2 c语言基本概念

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2.1 编写一个简单地c程序

2.1.1 程序：显示双关语

注意：编译器往往要求文件的扩展名为.c

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# include <stdio.h>
int main()
{
	printf("To c, or not to c:that is the question.\n");
}

2.1.2 编译和链接

预处理器（processor）：类似编辑器，它可以给程序添加内容，也可以对程序进行修改。
指令（directive）：以#开头的命令，由预处理器执行为程序文件添加内容。
目标代码（object code）：编译生成的机器指令（需要链接才能运行）
编译器（complier）：在编译阶段将程序翻译成目标代码。比如UNIX下的cc。
链接器（linker）：把编译产生的目标代码和任何其它附加代码整合在一起，生成可执行文件。

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st=>start: 编写程序
e=>end: 执行

op1=>operation: 预处理：执行指令，引入相关代码
op2=>operation: 编译：将预处理后的代码翻译为目标代码
op3=>operation: 链接：整合目标代码和附加代码（包括库函数），生成完全可执行的程序

st->op1->op2->op3->e

cc

-o 允许为含有可执行程序的文件命名

使用技巧

  • 自动链接：使用cc进行编译时，系统会自动进行链接操作，不需要单独的链接命令
  • 可执行文件命名：默认为文件名.out
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$ cc -o pun pun.c# 可执行文件名为pun

gcc(GNU C Complier）

-Wall 使gcc比平常更彻底地检查程序并警告可能发生的问题

简介：UNIX系统中最常用的编译器之一。
自由软件基金会（Free Software Foundation, FSF）：由Richard M.Stallman创建，旨在对抗UNIX正版软件的使用限制和高额费用。重写了大量UNIX软件并免费发布。

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$ gcc -Wall -o pun pun.c

2.2 简单程序的通用形式

一般形式：

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指令
main(){
    语句
}

3个关键语言特性：指令 函数 语句

2.2.1 指令

头文件：都包含一些标准库的内容
语法：

  1. 所有的指令都以#开始，用以和c程序的其它代码进行区分
  2. 默认情况下指令是一行
  3. 在每条指令的结尾既没有分号也没有其它特殊标记

2.2.2 函数

定义：一系列组合在一起并且赋予了名字的语句
分2类：

  • 程序员编写的函数
  • 编译器提供的库函数(library function)

main函数

简介：c程序可以包含多个函数，但前置规定必须有一个main函数
特点：

  • 在执行程序时系统会自动调用main函数
  • 名字main是至关重要的，不能改写为begin start，甚至MAIN

注意：建议在main函数末尾用一条return结束语句，Q&A如果不这样做，某些编译器可能会产生一条警告信息。

2.2.3 语句

定义：程序运行时执行的命令
语法：

  • 除复合语句和指令除外，每条语句都要用;结尾

2.2.4 显示字符串

字符串字面量：用一对双引号保卫的一系列字符
printf：不会自动跳转到下一行（除非在末尾添加\n）

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printf("To, or not to c:");
printf("that is the question.\n:");

2.3 注释

语法：/**/，可以出现在程序的任何位置，单独占行或和其它程序放在同一行。

2.3.1 文档说明

2.3.1.1 举个栗子

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/* Name:	pun.c 			 */
/* Purpose:	Prints a bad pun */
/* Author:	K. N. King		 */
/* Date written:	5/21/95	 */

# include <stdio.h>
int main()
{
	printf("To c, or not to c:that is the question.\n");
	return 0;
}

2.3.1.2 其它形式

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/******************************
 * Name:	pun.c 			  *
 * Purpose:	Prints a bad pun  *
 * Author:	K. N. King		  *
 * Date written:	5/21/95	  *
 * ****************************/
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/*
* Name:	pun.c 	
* Purpose:	Prints a bad pun 
* Author:	K. N. King	
* Date written:	5/21/95	 
*/

2.3.2 翼型注释

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main()/* Beginning of main program */

2.4 变量和赋值

2.4.1 类型

简介：类型用来寿命变量所存储的数据的种类。类型会影响变量的存储方式，所以选择合适的类型非常关键。

int和float

类型 说明 速度 存储 取值特点 备注
int 整数 较快 占用少 取值范围小
float 浮点数 较慢 占用多 取值范围大 存储的数值往往只是数值的近似值，存在摄入误差

