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The C Programming Language - annotation, 2

Type, Operator and Expression

变量和常量是程序处理的两种基本数据对象。声明语句说明变量的名字和类型，也可以指定变量的初值。运算符指定将要进行的操作。表达式则把变量和常量组合起来生成新的值。对象的类型决定该对象可取值的集合以及可以对该对象执行的操作。

ANSI标准对语言的基本类型与表达式做了许多小的修改与增补。所有整型都包括signed（带符号）和unsigned（无符号）两种形式，且可以表示无符号常量与十六进制字符常量。浮点运算可以单精度进行，还可以使用更高精度的long double类型运算。字符串常量可以在编译时连接。ANSI C还支持枚举类型，该语言特性经过了长期的发展才形成。对象可以声明为const（常量）类型，表明其值不能修改。该标准还对算术类型之间的自动强制转换规则进行了扩充，以适合于更多的数据类型。

1. 变量名

对变量的命名与符号常量的命名存在一些限制条件。

名字是由字母和数字组成的序列，但其第一个字符必须为字母。

下划线'_'被看做是字母，通常用于命名较长的变量名，以提高其可读性。

由于库例程的名字通常以下划线开头，因此变量名不要以下划线开头。

大写字母与小写字母是有区别的。

在传统的C语言用法中，变量名使用小写字母，符号常量名全部使用大写字母。

对于内部名（函数内部变量的名字）而言，至少前31个字符是有效的。

函数名与外部变量名包含的字符数目可能小于31，这是因为汇编程序和加载程序可能会使用这些外部名，而语言本身是无法控制加载和汇编程序的。（别起那么长的名字）

对于外部名，ANSI标准仅保证前6个字符的唯一性，并且不区分大小写。

类似于if、else、int、float等关键字是保留给语言本身使用的，不能把它们用作变量名。

所有关键字中的字符都必须小写。

选择的变量名要能够尽量从字面上表达变量的用途，这样做不容易引起混淆。

局部变量一般使用较短的变量名（尤其是循环控制变量），外部变量使用较长的名字。

2. 数据类型及长度

基本数据类型：

  • char 字符型，占用一个字节，可以存放本地字符集中的一个字符
  • int 整型，通常反映了所用机器中整数的最自然长度
  • float 单精度浮点型
  • double 双精度浮点型

…限定符。short与long用于限定整型（int可以省略，习惯这么做）。

int通常代表特定机器中整数的自然长度。short类型通常为16位，long类型通常为32位，int类型可以为16位活32位。

各编译器可以根据硬件特性自主选择合适的类型长度，但要遵循下列限制：short与int类型至少为16位，而long类型至少为32位，并且short类型不得长于int类型，而int类型不得长于long类型。

类型限定符signed与unsigned可用于限定char类型或任何整型。

unsigned类型的数总是正值或0，并遵守算术模2^n定律。

signed类型变量的取值范围和对二的补码的机器有关。

不带限定符的char类型对象是否带符号则取决于具体机器，但可打印字符总是正值。

long double类型表示高精度的浮点数。

浮点数的长度也取决于具体的实现，float、double与long double类型可以表示相同的长度，也可以表示两种或三种不同的长度。

有关这些类型长度定义的符号常量以及其他与机器和编译器有关的属性可以在标准头文件<limits.h>与<float.h>中找到。

3. 常量

类似于1234的整数常量属于int类型。

long类型的常量以字面l或L结尾。

如果一个整数太大以至于无法用int类型表示时，也将被当作long类型处理。

无符号常量以字面u或U结尾。

后缀ul或UL表明是unsigned long类型。

浮点数常量中包含一个小数点（如123.4）或一个指数（如1e-2），也可以两者都有。

没有后缀的浮点数常量为double类型。

后缀f或F表示float类型，而后缀l或L则表示long double类型。

整型数除了用十进制表示外，还可以用八进制或十六进制表示。

带前缀0的整型常量表示它为八进制形式；前缀为0x或0X，则表示它为十六进制形式。

八进制与十六进制的常量也可以使用后缀L表示long类型，使用后缀U表示unsigned类型。

一个字符常量是一个整数，书写时将一个字符括在单引号中。

字符在机器字符集中的数值就是字符常量的值。

如果使用字符代替这个与具体字符集有关的值，那么，程序就无需关心改字符对应的具体值，增加了程序的易读性。

字符常量一般用来与其他字符进行比较，但也可以像其他整数一样参与数值运算。

某些字符可以通过转义字符序列表示为字符和字符串常量。

转义字符序列看起来像两个字符，但只表示一个字符。

可以用'\ooo'表示任意的字节大小的位模式。其中，ooo代表1~3个八进制数字。

这种位模式还可以用'\xhh'表示，其中，hh是一个或多个十六进制数字。

  • \a 响铃符
  • \b 回退符
  • \f 换页符
  • \n 换行符
  • \r 回车符
  • \t 横向制表符
  • \v 纵向制表符
  • \\ 反斜杠
  • \? 问号
  • \' 单引号
  • \" 双引号
  • \ooo 八进制数
  • \xhh 十六进制数

字符常量'\0'表示值为0的字符，也就是空字符（null）。通常用'\0'的形式代替0，以强调某些表达式的字符属性，但其数字值为0。

常量表达式是仅仅只包含常量的表达式。这种表达式在编译时求值，而不在运行时求值。它可以出现在常量可以出现的任何位置。

字符串常量也叫字符串字面值，是用双引号括起来的0个或多个字符组成的字符序列。

双引号不是字符串的一部分，它只用于限定字符串。

字符常量中使用的转义字符序列同样也可以用在字符串中。

在字符串中使用\"表示双引号字符。

编译时可以将多个字符串常量连接起来。字符串常量的连接为将较长的字符串分散在若干个源文件行中提供了支持。

从技术角度看，字符串常量就是字符数组。字符串的内部表示使用一个空字符\0作为串的结尾，因此，存储字符串的物理存储单元数比括在双引号中的字符数多一个。这种表示方法也说明，C语言对字符串的长度没有限制，但程序必须扫描完整个字符串后才能确定字符串的长度。标准库函数strlen(s)可以返回字符串参数s的长度，但长度不包括末尾的\0。

