深度理解C語言的編譯機制和語言標準，萬物皆可C！

編程機制

編寫程序時必須遵循確切步驟主要是取決於你的計算機環境。由於 C語言是能夠移植的，因此它在許多環境中可用，其中包括 UNIX，Linux，Windows等等 。

不過，讓咱們首先來看一看許多環境所共有的一些方面。你徹底沒必要知道運行一個 C 程序後面的事情，但瞭解一點是一個很好的背景知識。它還能夠幫助你理解爲何編寫一個 C 程序必須通過一些特定步驟。

用 C 語言編寫一個程序時，你將編寫的內容保存在一個被稱爲源代碼文件的文本文件中。

大多數 的系統，都須要該文件的名稱以 .c 結尾。例如，hello world.c 。名稱中小點前的部分被稱爲基本名，小點後的部分被稱爲擴展名。所以，hello world 是一個基本名，c 是一個擴展名。組合在一塊兒的 hello world.c 是文件名。

 

這樣，在咱們提到名稱時內容就能夠更具體，咱們假定有一個名爲 hello world.c 的源文件，其源代碼以下面所示。

#include

int main ()

{

printf("hello world！ ");

return 0;

}

 

目標代碼文件、可執行文件和庫

C語言編程的基本策略是使用程序將源代碼文件轉換爲可執行文件，此文件包含能夠運行機器語言代碼。

它分兩步完成這一工做：編譯和連接。

編譯器將源代碼轉換爲中間代碼，連接器將此中間代碼與其餘代碼相結合生成可執行文件。C 使用被劃分爲兩部分的這一方法使程序便於模塊化。

你可分別編譯各個模塊，而後使用連接器將編譯過的模塊結合起來。這樣，若是須要改變一個模塊，則沒必要從新編譯全部其餘的模塊。同時，連接器將你的程序與預編譯的庫代碼結合起來。

中間文件的形式有多種選擇。最通常的選擇，同時也是咱們這裏講述的實現方式所採起的選擇，是將源代碼轉換爲機器語言代碼，將結果放置在一個目標代碼文件中。

雖然目標文件包含機器語言代碼，但該文件還不能運行。目標文件包含源代碼的轉換結果，但它還不是一個完整的程序。

目標代碼文件中所缺乏的第一個元素是一種叫作啓動代碼（start-up code）的東西，此代碼至關於你的程序和操做系統之間的接口。

例如，你能夠在DOS或Linux下運行一個 IBM PC兼容機，在兩種狀況中硬件是相同的，因此會使用一樣的目標代碼，但DOS與Linux要使用不一樣的啓動代碼，由於這兩種系統處理程序的方式是不一樣的。

所缺乏的第二個元素是庫例程的代碼。幾乎全部C程序都利用標準C庫中所包含的例程（稱爲函數）。

例如，前面的 concrete.c 使用了函數 printf（）。目標代碼文件不包含這一函數的代碼，它只包含聲明使用 printf（）函數的指令。實際代碼存儲在另外一個稱爲「庫」的文件中。庫文件中包含許多函數的目標代碼。

連接器的做用是將【目標代碼】、【系統的標準啓動代碼】和【庫代碼】這3個元素結合在一塊兒，並將它們存放在單個文件，便可執行文件中。對庫代碼來講，連接器只從庫中提取你所使用的函數所須要的代碼，以下圖中的簡單示例：

簡而言之，目標文件和可執行文件都是由機器語言指令組成的。但目標文件只包含你所編寫的代碼轉換成的機器語言，而可執行文件還包含你所使用的庫例程以及啓動代碼的機器代碼。

 

Windows系統的集成開發環境

由於 C 編譯器不是標準 Windows 包的一部分，因此須要得到並安裝一個 C 編譯器。

許多廠商都會提供基於 Windows的集成開發環境（IDE） 。

全部編譯器都具備用來裝配C程序的快速，集成的開發環境。關鍵的一點是，它們都具備內置的編輯器，可用來編寫C程序。

這類開發環境通常都提供了讓你能夠命名和保存源代碼文件的菜單，以及讓你能夠不離開IDE就能編譯和運行程序的菜單。若是編譯器發現任何錯誤，會返回到編輯器中，並且編輯器能夠標出有問題的行，並將它們與相應的錯誤消息匹配起來，例如VC6.0、QT、Visual Studio（簡稱vs）。

Windows IDE最初可能讓人有一點望而生畏，由於它們提供多種目標，也就是說，提供了多種可以讓程序在其中運行的環境。

例如，它們可能提供16位Windows程序，32位Windows程序，動態連接庫文件（DLL）等等讓你選擇。許多目標都須要引入Windows圖形界面的支持。爲了管理這些選項，一般須要建立一個項目，以便隨後向其中添加將要使用的源代碼文件名。

