#define _toupper(_c) ( (_c)-'a'+'A' )
4. 转换表可能遇到的问题
这种方法的弊端是，对于某些错误的参数，宏会产生错误的代码。如果一个宏的参数不在它的定义域内，那么执行这个宏时，它就会访问转换表之外的存储空间。
如当测试某些比较生僻的字符代码时，若符号位被置为，那么参数会是一个负数，在函数的定义域之外。
对于EOF符号，也要慎重处理。
书上貌似没有提对于转换表实现方式的遇到问题的解决方案 -_-|||
5. 区域设置
当区域设置改变时，我们的字符分类也可能会发生相应的改变。
6.静态存储空间
库可以使用指向表的指针的可写的静态存储空间，但我们不能在程序中不同控制线程中共享一个相同的数据对象。
上面的实现没有使用静态存储空间。
7.实践的实现中都是使用宏的吗？
不小心看到mingw的实现并不是用的宏，代码如下：
#define __ISCTYPE(c, mask) (MB_CUR_MAX == 1 ? (_pctype[c] & mask) : _isctype(c, mask))
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isalnum(int c) {return __ISCTYPE(c, (_ALPHA|_DIGIT));}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isalpha(int c) {return __ISCTYPE(c, _ALPHA);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW iscntrl(int c) {return __ISCTYPE(c, _CONTROL);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isdigit(int c) {return __ISCTYPE(c, _DIGIT);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isgraph(int c) {return __ISCTYPE(c, (_PUNCT|_ALPHA|_DIGIT));}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW islower(int c) {return __ISCTYPE(c, _LOWER);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isprint(int c) {return __ISCTYPE(c, (_BLANK|_PUNCT|_ALPHA|_DIGIT));}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW ispunct(int c) {return __ISCTYPE(c, _PUNCT);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isspace(int c) {return __ISCTYPE(c, _SPACE);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isupper(int c) {return __ISCTYPE(c, _UPPER);}
__CRT_INLINE int __cdecl __MINGW_NOTHROW isxdigit(int c) {return __ISCTYPE(c, _HEX);}
使用了内联函数的实现，相对于宏更加安全了，另外把预处理的工作交给了编译器，让编译器在代码量和代码效率间自动进行抉择。
完
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