标准头文件<string.h>中声明了strlen和其他字符串函数。

枚举常量是另外一种类型的常量。枚举是一个整型常量值的列表。

在没有显式说明的情况下，enum类型中第一个枚举名的值为0，第二个为1，依次类推。如果只指定了部分枚举名的值，那么未指定值的枚举名的值将依着最后一个指定值向后递增。

不同枚举中的名字必须互不相同。同一枚举中不同的名字可以具有相同的值。

枚举为建立常量值与名字之间的关联提供了一种便利的方式。相对于#define语句来说，它的优势在于常量值可以自动生成。尽管可以声明enum类型的变量，但编译器不需要检查这种类型的变量中存储的值是否为该枚举的有效值。不过，枚举变量提供了这种检查的机会，因此枚举比#define更具优势。此外，调试程序可以以符号形式打印出枚举变量的值。

4. 声明

所有变量都必须先声明后使用，尽管某些变量可以通过上下文隐式地声明。一个声明指定一种变量类型，后面所带的变量表可以包含一个或多个该类型的变量。

一个声明语句中的多个变量可以拆开在多个声明语句中声明。按照这种形式书写代码需要占用较多的空间，但便于向各声明语句中添加注释，也便于以后修改。

还可以在声明的同时对变量进行初始化。在声明中，如果变量名的后面紧跟一个等号以及一个表达式，该表达式就充当对变量进行初始化的初始化表达式。

如果变量不是自动变量，则只能进行一次初始化操作，从概念上讲，应该是在程序开始执行之前进行，并且初始化表达式必须为常量表达式。

每次进入函数或程序块时，显式初始化的自动变量都将被初始化一次，其初始化表达式可以是任何表达式。

默认情况下，外部变量与静态变量将被初始化为0.

未经显式初始化的自动变量的值为未定义值（即无效值）。

任何变量的声明都可以使用const限定符限定。该限定符指定变量的值不能被修改。对数组而言，const限定符指定数组所有元素的值都不能被修改。

const限定符也可配合数组参数使用，它表明函数不能修改数组元素的值。

如果试图修改const限定符限定的值，其结果取决于具体的实现。

5. 算术运算符

二元算术运算符包括：+、-、*、/、%（取模运算符）。

整数除法会截断结果中的小数部分。

取模运算符%不能应用于float或double类型。

在有负操作数的情况下，整数除法截取的方向以及取模运算结果的符号取决于具体机器的实现，这和处理上溢或下溢的情况是一样的。

二元运算符+和-具有相同的优先级，它们的优先级比运算符*、/和%的优先级低，而运算符*、/和%的优先级又比一元运算符+和-的优先级低。

算术运算符采用从左到右的结合规律。

6. 关系运算符与逻辑运算符

关系运算符包括下列几个运算符：> >= < <=。它们具有相同的优先级。优先级仅次于它们的是相等性运算符：== !=。

关系运算符的优先级比算术运算符低。

逻辑运算符&&与||有一些较为特殊的属性。由&&与||连接的表达式按从左到右的顺序进行求值，并且，在知道结果值为真或假后立即停止计算。绝大多数C语言程序运用了这些属性。

运算符&&的优先级比||的优先级高，但两者都比关系运算符和相等性运算符的优先级低。

运算符!=的优先级高于赋值运算符的优先级（可以使用圆括号达到预期的目的）。

根据定义，在关系表达式或逻辑表达式中，如果关系为真，则表达式的结果值为数值1；如果为假，则结果值为数值0.

逻辑非运算符!的作用是将非0操作数转换为0，将操作数0转换为1。

…读起来更直观一些…可能会难于理解。

7. 类型转换

当一个运算符的几个操作数类型不同时，就需要通过一些规则把它们转换为某种共同的类型。

一般来说，自动转换是指把“比较窄的”操作数转换为“比较宽的”操作数，并且不丢失信息的转换。

不允许使用无意义的表达式，例如，不允许把float类型的表达式作为下标。

针对可能导致信息丢失的表达式，编译器可能会给出警告信息，比如把较长的整型值赋给较短的整型变量，把浮点型值赋值给整型变量，等等，但这些表达式并不非法。

由于char类型就是较小的整型，因此在算术表达式中可以自由使用char类型的变量，这就为实现某些字符转换提供了很大的灵活性。

在ASCII字符集中，大写字母与对应的小写字母作为数字值来说具有固定的间隔，并且每个字母表都是连续的——也就是说，在A~Z之间只有字母。但是，后面一点对EBCDIC字符集是不成立的。

标准头文件<ctype.h>定义了一组与字符集无关的测试和转换函数。

将字符类型转换为整型时，我们需要注意一点。C语言没有指定char类型的变量是无符号变量（signed）还是带符号变量（unsigned）。当把一个char类型的值转换为int类型的值时，其结果有没有可能为负整数？对于不同的机器，其结果也不同，这反映了不同机器结构之间的区别。在某些机器中，如果char类型值的最左一位为1，则转换为负整数（进行符号扩展）。而在另一些机器中，把char类型值转换为int类型时，在char类型值的左边添加0，这样导致的转换结果值总是正值。

C语言的定义保证了机器的标准打印字符集中的字符不会是负值，因此，在表达式中这些字符总是正值。但是，存储在字符变量中的位模式在某些机器中可能是负的，而在另一些机器上可能是正的。为了保证程序的可移植性，如果要在char类型的变量中存储非字符数据，最好指定signed或unsigned限定符。

当关系表达式以及由&&、||连接的逻辑表达式的判断结果为真时，表达式的值为1；当判定结果为假时，表达式的值为0.

