## C语言基本概念

*Syntactic sugar causes cancer of the semi-colons.*[^0]



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### :earth_asia:思维导图

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### :globe_with_meridians:目录

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[TOC]

### :email:写在前面

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如果只是写个人学习总结的博客很容易，简单写一些感悟然后贴上代码走人就可以了，甚至不用校审。但是我命名本系列为【C语言必知必会】帮助你从入门到精通 C语言，那势必要“事无巨细”一些：既要考虑到没有基础的初学者，又不能止于基础。所以本教程适合各类人群学习，只要你看就一定会有帮助。

本教程是本人纯手打并排版，校审由我与我的搭档汤圆君一起完成的。你们看这一篇文章我要写好几个小时。如果文章对你有帮助，请不要“白嫖”。支持一下作者，作者会发更多干货好文。

特别鸣谢：汤圆君（公众号：【Cc听香水榭】 长期更新高质量英语教学）关注她表示对她工作的认可吧！

### :books:教学

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###  第一个C程序

**main.c**

```c
#include<stdio.h>

int main(void){
    
    printf("Hello，World\n");//a simple C program
    
    return 0;
}
```



将上述程序写在你的编译器里。

然后给文件命名，并以`.c`作为扩展名，例如`main.c`。

现在，编译并运行该程序。如果一切正常，输出的应该是：

```c
Hello,World
```



恭喜你，你已经是一名C程序员了！:laughing:



*Hello，World 是伟大的。它像着一个呱呱坠地的婴儿对世界的问好，它憧憬着美好的世界，一切事物都是新鲜的。*

​																																												  ——不会编程的程序圆

现在，让我们看看这个程序到底是什么意思。

### 正式开始之前

#### 编译和链接

C程序编译链接的过程：（知道即可）

![](https://img-blog.csdnimg.cn/20200304111450556.png)

#### 集成开发环境

> 集成开发环境（integrated development enviroment,IDE）：集成开发环境是一个软件包，我们可以在其中编辑，编译，链接，执行和调试程序。

IDE推荐：

CodeBlock（本教学中的简单的程序会用这个软件来完成）

VS2019（编写需要调试的程序用它来完成）

### 简单程序的一般形式

#### 1. 指令

示例程序第一行`#include<stdio.h>`就是一条指令。

在程序**编译之前**，C编译器的**预处理器**（preprocessor）会首先对源代码进行一些准备工作，即预处理（preprocessing）。

> **指令(directive)：**我们把 预处理器 执行的命令称为 预处理器指令（preprocessor directive），简称指令。
>
> 指令的结尾不需要添加分号

`#include<stdio.h>`的作用相当于把 **头文件** `stdio.h` 中的所有内容都输入到该行所在的位置。

实际上，这是一种**复制+粘贴**的操作。

**include 文件提供了一种方便的途径共享许多程序共有的信息**。

`stdio.h`文件中包含了供编译器使用的输入和输出函数（如 `printf()`）信息。

该文件名的含义为**标准输入/输出**头文件（stadard input&output .header）

> **头文件(header):**在C程序顶部的信息集合。

每个头文件都包含一些标准库的内容。

示例程序引入stdio.h头文件的原因：C语言不同于其他编程语言，它没有内置的“读/写”命令。输入/输出功能由标准库中的函数实现。[^1]

**每次用到库函数，必须用#include指令包含相关的头文件。**省略必要的头文件可能不会对某一个特定程序造成影响，但是最好不要这样做。

[^1]: 为何不内置输入/输出? 原因之一是并非所有程序都会用到I/O（输入输出）包 。简洁高效表现了C语言的哲学。



#### 2.函数

`int main(void)`

> **函数：**类似于其他编程语言的“过程”或“子例程”，它们是用来构建程序的构建块。

事实上，C语言就是函数的集合。

函数分两大类：第一种是程序员自己编写的函数；另一类则是C作为语言实现的一部分提供的函数，即**库函数**（library function）。因为它们属于一个由编译器提供的函数“库”。