2.4.2 声明

语法：

  • 每条声明都要以;结尾
  • 声明多个相同类型的变量时，中间用,隔开

建议：在声明和语句之间留出空白。
注意：main 函数包含声明时，必须把声明放置在语句之前。

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main(){
  声明
  语句
}

2.4.3 赋值

语法：变量 = 表达式
表达式：赋值运算的右侧的包含常量、变量和运算符的公式。

2.4.4 显示变量的值

方式：通过printf

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printf("Height: %d Length: %d\n", height, length);

2.4.5 程序：计算箱子的空间重量

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/* Name:	pun.c 			 */
/* Purpose:	Prints a bad pun */
/* Author:	K. N. King		 */
/* Date written:	5/21/95	 */

# include <stdio.h>
int main()
{
	int height, length, width, volume, weight;
	
	height = 8;
	length = 12;
	width = 10;
	volume = height * length * width;
	weight = (volume + 165) / 166;

	printf("Dimensions: %dx%dx%d\n", length, width, height);
	printf("volume(cubic inches):%d\n", volume);
	printf("Dimensional weight (pounds):%d\n", weight);

	return 0;
}
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$ gcc -Wall -o pun pun.c
$ ./pun
 Dimensions: 12x10x8
 volume(cubic inches):960
 Dimensional weight (pounds):6

2.4.6 初始化

初始化式（initializer）：在变量声明中加入初始值。
注意：程序开始执行时，默契热情况下某些变量会自动设置为零，而大多数变量则不会。

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int height, length = 12, width = 12;/*其中第一个个变量的值未知*/

2.4.7 显示表达式的值

在任何需要数值的地方，都可以使用具有相同类型的表达式。

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prinf("%d\n", height * length * width);

2.5 读入输入

scanf:和printf相对应的c库函数。

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scanf("%d", &i);/*读入一个整数给i*/
scanf("%f", &x);/*读入一个float数值给x*/

程序：计算箱子的空间重量（改进版）

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/*
 * Computes the dimensioal weight of a box
 * from input provided by the user
 */
# include <stdio.h>
int main(){
	int height, length, width, volume, weight;

	printf("Enter height of box:");
	scanf("%d", &height);
	printf("Enter length of box:");
	scanf("%d", &length);
	printf("Enter width of box:");
	scanf("%d", &width);

	volume = height * length * width;
	weight = (volume + 165) / 166;


	printf("volume(cubic inches):%d\n", volume);
	printf("Dimensional weight (pounds):%d\n", weight);

	return 0;	
}
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$ ./dweight2 
 Enter height of box:2
 Enter length of box:3
 Enter width of box:4
 volume(cubic inches):24
 Dimensional weight (pounds):1

2.6 定义常量

宏定义（macro definition）：对程序进行预处理时，预处理器会把每一个宏用其表示的值替换回来。
语法：# define 宏变量名 字面量或表达式
注意：

  • 常量的名字使用大写字母（沿用了10几年的规范）
  • 当宏包含运算符时，必须使用括号把表达式括起来

程序：华氏温度转换为摄氏温度

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/************************************************
 * Converts a Fahrenheit temperature to Celsius *
 * **********************************************/

 # include <stdio.h>

 # define FREEZING_PT  32.0
 # define SCALE_FACTOR (5.0 / 9.0)/*如果是(5/9)结果为0*/
 int main(){
 	float fahrenheit, celsius;

 	printf("Enter Fahrenheit temperature:");
 	scanf("%f", &fahrenheit);

 	celsius = (fahrenheit - FREEZING_PT) * SCALE_FACTOR;/*温度转换*/

 	printf("Celsius equivalent:%.1f\n", celsius);/*保留小数点后一位*/
 	return 0;
 }
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$ ./celsius 
 Enter Fahrenheit temperature:32
 Celsius equivalent:0.0

2.7 标识符

定义：变量、函数、宏和其他实体的名字成为标识符(identifier)。
规则：

  1. 可以包含字母、数字和下划线
  2. 必须以字母或者下划线开头
  3. 区分大小写
  4. 对标识符的最大长度没有限制
  5. 不能使用关键字作为标识符
    Alt text

2.8 c语言程序的布局

原则

  • 语句可以划分在任意多行内
  • 记号间的空格应该便于肉眼区别记号。因此通常在每个运算符的前后都放上一个空格。
  • 缩进有助于轻松识别程序嵌套
  • 空行可以把程序划分成逻辑单元，从而使读者更容易辨别程序的结构。