某些函数在结果为真时可能返回任意的非0值。在if、while、for等语句的测试部分中，“真”就意味着“非0”，这二者之间没有区别。

C语言中，很多情况下会进行隐式的算是类型转换。一般来说，如果二元运算符的两个操作数具有不同的类型，那么在进行运算之前先要把“较低”的类型提升为“较高”的类型。运算的结果为较高的类型。

表达式中float类型的操作数不会自动转换为double类型，这一点与最初的定义有所不同。一般来说，数学函数使用双精度类型的变量。使用float类型主要是为了在使用较大的数组时节省存储空间，有时也为了节省机器执行时间（双精度算术运算特别费时）。

赋值时也要进行类型转换。赋值运算符右边的值需要转换为左边变量的类型，左边变量的类型即赋值表达式结果的类型。

无论是否进行符号扩展，字符型变量都将被转换为整型变量。

当把较长的整数转换为较短的整数或char类型时，超出的高位部分将被丢弃。

当把float类型转换为int类型时，小数部分将被截取掉；当把double类型转换为float类型时，是进行四舍五入还是截取取决于具体的实现。

由于函数调用的参数是表达式，所以在把参数传递给函数时也可能进行类型转换。在没有函数原型的情况下，char与short类型都将被转换为int类型，float类型将被转换为double类型。因此，即使调用函数的参数为char或float类型，我们也把函数参数声明为int或double类型。

在任何表达式中都可以使用一个称为强制类型转换的一元运算符进行显式类型转换。

8. 自增运算符与自减运算符

C语言提供了两个用于变量递增与递减的特殊运算符。自增运算符++使其操作数递增1，自减运算符--使其操作数递减1.

++与--这两个运算符特殊的地方主要表现在：他们既可以用作前缀运算符（用在变量前面），也可以用作后缀运算符（用在变量后面）。在这两种情况下，其效果都是将变量的值加1。但是，它们之间有点不同。表达式++n先将n的值递增1，然后再使用变量n的值，而表达式n++则是先使用变量n的值，然后再将n的值递增1。也就是说，对于使用变量n的值的上下文来说，++n和n++的效果是不同的。

自增与自减运算符只能作用于变量。

在不需要使用任何具体值且仅需要递增变量的情况下，前缀方式后后缀方式的效果相同。但在某些情况下需要酌情考虑。

9. 按位运算符

C语言提供了6个位操作运算符。这些运算符只能作用于整型操作数，即只能作用于带符号或无符号的char、short、int与long类型：

  • & 按位与（AND）
  • | 按位或（OR）
  • ^ 按位异或（XOR）
  • << 左移
  • >> 右移
  • ~ 按位求反（一元操作符）

按位与运算符&经常用于屏蔽某些二进制位。

按位或运算符|常用于将某些二进制位置为1.

按异或运算符^当两个操作数的对应位不相同时将该位设置为1，否则，将该位设置为0。

我们必须将位运算符&、|同逻辑运算符&&、||区分开来，后者用于从左至右求表达式的真值。

移位运算符<<与>>分别用于将运算的左操作数左移与右移，移动的位数则由右操作数指定（右操作数的值必须是非负值）。

…左移，右边空出的位用0填补。

在对unsigned类型的无符号值进行右移位时，左边空出的部分将用0填补；当对signed类型的带符号值进行右移时，某些机器将对左边空出的部分用符号位填补（即“算术移位”），而另一些机器则对左边空出的部分用0填补（即“逻辑移位”）。

一元运算符~用于求整数的二进制反码，即分别将操作数各二进制位上的1变为0，0变为1。

…x & ~077与机器字长无关，它比形式为x & 0177700的表达式要好，因为后者假定x是16位的数值。这种可移植的形式并没有增加额外开销，因为~077是常量表达式，可以在编译时求值。

10. 赋值运算符与表达式

在赋值表达式中，如果表达式左边的变量重复出现在表达式的右边，则可以将这种表达式缩写。其中的运算符+=称为赋值运算符。

大多数二元运算符（即有左、右两个操作数的运算符）都有一个对应的赋值运算符*op=，其中，op=*可以是下面这些运算符之一：

+ - * / % << >> & ^ |

如果expr1和expr2是表达式，那么expr1 op= expr2等价于expr1 = (expr1) op (expr2)。它们的区别在于，前一种形式expr1只计算一次。注意，在第二种形式中，expr2两边的圆括号是必不可少的。

除了简洁外，赋值运算符还有一个优点：表示方式与人们的思维习惯比较接近。另外，对于复杂的表达式，赋值运算符使程序代码更易于理解。并且，赋值运算符还有助于编译器产生高效代码。

赋值语句具有值，且可以用在表达式中。其他赋值运算符也可以用在表达式中，尽管这种用法比较少见。在所有的这类表达式中，赋值表达式的类型是它的左操作数的类型，其值是赋值操作完成后的值。

11. 条件表达式

条件表达式（使用三元运算符?:）提供了另外一种方法…。在表达式expr1 ? expr2 : expr3中，首先计算expr1，如果其值不等于0（为真），则计算expr2的值，并以该值作为条件表达式的值，否则计算expr3的值，并以该值作为条件表达式的值。expr2与expr3中只能有一个表达式被计算。

应该注意，条件表达式实际上就是一种表达式，它可以用在其他表达式可以使用的任何地方。如果expr2与expr3的类型不同，结果的类型将由本章前面讨论的转换规则决定。

条件表达式中第一个表达式两边的圆括号并不是必须的，这是因为条件运算符?:的优先级非常低，仅高于赋值运算符。但我们还是建议使用圆括号，因为这可以使表达式的条件部分更易阅读。

采用条件表达式可以编写出很简洁的代码。编写这样的代码可能需要一些技巧，但比用等价的if-else结构编写的代码要紧凑一些。

12. 运算符优先级与求值次序

C语言没有指定同一运算符中多个操作数的计算顺序。为了保证特定的计算顺序，可以把中间结果保存在临时变量中。

C语言也没有指定函数各参数的求值顺序。

函数调用、嵌套赋值语句、自增与自减运算符都有可能产生“副作用”——在对表达式求值的同时，修改了某些变量的值。在有副作用影响的表达式中，其执行结果同表达式中的变量被修改的顺序之间存在着微妙的依赖关系。对这种情况编译器的解释可能不同，并因此产生不同的结果。C语言标准对大多数这类问题有意未作具体规定。表达式何时会产生这种副作用（对变量赋值），将由编译器决定，因为最佳的求值顺序同机器结构有很大关系。（ANSI C标准明确规定了所有对参数的副作用都必须在函数调用之前生效。）

在任何一种编程语言中，如果代码的执行结果与求值顺序相关，则都是不好的程序设计风格。很自然，有必要了解哪些问题需要避免，但是，如果不知道这些问题在各种机器上是如何解决的，就最好不要尝试运用某种特殊的实现方式。

缩进风格

Indentation style

本文只记录“是什么”，不讨论“好”“坏”。

In computer programming, indentation style is a convention, a.k.a. style, governing the indentation of blocks of source code that is generally intended to convey structure.