**main函数**：C程序都是从`main()`函数“开始”执行。`main()`函数是程序的唯一入口。**可以理解为程序是从main函数开始运行到main函数结尾结束。**

**返回类型**：`int`是main函数的 返回类型。这表明 main函数返回的值是整型。

*返回给哪里？返回给操作系统，我们后面再来讲解*

**参数**：`()`内包含的信息为函数的参数。示例中的`void`表示该例中没有传入任何参数。

> **请注意**
>
> 有背景颜色的地方都是重要的知识，但是在这里不管你是初学者/学了一段时间了，我都建议你遵守以下规范：
>
> **main函数到底应该怎么写？**我在这里不详细展开说。
>
> **正确的形式**：`int main(int argc, char* argv[])`
>
> **可以接受的形式：**`int main(void)`
>
> **错误的写法**：`int main()` 谭老师书中的写法。跟我学，不要用这种写法
>
> **脑瘫的写法**：`void main()` `void main(void)`所有C语言的标准都未认可这种写法，你在赣神魔？



`return 0`

**返回值**：前面我们讲到了*返回类型*，那么就应该有个返回值。示例中 `return `就代表返回，`0`是这个main函数的返回值。

> **main函数中return的作用**：
>
> 1.**使main函数终止**。mian函数在这里结束。
>
> 2.main函数返回值是0，**表示程序正常终止**。

**所以，`return 0`在main函数中是不可省略的**

虽然即使你不写，可能也可以通过编译，但是不写是不对的。



#### 3.语句

> 语句是程序运行时执行的命令
>
> 语句是带顺序执行的 C 程序段。任何函数体都是一条复合语句，继而为语句或声明的序列

例如：

```c
int main(void)
{ // 复合语句的开始
    int n = 1; // 声明（非语句）
    n = n+1; // 表达式语句
    printf("n = %d\n", n); // 表达式语句
    return 0; // 返回语句
} // 复合语句之结尾，函数体之结尾
```



**C语言中的六种语句**

1. **标号语句**

   1) [goto](https://zh.cppreference.com/w/c/language/goto) 语句的目标。                  （*标识符* **:** *语句*）

   2) [switch](https://zh.cppreference.com/w/c/language/switch) 语句的 `case` 标号。（**case** *常量表达式* **:** *语句*）

   3) [switch](https://zh.cppreference.com/w/c/language/switch) 语句的默认标号。       （**default** **:** *语句*）

2. **复合语句** 

   复合语句，或称**块**，是**花括号**所包围的语句与声明的序列。

   `{声明（可选）| 语句 }`

3. **表达式语句**

   典型的 C 程序中大多数语句是表达式语句，例如赋值或函数调用。

   无表达式的表达式语句被称作*空语句*。它通常用于提供空循环体给 [for](https://zh.cppreference.com/w/c/language/for) 或 [while](https://zh.cppreference.com/w/c/language/while) 循环。

4. **选择语句**

   选择语句根据表达式的值，选择数条语句之一执行。

   1) [if](https://zh.cppreference.com/w/c/language/if) 语句

   2) [if](https://zh.cppreference.com/w/c/language/if) 语句带 `else` 子句

   3) [switch](https://zh.cppreference.com/w/c/language/switch) 语句

5. **迭代语句**

   迭代语句重复执行一条语句。

   1) [while](https://zh.cppreference.com/w/c/language/while) 循环

   2) [do-while](https://zh.cppreference.com/w/c/language/do) 循环

   3) [for](https://zh.cppreference.com/w/c/language/for) 循环

6. **跳转语句**

   跳转语句无条件地转移控制流。

   1) [break](https://zh.cppreference.com/w/c/language/break) 语句

   2) [continue](https://zh.cppreference.com/w/c/language/continue) 语句

   3) [return](https://zh.cppreference.com/w/c/language/return) 语句带可选的表达式

   4) [goto](https://zh.cppreference.com/w/c/language/goto) 语句

   

