精通C语言程序设计2-C语言基础 第一个C C语言输入法 C语言编译器 C语言文件概念 C C语言的空白符目录 我们有两种方式从计算机获得信息：一是看屏幕上的文字、图片、视频等，二是听从喇叭发出来的声音。让喇叭发出声音目前还比较麻烦，我们先来看看如何在屏幕上显示一些文字吧。 在屏幕上显示文字非常简单，只需要一个语句，例如，下面的代码会让屏幕显示出“helloworld!”： puts(helloworld!); 这里有一个生疏的词汇puts，用来让计算机在屏幕上显示文字。语句示例 更加专业的称呼： 在屏幕上显示文字叫做输出（Output）； 每个文字都是一个字符（Character）； 多个字符组合起来，就是一个字符序列，叫做字符串（String）。 puts 是 output string 的缩写，意思是“输出字符串”。语句解析 在C语言中，字符串需要用双引号 包围起来，helloworld!什么也不是，计算机不认识它，helloworld!才是字符串。 Puts 在输出字符串的时候，需要将字符串放在( )内。 在汉语和英语中，分别使用。和.表示一句话的结束，而在C语言中，使用;表示一个语句的结束。puts(helloworld!)表达了完整的意思，是一个完整的语句，需要在最后加上;，表示当前语句结束了。语句解析 总结起来，上面的语句可以分为三个部分： puts( )命令计算机输出字符串； helloworld!是要输出的内容； ;表示语句结束。语句解析 puts 可以在显示器上输出内容，但是仅有 puts 是不够的，程序不能运行，还需要添加其他代码，构成一个完整的框架。完整的程序如下： #include int main三 puts(helloworld!); return 0; C程序框架 第 13 行、第 56 行是固定的，所有C语言源代码都必须有这几行。你暂时不需要理解它们是什么意思，反正有这个就是了，以后会慢慢讲解。 但是请记住，今后我们写的所有类似 puts 这样的语句，都必须放在 之间才有效。 上面的代码，看起来枯燥无趣，不好区分各个语句，我们不妨来给它们加上颜色和行号，如下所示：C程序框架 #include int main三 puts(helloworld!); return 0; 这就是我们的第一个C语言程序，它非常简单，带领我们进入了C语言的大门。C程序框架 计算机起源于美国，C语言、C+、Java、JavaScript 等很多流行的编程语言都是美国人发明的，所以在编写代码的时候必须使用英文半角输入法，尤其是标点符号，初学者一定要引起注意。 例如，上节我们使用 puts 语句在显示器上输出内容： puts(helloworld!); 这里的括号、双引号、分号都必须是英文符号，而且是半角的。下图演示了如何将搜狗输入法切换到英文半角状态：输入法 中文分号；和英文分号;； 中文逗号，和英文逗号,； 中文冒号：和英文冒号:； 中文括号讲义和英文括号三； 中文问号？和英文问号?； 中文单引号和英文单引号 ； 中文双引号“ ”和英文双引号 。 初学者请务必注意标点符号的问题，它们在视觉上的差别很小，一旦将英文符号写成中文符号就会导致错误，而且往往不容易发现。相似的中英文标点符号 全角和半角的区别主要在于除汉字以外的其它字符，比如标点符号、英文字母、阿拉伯数字等，全角字符和半角字符所占用的位置的大小不同。 在计算机屏幕上，一个汉字要占两个英文字符的位置，人们把一个英文字符所占的位置称为“半角”，相对地把一个汉字所占的位置称为“全角”。全角和半角输入法的区别 标点符号、英文字母、阿拉伯数字等这些字符不同于汉字，在半角状态它们被作为英文字符处理，而在全角状态作为中文字符处理，请看下面的例子。 半角输入： helloworld!！Hello C,I like! 全角输入： helloworld!！，！全角和半角输入法的区别 我们知道，在编程时要使用英文半角输入法。为了加强练习，出个选择题，请大家判断下面哪一种描述是正确的： A) 编程的时候不用在意中英文符号的区别。 B) 在源代码的任何地方都不能出现中文汉字、字符等。 C) 感叹号没有中文和英文的区别。 D) 编程时，使用的英文引号，也有左引号和右引号的区别。 E) 中文和英文模式下的制表符（键盘tab键）输入效果一致。复习题 我们平时所说的程序，是指双击后就可以直接运行的程序，这样的程序被称为可执行程序（Executable Program）。在 Windows 下，可执行程序的后缀有 .exe 和 （其中 .exe 比较常见）；在类 UNIX 系统（Linux、Mac OS 等）下，可执行程序没有特定的后缀，系统根据文件的头部信息来判断是否是可执行程序。 可执行程序的内部是一系列计算机指令和数据的集合，它们都是二进制形式的，CPU 可以直接识别，毫无障碍；但是对于程序员，它们非常晦涩，难以记忆和使用。C语言编译器 例如，在屏幕上输出“VIP会员”，C语言的写法为： puts(VIP会员); 二进制的写法为： 你感受一下，直接使用二进制是不是想撞墙，是不是受到一吨重的伤害？ 在计算机发展的初期，程序员就是使用这样的二进制指令来编写程序的，那个拓荒的年代还没有编程语言。二进制编程示例 直接使用二进制指令编程对程序员来说简直是噩梦，尤其是当程序比较大的时候，不但编写麻烦，需要频繁查询指令手册，而且除错会异常苦恼，要直接面对一堆二进制数据，让人眼花缭乱。另外，用二进制指令编程步骤繁琐，要考虑各种边界情况和底层问题，开发效率十分低下。 这就倒逼程序员开发出了编程语言，提高自己的生产力，例如汇编、C语言、C+、Java、Python、Go语言等，都是在逐步提高开发效率。