Generally, an indentation style uses the same width of whitespace (indentation size) before each line of a group of code so that they appear to be related.

As whitespace consists of both space and tab characters, a programmer can choose which to use - often entering them via the space key or tab key on the keyboard.

K&R

The position of braces is less important, although people hold passionate beliefs. We have chosen one of several popular styles. Pick a style that suits you, then use it consistently.

K&R
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while (x == y) {
    foo();
    bar();
}
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int main(int argc, char *argv[])
{
    while (x == y) {
        do_something();
        do_something_else();
        if (some_error)
            fix_issue(); // single-statement block without braces
        else
            continue_as_usual();
    }
    final_thing();
}

One True Brace / 1TBS / OTBS

One True Brace
1
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5
6
7
bool is_negative(x) {
    if (x < 0) {
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

Linux kernel

Linux kernel
1
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int power(int x, int y)
{
	int result;
	if (y < 0) {
		result = 0;
	} else {
		result = 1;
		while (y-- > 0)
			result *= x;
	}
	return result;
}

Stroustrup

Stroustrup
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if (x < 0) {
    puts("Negative");
    negative(x);
}
else {
    puts("Non-negative");
    nonnegative(x);
}
Stroustrup
1
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9
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11
12
class Vector {
public:
    // construct a Vector
    Vector(int s) :elem(new double[s]), sz(s) { }
    // element access: subscripting
    double& operator[](int i) { return elem[i]; }
private:
    // pointer to the elements
    double * elem;
    // number of elements
    int sz;
};

Allman

Allman
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5
while (x == y)
{
    foo();
    bar();
}

GNU

GNU
1
2
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5
while (x == y)
  {
    foo();
    bar();
  }

Whitesmiths

Whitesmiths
1
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5
while (x == y)
    {
    foo();
    bar();
    }

Ratliff

Ratliff
1
2
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4
while (x == y) {
    foo();
    bar();
    }

Horstmann

Horstmann
1
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4
while (x == y)
{   foo();
    bar();
}

Pico

Pico
1
2
3
while (x == y)
{   foo();
    bar(); }

Lisp

Lisp
1
2
3
while (x == y)
  { foo();
    bar(); }

APL

APL
1
2
#define W(c,b) {while(c){b}}
W(x==y,s();se();)

Python

Python
1
2
3
while x == y:
    foo()
    bar()
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The C Programming Language - annotation, 1

Introduction

…引入C语言的基本元素。…一些基本概念，比如变量与常量、算数运算、控制流、函数、基本输入/输出等。

1. hello, world

学习一门新程序设计语言的惟一途径就是使用它编写程序。对于所有语言的初学者来说，编写的第一个程序几乎都是相同的，即：

请打印出下列内容

hello, world

尽管这个练习很简单，但对于初学语言的人来说，它任然可能成为一大障碍，因为要实现这个目的，我们首先必须编写程序文本，然后成功地进行编译，并加载、运行，最后输出到某个地方。掌握了这些操作细节以后，其他事情就比较容易了。

hello.c
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#include <stdio.h>

main()
{
    printf("hello, world\n");
}
如何运行这个程序
1
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$ cc hello.c
$ ./a.out
hello, world
$

一个C语言程序，无论其大小如何，都是由函数和变量组成的。函数中包含一些语句，以指定所要执行的计算操作；变量则用于存储计算过程中使用的值。…通常情况下，函数的命名没有限制，但main是一个特殊的函数名——每个程序都从main函数的起点开始执行，这意味着每个程序都必须在某个位置包含一个main函数。

main函数通常会调用其他函数来帮助完成某些工作，被调用的函数可以是程序设计人员自己编写的，也可以来自于函数库。

#include <stdio.h>用于告诉编译器在本程序中包含标准输入/输出库的信息。

函数之间进行数据交换的一种方法是调用函数向被调用函数提供一个值（称为参数）列表。函数名后面的一对圆括号将参数列表括起来。在本例中，main函数不需要任何参数，因此用空参数表()表示。

函数中的语句用一对花括号{}括起来。

调用函数时，只需要使用函数名加上用圆括号括起来的参数表即可。

用双引号括起来的字符序列称为字符串或字符串常量。

在C语言中，字符序列\n表示换行符。…请注意，\n只代表一个字符。类似于\n的转义字符序列为表示无法输入的字符或不可见字符提供了一种通用的可扩充的机制。

2. 变量与算术表达式

…一些新的概念，包括注释、声明、变量、算术表达式、循环以及格式化输出。

/* ... */称为注释，它简单地解释了该程序是做什么用的。包含在/*与*/之间的字符序列将被编译器忽略。注释可以自由地运用在程序中，使得程序更容易理解。程序中允许出现空格、制表符或换行符之处，都可以使用注释。

在C语言中，所有变量都必须先声明后使用。声明通常放在函数起始处，在任何可执行语句之前。声明用于说明变量的属性，它由一个类型名和一个变量表组成。…int与float类型的取值范围取决于具体的机器。…一些基本数据类型。另外，还存在这些基本数据类型的数组、结构、联合，指向这些类型的指针以及返回这些类型值的函数。