通常來講，首先使用文件菜單來建立一個新的項目。重要的是選取正確的項目形式。本書中的例子是通常性的例子，設計目的是在一個簡單的命令行環境中運行。

由於 Widnows IDE通常可處理 C 和 C++，因此你應該指明你須要一個C程序。在某些產品，可使用項目類型來指明但願使用 C。

而在其餘一些產品，如 Microsoft Visual C++中，可使用.c文件擴展名來指明但願使用 C 而不是 C++。然而，大多數 C 程序也能夠做爲 C++程序運行。

 

可能你們在寫完一個程序以後會遇到一個問題：顯示程序執行的窗口在程序終止時忽然消失，也就是程序運行後窗口一閃而過。

若是遇到這種狀況，那麼可使程序暫停，直到按下 Enter鍵。要作到這一點，請在程序的末尾，剛好在 return 語句以前，添加下面的一行：

getchar()；

該行讀取一次按鍵，所以程序將暫停直到按下 Enter 鍵時。有時，根據程序函數的須要，可能已經有一個等待按鍵的指令。在這種狀況下，須要使用 getchar（）兩次：

getchar();

getchar();

例如，若是程序最後作的事情是請你輸入你的體重，那麼就應當鍵入你的體重並按 Enter 鍵以輸入數據。

程序將讀取體重，第1個getchar（）將讀取 Enter鍵，第2個getchar（）將致使程序暫停，直到再次按下 Enter鍵。若是如今你對此還不太理解，那麼在學習更多關於 C 輸入的知識後你就明白了。

雖然各類IDE都有許多共同的原則，但在細節方面會因產品而異，而在一個產品系列中，又會因版本而異。你必需要通過一些實踐，才能知道編譯器的正確工做方式。

 

語言標準

目前，有許多 C 實現方式可用。理想狀況下，編寫 C 程序時，假如該程序末使用機器特定的編程技能，則它在任何實現方式中的運行應該是相同的。要在實踐中作到這一點，不一樣的實現方式須要遵照一個公認的標準。

首先說明一點，C語言並無官方的標準。

不過，Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 編寫的 The C Programming Language 第1版（1978）成爲你們接受的標準，一般稱爲 K&R C 或經典 C。

第1個 ANSI/ISO C 標準

隨着 C語言的發展和更加普遍地用於更多種類的系統上，使用 C 的羣體意識到它須要一個更加全面，新穎和嚴格的標準。

爲了知足這一要求，美國國家標準代組織（ANSI）在1983年設立了一個委員會以發展一個新的標準，該標準於1989年正式採用。

這個新標準（ANSI C）定義了語言和一個標準 C 庫。國標標準化組織於1990年採用一個 C 標準 （ISO C ）。

ISO C 和 ANSI C 實質上是同一個標準。ANSI/ISO標準最終版本一般被稱爲 C89 （由於 ANSI於1989年批准了該標準） 或 C90（由於 ISO 於1990年批准了該標準）。然而，由於 ANSI版本是首先出現的，因此人們一般使用ANSI C這一術語。

 

C99 標準

1994年，修訂標準的工做開始了，這一努力的結果是產生了 C99標準。

一個聯合 ANSI/ISO委員會簽署了 C90標準的最初原則，包括保持言語短小而簡單。他們的意圖不是爲語言添加新的特性，而是爲了知足新的目標。

新目標之一是支持國際化編程。

例如，提供了處理國際字符集的方法。第二個目標是「整理現有的慣例以解決明顯的缺點」。所以，在遇到須要將 C 移植到 64 位處理器時，委員會根據在真實生活中處理問題的人的經驗來添加標準。第三個目標是針對科學和工程項目的重要數字計算改進 C 的適應能力。

國際化，修正其不足和改進計算的實用性這三點是主要的面向改變的目標。造成在關於更改的計劃在性質上更加保守，例如，讓與 C90 和 C++ 的不兼容性達到最小，讓語言在概念上保持簡單。肩帶來講就是但願 C++成爲重要的和強有力的語言。

結果是 C99 的修改保持了 C 的本質特性，C 繼續是一種簡短，清楚，高效的語言。

書中指出了 C99中的許多修改。由於目前大多數編譯器沒有徹底實現全部 C99的修改，因此你能夠會發現一些修改在你的系統上不可用。或者你可能會發現，只有修改編譯器的設置之後，纔可以看到一些 C99 的特性。

 

總結

C 是一種強大，簡潔的編程語言。之因此流行是由於它提供了有用的編程工具和對硬件良好的控制，還由於 C 程序在從一個系統向另外一個系統移植方面比大多數程序更容易。C 是一種須要編譯的語言。C 編譯器和連接器是將 C 語言源代碼轉換成可執行代碼的程序。

用 C 編程可能很費力，困難並讓你感到灰心，但這一工做也可能讓你着迷，興奮和感到滿意。

 

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