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Pwn 基础之C/C++（一）：从第一个 C 程序到数据类型

本篇目标：能够编译 C 程序，看懂变量声明，并理解整数、字符和字节之间的关系。

系列定位：面向 C/C++ 零基础读者，为后续学习二进制程序打基础；本文不讲漏洞利用。

预计阅读时间：15～20 分钟。

1. 第一个 C 程序 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

保存为 hello.c，然后编译、运行：

gcc hello.c -o hello
./hello

其中：

  • #include <stdio.h> 引入标准输入输出函数的声明；
  • main 是程序入口；
  • printf 向标准输出打印内容；
  • \n 表示换行；
  • return 0 表示程序正常结束。

带命令行参数的入口可以写成：

int main(int argc, char *argv[])
{
    return 0;
}

argc 是参数数量，argv 保存各参数字符串的地址。

2. 变量是什么

变量是一块有名称、有类型的存储空间：

int age = 18;
char grade = 'A';
double score = 95.5;

声明的一般形式是：

类型 变量名 = 初始值;

类型决定了编译器如何解释这块数据，以及通常需要读取多少字节。

3. 常用数据类型 

char c = 'A';
short s = 100;
int i = 1000;
long l = 10000;
long long ll = 100000;
float f = 3.14f;
double d = 3.1415926;

在常见 Linux x86-64 环境中：

类型 常见大小
char 1 字节
short 2 字节
int 4 字节
long 8 字节
long long 8 字节
float 4 字节
double 8 字节
指针 8 字节

这些大小与平台和 ABI 有关，应该用 sizeof 验证：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("char: %zu\n", sizeof(char));
    printf("int: %zu\n", sizeof(int));
    printf("long: %zu\n", sizeof(long));
    printf("pointer: %zu\n", sizeof(void *));
    return 0;
}

4. 位、字节和十六进制

现代计算机中通常有：

1 byte = 8 bit

一个 bit 只能取 0 或 1。一个字节共有 2^8 = 256 种状态。

十六进制很适合表示内存：

1 个十六进制数字 = 4 bit
2 个十六进制数字 = 1 byte

C 中的十六进制整数以 0x 开头：

int a = 16;
int b = 0x10;

a 和 b 的值相同。

printf("decimal: %d\n", b);
printf("hex: 0x%x\n", b);

5. 固定宽度整数

处理二进制数据时，常用 <stdint.h> 中的类型：

#include <stdint.h>

uint8_t  a = 1;
uint16_t b = 2;
uint32_t c = 3;
uint64_t d = 4;

int8_t  e = -1;
int32_t f = -100;
  • u 表示无符号；
  • 数字表示位数；
  • _t 表示这是一个类型名。

6. 有符号、无符号与补码 

int signed_value = -1;
unsigned int unsigned_value = 1;

32 位整数的常见范围：

int32_t：  -2^31 ～ 2^31-1
uint32_t： 0 ～ 2^32-1

现代计算机通常使用补码表示负数。以 8 位的 -5 为例：

 5       = 00000101
按位取反 = 11111010
加一     = 11111011

同一组字节可以被解释成有符号数或无符号数。因此，分析表达式时必须同时关注“值”和“类型”。

7. 字符本质上也是整数 

char ch = 'A';

printf("character: %c\n", ch);
printf("decimal: %d\n", ch);
printf("hex: 0x%x\n", (unsigned char)ch);

ASCII 中常见值：

'A'  = 65 = 0x41
'a'  = 97 = 0x61
'0'  = 48 = 0x30
'\n' = 10 = 0x0a

8. 基础运算符 

int a = 10;
int b = 3;

int sum = a + b;
int sub = a - b;
int mul = a * b;
int div = a / b;
int mod = a % b;

整数除法会舍弃小数部分：

printf("%d\n", 5 / 2);       // 2
printf("%f\n", 5.0 / 2.0);   // 2.500000

比较运算符：

==  !=  >  <  >=  <=

逻辑运算符：

&&  ||  !

位运算符：

&  |  ^  ~  <<  >>

例如判断最低位：

if (value & 1) {
    printf("odd\n");
}

本篇练习

  1. 编写程序打印所有基础类型的 sizeof。
  2. 输入一个整数，分别以十进制和十六进制输出。
  3. 输出字符 A、a、0 的数值。
  4. 使用位运算判断一个整数的奇偶性。
  5. 分别使用 int32_t 和 uint32_t 保存数据并观察输出。

本篇小结

  • C 程序从 main 开始执行；
  • 类型决定数据的大小和解释方式；
  • 内存以字节为基本观察单位；
  • 十六进制便于表示地址和原始字节；
  • 字符也是整数；
  • 阅读整数表达式时必须关注位宽和符号属性。

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