课后作业

做的是有基础的那部分

  1. 有一个字符串是这样的：china中国verygood天朝nice，里面既含有中文又含有英文，请编写一个函数，能截取任意长度的字符串 n（n<=总长度）

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    fn(5) = china
    fn(6) = china中
    fn(8) = china中国v

    此题涉及到字符存储所占字节大小的问题，英文字符占一字节，课上讲的中文字符是占二字节（GB2312）。但是我写这个题目的时候是在家里，手头只有一个平时用的mac，做逆向用的那个win本搁学校里没有带回来，所以就没法用这个老旧windows环境下的GBK，只能用现代默认的UTF-8编码了，原理上都是大差不离的。

    首先先来看看 UTF-8 的编码规则（x 表示可用编码位）：

    字节数 能表示什么字符 编码长什么样 每个字节的大概范围
    1 字节 最普通的英文、数字、符号，比如 A、1、, 0xxxxxxx 0x00 到 0x7F
    2 字节 一些扩展字符，比如带音标的欧洲字符、中东字符等 110xxxxx 10xxxxxx 首字节范围：0xC2 到 0xDF；后面字节：0x80 到 0xBF
    3 字节 绝大多数常见汉字，比如 你、中、文 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 首字节范围：0xE0 到 0xEF；后面字节：0x80 到 0xBF
    4 字节 emoji、很生僻的汉字、一些特殊符号，比如 😀 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 首字节范围：0xF0 到 0xF4；后面字节：0x80 到 0xBF

    简单来讲，如果一个字节的第一位是 0，则这个字节单独就是一个字符；如果第一位是 1，则连续有多少个 1，就表示当前字符占用多少个字节

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    #include <stdio.h>
    #include <string.h>

    void substr(char *src, int n, char *dest) {
        int idx = 0;  // 记录当前扫描到的字节位置
        int cnt = 0;  // 记录当前已经扫描的逻辑字符个数

        while (src[idx] != '\0' && cnt < n) {
            unsigned char c = src[idx];
            
            // 根据UTF-8的首字节规则，判断跳过几个字节
            if ((c & 0x80) == 0x00) {
                idx += 1;  // 1字节
            } else if ((c & 0xE0) == 0xC0) {
                idx += 2;  // 2字节
            } else if ((c & 0xF0) == 0xE0) {
                idx += 3;  // 3字节
            } else {
                idx += 4;  // 4字节
            }
            cnt++;
        }

        strncpy(dest, src, idx);
        dest[idx] = '\0';
    }

    int main() {
        char *s = "china中国verygood天朝nice";
        char ans[100];
        int num;

        while (scanf("%d", &num)) {
            substr(s, num, ans);
            printf("fn(%d) = %s\n", num, ans);
        }

        return 0;
    }

    运行效果：

  2. 指针可以做乘法运算吗？如何实现？

    在标准C语言中，由于指针代表的是内存地址，它可以进行加减操作，你对指针去加或者减上一个数，可以表示在内存中向前/向后移动。但是乘除操作是无意义的，直接使用编译器会报错

    不过在计算机的眼里，指针本质上就是一个地址，而地址在机器里就是一个整数。所以可以通过强制类型转换来实现指针的乘法运算，先把指针转换为整数，运算过后再还原回去。GPT 大人说这里可以用 uintptr_t 类型，这是一种专门用来保存指针地址的无符号整数类型，它的长度永远和当前系统的指针长度一样，不用担心精度问题。

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    #include <stdio.h>
    #include <stdint.h>

    int main() {
        int a = 10;
        int *p = &a;

        uintptr_t addr = (uintptr_t)p;
        uintptr_t new_addr = addr * 2;
        int *q = (int *)new_addr;

        printf("p = %p\n", p);
        printf("q = %p\n", q);

        return 0;
    }

    运行结果：