第 2 章 C 语言概述

2.1 简单的 C 程序示例

程序清单 2.1 first.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num;
	num = 1;

	printf("I'm a simple ");
	printf("computer\n");
	printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

	getchar(); // 防止程序输出一闪而过
	return 0;
}

I'm a simple computer
My favorite number is 1 because it is first.

2.2 示例解释

2.2.1 C 程序的组成

一个典型的 C 程序由几个重要的部分组成

#include 预处理
int main(void) main()函数总是第一个被调用的函数，即使其他函数写在前面
function name( ) 其余函数
语句 函数的函数体由语句和声明组成，C 语言中有 6 种语句，大多数语句需要分号结尾

① 标号语句

② 复合语句

③ 表达式语句：赋值表达式

④ 选择语句

⑤ 迭代语句

⑥ 跳转语句：return语句

2.2.2 程序解释

1. #include 预处理

#include <stdio.h>

相当于把 stdio.h 文件中的所有内容都输入在该行所在的位置，类似 Python 的 import 第三方库，而 stdio.h 文件中就包括了标准的输入输出，比如 printf() 函数就定义在里面。因为有些程序不需要输入输出，所以没有把 stdio.h 内置

2. main()函数

int main(void)

C 程序一定从 main() 函数开始执行（即使别的函数写在前面），int 是函数的返回类型，即整型；main 是函数名，其余函数的名字可以变，但是 main 函数名不可以变；() 用于识别其是一个函数，括号内可以存在参数，没有参数就是 void （或者空）。

3. 注释

单行注释：

// 这是单行注释

多行注释：

/*  这是
多行
注释 */

4. {}—函数体和块

{} 标记函数体的开始和结束，还可以用于把函数中的多条语句合并为一个单元或者块

5. 声明

int num;

在函数中声明一个名为 num 的整型变量，以前要求变量声明在块的顶部，现在不需要

命名

① 给变量命名时应使用有意义的变量名或标识符，无法清楚表达意义时，可以加注释。

② 可以用字母、数字和下划线命名，但不能以数字开头，最好也不要以下划线开头（避免与库中的标识符重名）。

③ 避免使用关键字和保留标识符

6. 赋值

num = 1;

6 种基本语句中的赋值表达式语句，即“把值 1 赋给变量 num”

7. printf()函数

printf("I'm a simple ");
printf("computer\n");
printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

I'm a simple computer
My favorite number is 1 because it is first.

printf() 是一个标准函数，用来打印括号内双引号中的内容
第二个 printf 中的 \n 并没有打印，转义字符：

\n：换行符，即 Enter 键 \t：制表符，即 Tab 键 \b：退格键，即 Backspace 键
第三个 printf 中的 %d 并没有打印，占位符：
- % 提醒程序，要在该处打印一个变量，d 表示把变量作为十进制整数打印
- %d 由后面的变量 num 来代替
- printf() 中的 f 表示一种格式化打印函数

8. return 语句

return 0;

6 种基本语句中的跳转语句，因为函数声明 int main(void) 中 int 表明 main() 函数的返回值应该是一个整数，遗漏 return 语句在程序运行到最外面的右花括号 } 时会返回 0。最好不要遗漏

2.3 简单程序的结构

程序由一个或多个函数组成，必须有 main() 函数。

函数由函数头和函数体组成。

函数头：包括函数名、返回类型和传参信息
函数体：用 { } 括起来，由一系列语句和声明组成

#include　<stdio.h>
int　main(void)
{
	//语句 +[声明]
	return 0;
}
//（大部分语句都以分号结尾。）

2.4 提高程序可读性

① 有意义的函数名 ② 注释 ③ 用空行分隔成概念上的多个部分 ④ 每条语句各占一行

2.5 进一步使用 C

程序清单 2.2 fathm_ft.c

// fathm_ft.c--把 2 音寻转成英寸
#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int feet, fathoms;
	fathoms = 2;
	feet = 6 * fathoms;

	printf("There are %d feet in %d fathoms!\n", feet, fathoms);
	printf("Yes,I said %d feet!\n", 6 * fathoms);

	getchar();
	return 0;
}

There are 12 feet in 2 fathoms!
Yes,I said 12 feet!

2.5.1 多条声明

一条声明中声明了两个变量，用逗号隔开两个变量（feet 和 fathoms）

int feet, fathoms;
// 等价于
int feet;
int fathoms;

// 不可以这样声明
int feet, int fathoms;

2.5.2 多个打印

printf("There are %d feet in %d fathoms!\n", feet, fathoms);

There are 12 feet in 2 fathoms!

两个 %d ，后面的两个变量用逗号隔开

2.6 多个函数

自己编写新的函数

程序清单 2.3 two_func.c

// two_func.c--一个文件中包含两个函数
#include <stdio.h>

// 函数声明
void butler(void);

int main(void)
{
	printf("I will summon the butler function.\n");

	butler();

	printf("Yes. Bring me some tea and writeable DVDs.\n");

	getchar();
	return 0;
}

// 函数定义
void butler(void)
{
	printf("You rang, sir?\n");	
}

I will summon the butler function.
You rang, sir?
Yes. Bring me some tea and writeable DVDs.

1. bulter() 函数出现了 3 次

第 1 次：函数声明（函数原型），告知编译器在程序中要使用该函数，否则无法运行
第 2 次：以调用函数的形式出现在 main() 中
第 3 次：函数定义

2. 函数执行顺序

无论 bulter() 函数定义在 main() 函数前面或者后面，C 程序都是从 main() 函数开始执行
惯例都是把 main() 函数定义在前面，其他函数定义在后面（需要在 main() 函数前面声明）
bulter() 函数何时执行取决于它在 main() 函数中被调用的位置，与定义位置无关

2.7 调试程序

找出程序清单 2.4 中的错误

程序清单 2.4 nogood.c

// nogood.c--有错误的程序
#include <stdio.h>

int main(void)
(
	int n, int n2, int n3;
    /* 该程序有多处错误
	n = 5;
	n2 = n * n;
	n3 = n2 * n2;
	
	printf("n = %d, n squared = %d, n cubed = %d\n",n, n2, n3)

	return 0;
)

2.7.1 语法错误

语法错误是指不遵循 C 语言的规则犯的错误

main() 函数体用圆括号代替了花括号
变量声明错误

int n, int n2, int n3;
// 修改为
int n, n2, n3;
// 或者
int n; int n2; int n3;

main() 中的注释末尾漏掉了 */，或者用 // 代替 /*
printf() 语句末尾漏掉了分号

2.7.2 语义错误

语义错误是指语法正确，意思上有错误，即逻辑错误

假设上述代码想要实现 n2 表示 n 的平方，n3 表示 n 的立方

n3 = n2 * n2;

实际代码 n3 表示 n 的四次方

2.7.3 程序状态

1)语法错误根据编译器的错误提示修改即可

2)如何跟踪程序，找到语义错误？

对于循环次数过多的，可以跟踪一部分循环
在关键点插入额外的 printf()
调试器（debugger），可以一步一步运行程序，并检查程序变量的值

2.8 关键字和保留标识符

关键字如下表所示，保留标识符包括以下划线字符开头的标识符和标准库函数名，如printf()

auto	extern	short	while
break	float	signed	_Alignas
case	for	sizeof	_Alignof
char	goto	static	_Atomic
const	if	struct	_Bool
continue	inline	switch	_Complex
default	int	typedef	_Generic
do	long	union	_Imaginary
double	register	unsigned	_Noreturn
else	restrict	void	_Static_assert
enum	return	volatile	_Thread_local