C 語言編程 — 基本語法

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文章目錄

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• 前文列表
• C 語言
• C 語言的版本
• C 語言的特色
• C 語言的優勢
• C 語言的缺點
• 搭建編程環境
• 基本語法

前文列表

《程序編譯流程與 GCC 編譯器》

C 語言

C 語言是一種通用的、面向過程的高級編程語言。UNIX 操做系統，C 編譯器，和幾乎全部的 UNIX 應用程序都是用 C 語言編寫的。

C 語言最先的原型是 ALGOL 60。

• 1963 年，劍橋大學將其發展成爲 CPL（Combined Programing Language）。
• 1967 年，劍橋大學的 Matin Richards 對 CPL 語言進行了簡化，產生了 BCPL 語言。
• 1970 年，美國 AT&T 貝爾實驗室（Bell Labs）的 Ken Thompson 將 BCPL 進行了修改，並取名叫作 B 語言，意思是提取 CPL 的精華（Boiling CPL down to its basic good features）。並用 B 語言寫了第一個 UNIX 系統。
• 1973 年，貝爾實驗室的 Dennis Ritchie（D.M.RITCHIE）在 BCPL 和 B 語言的基礎上設計出了一種新的語言，取 BCPL 中的第二個字母爲名，這就是大名鼎鼎的 C 語言。
• 隨後不久，UNIX 的內核（Kernel）和應用程序所有用 C 語言改寫，今後，C 語言成爲 UNIX 環境下使用最普遍的主流編程語言。

C 語言的版本

• K&R C：1978 年，Dennis Ritchie（丹尼斯·裏奇，C 語言之父，UNIX 之父）和 Brian Kernighan（布萊恩·科爾尼幹）合做推出了《The C Programming Language，C 程序設計語言》的初版（按照慣例，經典著做必定有簡稱，該著做簡稱爲 K&R），書末的參考指南（Reference Manual）一節給出了當時 C 語言的完整定義，成爲那時 C 語言事實上的標準，人們稱之爲 K&R C。從這一年之後，C 語言被移植到了各類機型上，並受到了普遍的支持，使 C 語言在當時的軟件開發中幾乎一統天下。

• C89（ANSI C）：隨着 C 語言在多個領域的推廣、應用，一些新的特性不斷被各類編譯器實現並添加進來。因而，創建一個新的 「無歧義的、與具體平臺無關的 C 語言定義」 成爲愈來愈重要的事情。1983 年，ASC X3（ANSI 屬下專門負責信息技術標準化的機構，現已更名爲 INCITS。ANSI，全稱 American National Standard Institute，美國國家標準協會）成立了一個專門的技術委員會 J11（J11 是委員會編號，全稱是 X3J11），負責起草關於 C 語言的標準草案。1989 年，草案被 ANSI 正式經過成爲美國國家標準，被稱爲 C89 標準。

• C90（ISO C）：隨後，《The C Programming Language》第二版開始出版發行，書中內容根據 ANSI C（C89）進行了更新。1990 年，在 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14（ISO/IEC 聯合技術第 I 委員會第 22 分委員會第 14 工做組）的努力下，ISO 批准了 ANSI C 成爲國際標準。因而 ISO C（又稱爲 C90）誕生了。除了標準文檔在印刷編排上的某些細節不一樣外，ISO C（C90）和 ANSI C（C89）在技術上徹底同樣。

• C95：以後，ISO 在 199四、1996 年 分別出版了 C90 的技術勘誤文檔，更正了一些印刷錯誤，並在1995 年經過了一份 C90 的技術補充，對 C90 進行了微小的擴充，通過擴充後的 ISO C 被稱爲 C95。

• C99：1999 年，ANSI 和 ISO 又經過了最新版本的 C 語言標準和技術勘誤文檔，該標準被稱爲 C99。GCC 中指定此版本時所用參數有兩種寫法：

  • -std=c99
  • -std=iso9899:1999

• C11：2011 年發佈了當前最新的 C 語言標準爲 C11，指 ISO 標準 ISO/IEC 9899:2011。此 C11 標準未完成以前的草案，被叫作 C1X。GCC 中指定此版本時所用參數有兩種寫法：

  • -std=c11
  • -std=iso9899:2011

ISO 的 C 語言標準，定義了對於 C 語言的兩種實現：

1. 支持 C 語言的全部庫函數。
2. 支持 C 語言的基本庫函數（+ 各自版本對應的實現）。

• 基本庫函數包括：<float.h>，<limits.h>，<stdarg.h>，<stddef.h>
• AMD1 對應的是：<iso646.h>
• C99 對應的是：<stdbool.h>，<stdint.h>
• C11 對應的是：<stdalign.h>，<stdnoreturn.h>

C 語言的特色

• C 是一門中級語言。它把高級語言的數據結構、語句等特性與低級語言（彙編語言）的實用性結合起來。C 語言能夠像彙編語言同樣對位、字節和地址進行操做，而這三者是計算機最基本的工做單元。

• C 是一門結構式語言。結構式語言的顯著特色是代碼及數據的分割化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結構化方式可以使程序層次清晰，便於使用、維護以及調試。C 語言是以函數形式提供給用戶的，這些函數可方便的調用，並具備多種循環、條件語句控制程序流向，從而使程序徹底結構化。