…赋值语句，它们为变量设置初值。各条语句均以分号结束。

…可以用循环语句重复…这是while循环语句的用途。…测试圆括号中的条件；如果条件为真，则执行循环体（括在花括号中的语句）；…当圆括号中的条件测试结果为假时，循环结束，并继续执行跟在while循环语句之后的下一条语句。在本程序中，循环语句后没有其他语句，因此整个程序的执行终止。

while语句的循环体可以是用花括号括起来的一条或多条语句，也可以是不用花括号包括的单条语句。在这两种情况下，我们总是把由while控制的语句缩进一个制表位，这样就可以很容易地看出循环语句中包含哪些语句。这种缩进方式突出了程序的逻辑结构。尽管C编译器并不关心程序的外观形式，但正确的缩进以及保留适当空格的程序设计风格对程序的易读性非常重要。我们建议每行只书写一条语句，并在运算符两边各加上一个空格字符，这样就可以使得运算的结合关系更清楚明了。相比而言，花括号的位置就不那么重要了。我们从比较流行的一些风格中选择了一种。读者可以选择适合自己的一种风格，并养成一直使用这种风格的好习惯。

在C语言及许多其他语言中，整数除法操作将执行舍位，结果中的任何小数部分都会被舍弃。

printf是一个通用输出格式化函数。…它们在数目和类型上都必须匹配，否则将出现错误的结果。

顺便指出，printf函数并不是C语言本身的一部分，C语言本身并没有定义输入/输出功能。printf仅仅是标准库函数中一个有用的函数而已，这些标准库函数在C语言程序中通常都可以使用。但是，ANSI标准定义了printf函数的行为，因此，对每个符合该标准的编译器和库来说，该函数的属性都是相同的。

如果某个算术运算符的所有操作数均为整型，则执行整型运算。但是，如果某个算术运算符有一个浮点型操作数和一个整型操作数，则在开始运算之前整型操作数将会被转换为浮点型。不过，即使浮点常量取的是整型值，在书写时最好还是为它加上一个显式的小数点，这样可以强调其浮点性质，便于阅读。

3. for语句

对于某个特定任务我们可以采用多种方法来编写程序。

…表达式现在变成了printf函数的第三个参数，它不再是一个单独的赋值语句。

…是C语言中一个通用规则的实例：在允许使用某种类型变量值的任何场合，都可以使用该类型的更复杂的表达式。

for语句是一种循环语句，它是对while语句的推广。如果将for语句与前面介绍的while语句比较，就会发现for语句的操作更直观一些。圆括号中共包含3个部分，各部分之间用分号隔开。第一部分是初始化部分，仅在进入循环前执行一次。第二部分是控制循环的测试或条件部分。循环控制将对该条件求值，如果结果值为真（true），则执行循环体。此后将执行第三部分以将循环变量fahr增加一个步长，并再次对条件求值。如果计算得到的条件值为假（false），循环将终止执行。与while语句一样，for循环语句的循环体可以只有一条语句，也可以是用花括号括起来的一组语句。初始化部分（第一部分）、条件部分（第二部分）与增加步长部分（第三部分）都可以是任何表达式。

在实际编程过程中，可以选择while与for中的任意一种循环语句，主要要看使用哪一种更清晰。for语句比较适合初始化和增加步长都是单条语句并且逻辑相关的情形，因为它将循环控制语句集中放在一起，且比while语句更紧凑。

4. 符号常量

…“幻数”并不是一个好习惯，它们几乎无法向以后阅读该程序的人提供什么信息，而且使程序的修改变得更加困难。处理这种幻数的一种方法是赋予它们有意义的名字。#define指令可以把符号名（或称为符号常量）定义为一个特定的字符串。在该定义之后，程序中出现的所有在#define中定义的名字（既没有用引号引起来，也不是其他名字的一部分）都将用相应的替换文本替换。其中，名字与普通变量名的形式相同：它们都是以字母打头的字母和数字的序列；替换文本可以是任何字符序列，而不仅限于数字。

符号常量名通常用大写字母拼写，这样可以很容易与用小写字母拼写的变量名相区别。注意，#define指令行的末尾没有分号。

5. 字符输入/输出

标准库提供的输入/输出模型非常简单。无论文本从何处输入，输出到何处，其输入/输出都是按照字符流的方式处理。文本流是由多行字符构成的字符序列，而每行字符则由0各或多个字符组成，行末是一个换行符。标准库负责使每个输入/输出流都能够遵守这一模型。使用标准库的C语言程序员不必关心在程序之外这些行是如何表示的。

标准库提供了一次读/写一个字符的函数，其中最简单的是getchar和putchar两个函数。每次调用时，getchar函数从文本流中读入下一个输入字符，并将其作为结果值返回。…这种字符通常是通过键盘输入的。每次调用putchar函数时将打印一个字符。…通常是显示在屏幕上。putchar与printf这两个函数可以交替使用，输出的次序与调用的次序一致。

5.1. 文件复制

借助于getchar与putchar函数，可以在不了解其他输入/输出知识的情况下编写出数量惊人的有用的代码。最简单的例子就是把输入一次一个字符地复制到输出。…关系运算符!=表示“不等于”。

字符在键盘、屏幕或其他的任何地方无论以什么形式表现，它在机器内部都是以位模式存储的。char类型专门用于存储这种字符型数据，当然任何整型（int）也可以用于存储字符型数据。因为某些潜在的重要原因，我们在此使用int类型。

这里需要解决如何区分文件中有效数据和输入结束符的问题。C语言采取的解决方法是：在没有输入时，getchar函数将返回一个特殊值，这个特殊值与任何实际字符都不同。这个值称为EOF（end of file，文件结束）。我们在声明变量c的时候，必须让它大到足以存放getchar函数返回的任何值。这里之所以不把c声明成char类型，是因为它必须足够大，除了能存储任何可能的字符外还要能存储文件结束符EOF。因此，我们将c声明成int类型。

EOF定义在头文件<stdio.h>中，是一个整型数。其具体数值是什么并不重要，只要它与任何char类型的值都不相同即可。这里使用符号常量，可以确保程序不需要依赖于其对应的任何特定的数值。

对于经验比较丰富的C语言程序员，可以把这个字符复制程序写得更精炼一些。…赋值操作是一个表达式，并且具有一个值，即赋值后左边变量保存的值。也就是说，赋值可以作为更大的表达式的一部分出现。

习惯这种风格后，读者就会发现按照这种方式编写的程序更易阅读。我们经常会看到这种风格。（不过，如果我们过多地使用这种类型的复杂语句，编写的程序可能会很难理解，应尽量避免这种情况。）