**为什么需要分号？**

由于语句可以连续占用多行，有时很难确定它结束的位置，因此需要用分号来向编译器表示语句结束的位置。但预处理指令通常只用占一行，因此**不需要**分号结尾



#### 4.打印字符串 printf() 函数

`printf("Hello，World\n");`

`printf()`是一个功能十分强大的函数。*后面我们会进一步介绍*

示例中我们只是用printf函数打印了出了一条**字符串字面量(string literal)** —— 用一对双引号引起来的一系列字符。

**字符串**，顾名思义就是一串字符。

printf函数不会自动换行到下一行打印，它只会在它最开始那一行一直打印直到程序迫使它换行。

`\n`表示printf函数打印完成后跳转到下一行



请看如下程序，思考它的效果与示例中有何不同？

```c
printf("Hello,");
printf("World\n");
```

答案[^2]（点击或到文章尾查看）



如果想输出下面的结果，请考虑一下，应该如何写程序呢？

```c
Hello,
World
```

答案：

```c
printf("Hello,\n");
printf("World\n");
```

对于这个问题，第二个printf函数的 \n 可以省略。简单来说，printf函数会在  \n 出现的地方换行。



#### 5.注释

`//a simple C program`

> 写注释可以让自己和别人更容易明白你写的程序。
>
> C语言注释的好处是：可以写在任何地方。注释的部分会被编译器忽略。

我们试想一件事你昨天吃了什么饭，记性好是吧？上周五吃的什么饭？如果连上周 一天三顿的饭都不能记住，何况你自己查看你很久之前写的代码呢？

##### 两种注释符号

第一种：`/* */`

单行注释

```c
/* 关注微信公众号：不会编程的程序圆 */
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```

多行注释

```c
/* 关注微信公众号：不会编程的程序圆
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```

但是，上面这一种注释方式可能难以阅读，因为人不不容易发现注释结束的位置。

改进：

```c
/*关注微信公众号：不会编程的程序圆
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*/
```

更好的方法：将注释部分围起来

```c
/*************************************************
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*************************************************/
```

当然如果你嫌麻烦，也可以简化一下：

```c
/*
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 */
```

简短的注释可以放在同一行

```c
printf("Hello World\n");/* 不会编程的程序圆 */
```



但是，如果你忘记了终止注释可能会导致你的编译器跳过程序的一部分，请思考下列：

```c
printf("不会"); /* 关注我的公众号呦~
printf("编程"); 
printf("的");   /* 更多鼓励，更多干货！*/
printf("程序圆");
```

你可以在自己的编译器上自己敲一下，看看会输出什么。

由于第一条注释忘记输入结束标志，导致编译器将直到找到结束标志之前的程序都当成了注释！



第二种：`//`

C99提供的新的注释方式。

```C
//关注微信公众号：不会编程的程序圆
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```

> 新的注释风格有两大优点：
>
> 1. 这种注释会在行末自动终结，所以不用担心会出现未终止的注释意外吞噬部分程序的情况
> 2. 每行前都有 // ，所以多行的注释更加醒目

综上所述，建议采用 `//` 这种注释方式



[^0]: *语法糖导致分号癌。摘自《epigrams-on-programming》*
[^2]: 相同。

*参考资料：《C Primer Plus》《C语言程序设计：现代方法》 网上资料：cppreference.com*

***

> 本文GitHub已更新，文中代码都可以在上面对应的目录下找到，欢迎 star ！
> https://github.com/hairrrrr/C-CrashCourse



以上就是本次的内容。

如果文章有错误欢迎指正和补充，感谢！

最后，如果你还有什么问题或者想知道到的，可以在评论区告诉我呦，我在后面的文章可以加上。

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我是程序圆，我们下次再见。