• C 語言功能齊全。具備各類各樣的數據類型，並引入了指針概念，可以使程序效率更高。

• C 語言具備繪圖能力強，可移植性，並具有很強的數據處理能力，所以適於編寫系統軟件、三維、二維圖形和動畫，支持多種顯示器和驅動器；

C 語言的優勢

• 既有高級語言的結構和編程環境，又有相似於低級語言（彙編語言）的系統資源操縱能力。目標代碼的執行效率只比彙編低 10~20% ，比其餘高級語言高，適合解決有實時要求的問題；

• 有豐富的運算符、數據類型和表達式，對程序設計有良好的適應性；

• 支持以函數爲基礎結構化程序設計、多文件構成及文件獨立編譯，適合大型複雜程序設計；

• 語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活，書寫形式自由；

• 代碼及可執行程序的可移植性好。

C 語言的缺點

• C 語言它的最大的缺點就是，若是你的項目很複雜，大量的開發人員互相之間須要更新大段代碼時，C 語言可能會使事情變得異常麻煩。由於 C 是在面向對象方法流行以前開發的，這大大下降了 C 語言複雜設計的可能性。但這不表明 C 語言作不了大項目，世界上有太多的經典都是用 C 語言完成的，只是說這裏面的複雜度會更高。

• 輸入輸出相對不少語言都較爲複雜。對於字符串的處理，只能經過字符數組實現。繪圖操做較爲複雜；

• C 語言的缺點主要表如今數據的封裝性上，這一點使得 C 在數據的安全性上有很大缺陷，這也是 C 和 C++ 的一大區別；

• C 語言的語法限制不太嚴格，對變量的類型約束不嚴格（弱類型語言），影響程序的安全性，對數組下標越界不做檢查等。從應用的角度，C語言比其餘高級語言較難掌握；

• 指針是 C 語言的一大特點，能夠說是 C 語言優於其它高級語言的一個重要緣由。就是由於它有指針，能夠直接進行靠近硬件的操做，可是 C 的指針操做也給它帶來了不少不安全的因素。C++ 在這方面作了很好的改進，在保留了指針操做的同時又加強了安全性。Java 取消了指針操做，提升了安全性；

• 類型檢查機制相對較弱、缺乏支持代碼重用的語言結構。

搭建編程環境

• 操做系統：CentOS7
• 編輯器：VIM
• 編譯器：GCC

安裝 GCC：

yum install gcc vim -y

查看 GCC 版本：

$ gcc --version
gcc (GCC) 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39)
Copyright © 2015 Free Software Foundation, Inc.
本程序是自由軟件；請參看源代碼的版權聲明。本軟件沒有任何擔保；
包括沒有適銷性和某一專用目的下的適用性擔保。

編程：

#include <stdio.h>

void main(){
    printf("Hello World");
}

編譯：

gcc hello.c -o hello.exe

NOTE：由於 Linux 下可執行文件的後綴僅僅是一種形式，因此可執行文件也能夠不帶後綴。

運行：

./hello.exe

基本語法

C 程序的文件類型：

• .h：頭文件，用於聲明宏、變量、函數，定義類等
• .c：C 程序源碼文件
• .cpp：C++ 程序源碼文件

C 語言程序是由函數定義和類型定義組成的。所以一個源文件就是一系列的函數和類型。每一個函數均可以調用其餘函數或調用自身（遞歸），可使用任何已經聲明的或內建（C 標準庫）的數據類型。C 語言代碼是從前日後依次執行的，因此你能夠後定義，但必須先聲明。你還能夠調用其餘庫提供的函數，使用庫中提供的數據類型，這也是 C 中多層級系統的複雜性不斷增加的根源。

C 程序主要包括如下部分：

• Tokens（令牌）：C 程序由各類令牌組成，令牌能夠是關鍵字、標識符、常量、字符串值，或者是一個符號。

printf("Hello, World! \n");

這五個令牌分別是：

printf
(
"Hello, World! \n"
)
;

• 預處理器指令：因爲預處理器執行的指令
• 註釋：使用 // 或 /* ... */ 做爲單行或多行註釋。
• 函數：完成特定任務的與語句、表達式的集合。
• 語句、表達式：一行代碼。表達式（Expression）總有值，而語句（Statement）不總有。
• 標識符：自定義的變量、函數的命名標識，一個標識符以字母 A-Z 或 a-z 或下劃線 _ 開始，後跟若干個字母、下劃線和數字（0-9）。大小寫敏感，使用駝峯風格。
• 關鍵字：C 中的保留字，這些保留字不能做爲標識符。
• 換行符：使用 ; 做爲程序換行符（語句結束符），代表一個邏輯實體的結束。
• 空格：只包含空格的行，被稱爲空白行，可能帶有註釋，C 編譯器會徹底忽略它。

#include <stdio.h>
 
int main()
{
   /* 個人第一個 C 程序 */
   printf("Hello, World! \n");
   
   return 0;
}

1. 程序的第一行 #include <stdio.h> 是預處理器指令，告訴 C 編譯器在預處理過程當中要包含 stdio.h 文件。
2. 下一行 int main() 是主函數，程序從這裏開始執行。
3. 下一行 /*...*/ 是註釋內容，在預處理過程會被忽略。
4. 下一行 printf(...) 是 C 中的標準函數，會在屏幕上顯示消息 「Hello, World!」。
5. 下一行 return 0 終止 main() 函數，並返回值 0。