对while语句的条件部分来说，赋值表达式两边的圆括号不能省略。…优先级…

5.2. 字符计数

…引入了一个新的运算符++，其功能是执行加1操作。…更精炼一些，且通常效率也更高。…自减运算符--。…既可以作为前缀运算符，也可以作为后缀运算符。…这两种形式在表达式中具有不同的值。

long整型数（长整型）至少要占用32位存储单元。在某些机器上int与long类型的长度相同，但在一些机器上，int类型的值可能只有16位存储单元的长度（最大值为32767），这样，相当小的输入都可能使int类型的计数变量溢出。

使用double（双精度浮点数）类型可以处理更大的数字。

…C语言的语法规则要求for循环语句必须有一个循环体，因此用单独的分号代替。单独的分号称为空语句，它正好能满足for语句的这一要求。把它单独放在一行是为了更加醒目。

…这一点很重要。while语句与for语句的优点之一就是在执行循环体之前就对条件进行测试。如果条件不满足，则不执行循环体，这就可能出现循环体一次都不执行的情况。在出现0长度的输入时，程序的处理应该灵活一些。在出现边界条件时，while语句与for语句有助于确保程序执行合理的操作。

5.3. 行计数

…统计行数等价于统计换行符的个数。

…这里再次用缩进方式表明语句之间的控制关系。

双等于号==是C语言中表示“等于”关系的运算符。由于C语言将单等于号=作为赋值运算符，因此使用双等于号==表示相等的逻辑关系，以示区分。这里提醒注意，在表示“等于”逻辑关系的时候（应该用==），C语言初学者有时会错误地写成单等于号=。…即使这样误用了，其结果通常任然是合法的表达式，因此系统不会给出警告信息。

单引号中的字符表示一个整型值，该值等于此字符在机器字符集中对应的数值，我们称之为字符常量。但是，它只不过是小的整型数的另一种写法而已。例如，'A'是一个字符常量；在ASCII字符集中其值为65（即字符A的内部表示值为65）。当然，用'A'要比用65好，因为'A'的意义更清楚，且与特定的字符集无关。

字符串常量中使用的转义字符序列也是合法的字符常量，比如，'\n'代表换行符的值，在ASCII字符集中其值为10。我们应当注意到，'\n'是单个字符，在表达式中它不过是一个整型数而已；而"\n"是一个仅包含一个字符的字符串常量。

5.4. 单词计数

…这里对单词的定义比较宽松，它是任何其中不包含空格、制表符或换行符的字符序列。

…我们在这里使用了符号常量…这样程序更易读。在较小的程序中，这种做法也许看不出有什么优势，但在较大的程序中，如果从一开始就这样做，因此而增加的一点工作量与提高程序可读性带来的好处相比是值得的。读者也会发现，如果程序中的幻数都以符号常量的形式出现，对程序进行大量修改就会相对容易得多。

…赋值结合次序是由右至左。

运算符||代表OR（逻辑或）。相应地，运算符&&代表AND（逻辑与），它仅比||高一个优先级。由&&或||连接的表达式由左至右求值，并保证在求值过程中只要能够判断最终的结果为真或假，求值就立即终止。

…一个else部分，它指定当if语句中的条件部分为假时所要执行的动作。…if-else中的两条语句有且仅有一条语句被执行。这两条语句都既可以是单条语句，也可以是括在花括号内的语句序列。

6. 数组

所有的输入字符可以分成12类，因此可以用一个数组存放各个数字出现的次数，这样比使用10个独立的变量更方便。

在C语言中，数组下标总是从0开始。

数组下标可以是任何整型表达式，包括整型变量以及整型常量。

由定义可知，char类型的字符是小整型，因此char类型的变量和常量在算术表达式中等价于int类型的变量和常量。这样做既自然又方便。

…多路判定。在这种方式中，各条件从前往后依次求值，直到满足某个条件，然后执行对应的语句部分。这部分语句执行完成后，整个语句体执行结束（其中的任何语句都可以是括在花括号中的若干条语句）。如果所有条件都不满足，则执行位于最后一个else之后的语句（如果有的话）。

就程序设计风格而言，我们建议读者采用上面所示的缩进格式以体现该结构的层次关系。否则，如果每个if都比前一个else向里缩进一些距离，那么较长的判定序列就可能超出页面的右边界。

switch语句提供了编写多路分支程序的另一种方式，它特别适合于判定某个整型或字符表达式是否与一个常量集合中的某个元素相匹配的情况。

7. 函数

C语言中的函数等价于Fortran语言中的子程序或函数，也等价于Pascal语言中的过程或函数。函数为计算的封装提供了一种简便的方法，此后使用函数时不需要考虑它是如何实现的。使用设计正确的函数，程序员无需考虑功能是如何实现的，而只需知道它具有哪些功能就够了。在C语言中可以简单、方便、高效地使用函数。我们经常会看到在定义后仅调用了一次的短函数，这样做可以使代码段更清晰易读。

函数定义的一般形式为：

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2
3
4
5
返回值类型 函数名(0个或多个参数声明)
{
  声明部分
  语句序列
}

函数定义可以以任意次序出现在一个源文件或多个源文件中，但同一函数不能分割存放在多个文件中。如果源程序分散在多个文件中，那么，在编译和加载时，就需要做更多的工作，但这是操作系统的原因，并不是语言的属性决定的。

…声明参数的类型、名字以及该函数返回结果的类型。参数使用的名字只在函数内部有效，对其他任何函数都是不可见的：其他函数可以使用与之相同的参数名字而不会引起冲突。变量也是这样。

我们通常把函数定义中圆括号内列表中出现的变量称为形式参数，而把函数调用中与形式参数对应的值称为实际参数。

函数计算所得的结果通过return语句返回给main函数。关键字return后面可以跟任何表达式，形式为：return 表达式;。函数不一定都有返回值。不带表达式的return语句将把控制权返回给调用者，但不返回有用的值。这等同于在到达函数的右终结花括号时，函数就“到达了尽头”。主调函数也可以忽略函数返回的值。

由于main本身也是函数，因此也可以向其调用者返回一个值，该调用者实际上就是函数的执行环境。一般来说，返回值为0表示正常终止，返回值为非0表示出现异常情况或出错结束条件。

…这种声明称为函数原型。它必须与函数的定义和用法一致。如果函数的定义、用法与函数原型不一致，将出现错误。

函数原型与函数声明中参数名不要求相同。事实上，函数原型中的参数名是可选的。但是，合适的参数名能够起到很好的说明性作用，因此我们在函数原型中总是指明参数名。

回顾一下，ANSI C同较早版本C语言之间的最大区别在于函数的声明与定义方式的不同。…如果没有声明某个参数的类型，则默认为int类型。函数声明中不允许包含参数列表，这样编译器就无法在此时检查函数调用的合法性。函数在默认情况下将被假定返回int类型的值，因此整个函数的声明可以全部省略。

在ANSI C中定义的函数原型语法中，编译器可以很容易检测出函数调用中参数数目和类型方面的错误。ANSI C任然支持旧式的函数声明与定义，这样至少可以有一个过渡阶段。但我们还是强烈建议读者：在使用新式的编译器时，最好使用新式的函数原型声明方式。

8. 参数——传值调用

在C语言中，所有函数参数都是“痛过值”传递的。也就是说，传递给被调用函数的参数值存放在临时变量中，而不是存放在原来的变量中。

最主要的区别在于，在C语言中，被调用函数不能直接修改主调函数中变量的值，而只能修改其私有的临时副本的值。

传值调用的利大于弊。在被调用函数中，参数可以看作是便于初始化的局部变量，因此额外使用的变量更少，这样程序可以更紧凑简洁。

必要时，也可以让函数能够修改主调函数中的变量。这种情况下，调用者需要向被调用函数提供待设置值的变量的地址（从技术角度看，地址就是指向变量的指针），而被调用函数则需要将对应的参数声明为指针类型，并通过它间接访问变量。

如果是数组参数，情况就有所不同了。当把数组名用作参数时，传递给函数的值是数组起始元素的位置或地址——它并不复制数组元素本身。在被调用函数中，可以通过数组下标访问或修改数组元素的值。

9. 字符数组

字符数组是C语言中最常用的数组类型。

…声明中提供数组大小的目的是留出存储空间。函数中没有必要指明数组的长度，这是因为数组的大小是在main函数中设置的。

有些函数返回有用的值，而有些函数仅用于执行一些动作，并不返回值。函数的返回值类型为void，它显式说明该函数不返回任何值。

…把字符'\0'（即空字符，其值为0）插入到它创建的数组的末尾，以标记字符串的结束。这一约定已被C语言采用。

值得一提的是，即使是上述这样很小的程序，在传递参数时也会遇到一些麻烦的设计问题。

10. 外部变量与作用域

函数中的变量是函数的私有变量或局部变量。…其他函数不能直接访问它们。其他函数中声明的变量也同样如此。函数中的每个局部变量只在函数被调用时存在，在函数执行完毕退出时消失。这也是其他语言通常把这类变量称为自动变量的原因。以后我们使用“自动变量”代表“局部变量”。（…static存储类，这种类型的局部变量在多次函数调用之间保持值不变。）

由于自动变量只在函数调用执行期间存在，因此，在函数的两次调用之间，自动变量不保留前次调用时的赋值，且在每次进入函数时都要显式为其赋值。如果自动变量没有赋值，则其中存放的是无效值。

除自动变量外，还可以定义位于所有函数外部的变量，也就是说，在所有的函数中都可以通过变量名访问这种类型的变量。由于外部变量可以在全局范围内访问，因此，函数间可以通过外部变量交换数据，而不必使用参数表。再者，外部变量在程序执行期间一直存在，而不是在函数调用时产生、在函数执行完毕时消失。即使在对外部变量赋值的函数返回后，这些变量任然保持原来的值不变。

外部变量必须定义在所有函数之外，且只能定义一次，定义后编译程序将为它分配存储单元。在每个需要访问外部变量的函数中，必须声明相应的外部变量，此时说明其类型。声明时可以用extern语句显式声明，也可以通过上下文隐式声明。

…定义了外部变量，声明了各外部变量的类型，这样编译程序将为它们分配存储单元。从语法角度看，外部变量的定义与局部变量的定义是相同的，但由于它们位于各函数的外部，因此这些变量是外部变量。函数在使用外部变量之前，必须要知道外部变量的名字。要达到改目的，一种方式是在函数中使用extern类型的声明。这种类型的声明除了在前面加了一个关键字extern外，其他方面与普通变量的声明相同。

某些情况下可以省略extern声明。在源文件中，如果外部变量的定义出现在使用它的函数之前，那么在那个函数中就没有必要使用extern声明。…在通常的做法中，所有外部变量的定义都放在源文件的开始处，这样就可以省略extern声明。

如果程序包含在多个源文件中，而某个变量在file1文件中定义、在file2和file3文件中使用，那么在文件file2与file3中就需要使用extern声明来建立该变量与其定义之间的联系。人们通常把变量和函数的extern声明放在一个单独的文件中（习惯上称之为头文件），并在每个源文件的开头使用#include语句把所要用的头文件包含进来。后缀名.h约定为头文件名的扩展名。

…但为了与老版本的C语言程序兼容，ANSI C语言把空参数表看成老版本C语言的声明方式，并且对参数表不再进行任何检查。在ANSI C中，如果要声明空参数表，则必须使用关键字void进行显式声明。

读者应该注意到，这一节中我们在谈论外部变量时谨慎地使用了定义（define）与声明（declaration）这两个词。“定义”表示创建变量或分配存储单元，而“声明”指的是说明变量的性质，但并不分配存储单元。

顺便提一下，现在越来越多的人把用到的所有东西都作为外部变量使用，因为似乎这样可以简化数据的通信——参数表变短了，且在需要时总可以访问这些变量。但是，即使在不使用外部变量的时候，它们也是存在的。过分依赖外部变量会导致一定的风险，因为它会使程序中的数据关系模糊不清——外部变量的值可能会被意外地或不经意地修改，而程序的修改又变得十分困难。…其一便是使用了外部变量；另一方面，…从而使函数失去了通用性。

hello world

hello.c

hello.c
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#include <stdio.h>

main()
{
    printf("hello, world\n");
}
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$ cc hello.c
hello.c:3:1: warning: return type defaults to ‘int’ [-Wimplicit-int]
    3 | main()
      | ^~~~
$ ./a.out
hello, world
$
c►language►language►c

The C Programming Language - annotation, 0

The C Programming Language, Second Edition

作者Brian W. Kernighan，Dennis M. Ritchie，即K & R。
ISBN：0-13-110362-8。
中文版：《C程序设计语言》（第2版·新版），ISBN：978-7-111-12806-9。

一个编程语言的基本元素

…类型和表达式、控制流、函数与程序结构、指针与数组、结构、输入与输出、UNIX系统接口、标准库等内容。…

引言

C语言是一种通用的程序设计语言。它同UNIX系统之间具有非常密切的联系——C语言是在UNIX系统上开发的，并且，无论是UNIX系统本身还是其上运行的大部分程序，都是用C语言编写的。但是，C语言并不受限于任何一种操作系统或机器。由于它很适合用来编写编译器和操作系统，因此被称为“系统编程语言”，但它同样适合于编写不同领域中的大多数程序。

…BCPL语言…B语言…C语言…

C语言是一种相对“低级”的语言。

…ANSI标准，即“ANSI C”。

…不过，C语言保持了其初始的设计思想，即程序员了解他们在做什么，惟一的要求是程序员要明确地表达他们的意图。

pyenv：Python版本管理

pyenv - Python Version Management

安装方式一

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$ curl https://pyenv.run | bash
# 使用此方式也会安装pyenv-doctor，pyenv-update和pyenv-virtualenv plugins

# 修改~/.bashrc或者~/.profile如下
export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"
[[ -d $PYENV_ROOT/bin ]] && export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"
# command -v pyenv >/dev/null || export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"
eval "$(pyenv init -)"
eval "$(pyenv virtualenv-init -)" # init virtualenv plugin

# RESTART SHELL

安装方式二

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$ git clone https://github.com/pyenv/pyenv.git ~/.pyenv

$ cd ~/.pyenv && src/configure && make -C src # optional

安装必要的包（用于构建Python）

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$ sudo apt install build-essential libssl-dev zlib1g-dev libbz2-dev \
    libreadline-dev libsqlite3-dev curl libncursesw5-dev xz-utils tk-dev \
    libxml2-dev libxmlsec1-dev libffi-dev liblzma-dev

pyenv使用

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$ pyenv install 3.12.1

$ pyenv global/local/shell
$ pyenv version/versions

pyenv-virtualenv插件

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# 安装
$ git clone https://github.com/pyenv/pyenv-virtualenv.git $(pyenv root)/plugins/pyenv-virtualenv

# 使用
$ pyenv virtualenvs
$ pyenv virtualenv
$ pyenv activate
$ pyenv deactivate
$ pyenv virtualenv-delete

pyenv-virtualenvwrapper插件（可选）

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# 安装
$ git clone https://github.com/pyenv/pyenv-virtualenvwrapper.git $(pyenv root)/plugins/pyenv-virtualenvwrapper

# 使用
$ pyenv virtualenvwrapper
$ pyenv virtualenvwrapper_lazy

使用pyvenv而不是virtualenv：

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export PYENV_VIRTUALENVWRAPPER_PREFER_PYVENV="true"

virtualenvwrapper

virtualenvwrapper文档。virtualenvwrapper可以提供mkvirtualenv，lsvirtualenv，workon这样的命令，以方便使用虚拟环境。

一点说明

一般一个系统上只安装一个版本的Python。有了pyenv就可以方便地安装多个版本，并在不同版本间切换。

早期的Python只能装一组包（一个环境），难免会出现包版本冲突的情况。于是发展出了virtualenv这的方案，它可以创建多个虚拟环境，这样就可以在不同的环境中安装不同版本的包。

在virtualenv的基础上，它的一个子集成为了后来Python内置库——venv模块（pyvenv包）。

virtualenvwrapper提供了方便使用虚拟环境的命令。

SSH相关的设置

在Ubuntu主机上安装SSH服务器

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$ sudo apt-get install openssh-server

公钥认证

参见What is SSH Public Key Authentication?。

ssh目录

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# Windows
## system
C:\ProgramData\ssh\
## user
C:\Users\Foo\.ssh\

# Linux
## system
/etc/ssh/
## user
/home/foo/.ssh/

key文件

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# private key
id_rsa
# public key
id_rsa.pub

用ssh-keygen生成client的key pair

对public key授权

可以在client端执行ssh-copy-id命令；也可以在server端直接编辑~/.ssh/authorized_keys文件，加入client的public key。

WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED!

以前连接过的server端的key文件更新了，或者IP变化了，会出现这种情况。

  1. 可以用ssh-keygen -R从known_hosts移除server的fingerprint。
  2. 然后用ssh-keyscan将新的fingerprint加入。
  3. 也可以直接修改known_hosts。

如何清理一台虚拟机

我经常使用Linux操作系统，不过大多数时间都是在虚拟机上面。在报废一台虚拟机之前，我需要对机器上的内容做清理。

目标：清理掉ubuntu虚拟机

检查应用（apps）

  • dpkg包
  • snap包
  • docker镜像
  • virtual machine及其snapshot

检查数据（data）

  • 文件系统

输出列表

  • 最常用的应用列表
  • 随用随装的应用列表
  • 感兴趣的话题列表
  • 针对话题去找工具

背后的想法

把清理的过程记录下来，也许一开始不是完整的，但是可以不断的完善。把东西记下来，自然就能知道自己在关注什么。

应用列表最好平时就维护。平时不记也不会忘记，因为不常用的忘了也不可惜，常用的也忘不了。最糟糕的情况不过是清理时再过一遍。

做一件事情如果能够一次做到位，不走弯路，就是捷径。一件事情反复做，自然就能高效。

最终的目标

应用文档化
文档git化