至此，编程终于不再是只有极客能做的事情了，不了解计算机的读者经过一定的训练也可以编写出有模有样的程序。二进制编程示例 C语言代码由固定的词汇按照固定的格式组织起来，简单直观，程序员容易识别和理解，但是对于CPU，C语言代码就是天书，根本不认识，CPU只认识几百个二进制形式的指令。这就需要一个工具，将C语言代码转换成CPU能够识别的二进制指令，也就是将代码加工成 .exe 程序；这个工具是一个特殊的软件，叫做编译器（Compiler）。 编译器能够识别代码中的词汇、句子以及各种特定的格式，并将他们转换成计算机能够识别的二进制形式，这个过程称为编译（Compile）。什么是编译器 编译也可以理解为“翻译”，类似于将中文翻译成英文、将英文翻译成象形文字，它是一个复杂的过程，大致包括词法分析、语法分析、语义分析、性能优化、生成可执行文件五个步骤，期间涉及到复杂的算法和硬件架构。对于学计算机或者软件的大学生，“编译原理”是一门专业课程，有兴趣的读者请自行阅读编译原理一书，这里我们不再展开讲解。 注意：不了解编译原理并不影响我们学习C语言，我也不建议初学者去钻研编译原理，贪多嚼不烂，不要把自己绕进去。什么是编译器 C语言的编译器有很多种，不同的平台下有不同的编译器，例如： Windows 下常用的是微软开发的 ，它被集成在 Visual Studio 或 Visual C+ 中，一般不单独使用； Linux 下常用的是 GUN 组织开发的 GCC，很多 Linux 发行版都自带 GCC； Mac 下常用的是 LLVM/Clang，它被集成在 Xcode 中（Xcode 以前集成的是 GCC，后来由于 GCC 的不配合才改为 LLVM/Clang，LLVM/Clang 的性能比 GCC 更加强大）。常见编译器 你的代码语法正确与否，编译器说了才算，我们学习C语言，从某种意义上说就是学习如何使用编译器，让编译器生成可执行程序（例如 Windows 下的 .exe 程序）。 编译器可以 100% 保证你的代码从语法上讲是正确的，因为哪怕有一点小小的错误，编译也不能通过，编译器会告诉你哪里错了，便于你的更改。编译器功能实际开发中，除了编译器是必须的工具，我们往往还需要很多其他辅助软件，例如： 编辑器：用来编写代码，并且给代码着色，以方便阅读； 代码提示器：输入部分代码，即可提示全部代码，加速代码的编写过程； 调试器：观察程序的每一个运行步骤，发现程序的逻辑错误； 项目管理工具：对程序涉及到的所有资源进行管理，包括源文件、图片、视频、第三方库等； 漂亮的界面：各种按钮、面板、菜单、窗口等控件整齐排布，操作更方便。什么是集成开发环境 这些工具通常被打包在一起，统一发布和安装，例如 Visual Studio、Dev C+、Xcode、C-Free、Code:Blocks 等，它们统称为集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment）。 集成开发环境就是一系列开发工具的组合套装。这就好比台式机，一个台式机的核心部件是主机，有了主机就能独立工作了，但是我们在购买台式机时，往往还要附带上显示器、键盘、鼠标、U盘、摄像头等外围设备，因为只有主机太不方便了，必须有外设才能玩的爽。 集成开发环境也是这个道理，只有编译器不方便，所以还要增加其他的辅助工具。什么是集成开发环境 C语言的集成开发环境有很多种，尤其是 Windows 下，多如牛毛，初学者往往不知道该如何选择。 当然，你不用全部都了解，如果你使用 Windows，那么请忽略 Mac OS 和 Linux；如果你使用 Mac OS，那么请忽略 Windows 和 Linux。选择集成开发环境 上节我们介绍了编译器和 IDE 的概念，大家肯定希望赶紧实践一下，用 IDE 真正地运行一段C语言代码来看看效果，这样能够更快地获得成就感。 但是，使用 IDE 的过程中会涉及到一些与编程有关的概念，这些概念如果不提前了解，即使能够运行出程序来，也是雾里看花，知其然不知其所以然。本节的目标就是让大家对这些概念有一个简单的了解。 在开发软件的过程中，我们需要将编写好的代码（Code）保存到一个文件中，这样代码才不会丢失，才能够被编译器找到，才能最终变成可执行文件。这种用来保存代码的文件就叫做源文件（Source File）。 每种编程语言的源文件都有特定的后缀，以方便被编译器识别，被程序员理解。源文件后缀大都根据编程语言本身的名字来命名，例如： C语言源文件的后缀是.c； C+语言（C Plus Plus）源文件的后缀是.cpp； Java 源文件的后缀是.java； Python 源文件的后缀是.py； JavaScript 源文件后置是.js1) 源文件（Source File） 源文件其实就是纯文本文件，它的内部并没有特殊格式，能证明这一结论的典型例子是：在 Windows 下用记事本程序新建一个文本文档，并命名为，输入一段C语言代码并保存，然后将该文件强制重命名为（后缀从.txt变成了.c），发现编译器依然能够正确识别其中的C语言代码，并顺利生成可执行文件。 源文件的后缀仅仅是为了表明该文件中保存的是某种语言的代码（例如.c文件中保存的是C语言代码），这样程序员更加容易区分，编译器也更加容易识别，它并不会导致该文件的内部格式发生改变。源文件（Source File） C+ 是站在C语言的肩膀上发展期来的，是在C语言的基础上进行的扩展，C+ 包含了C语言的全部内容，将C语言代码放在.cpp文件中不会有错，很多初学者都是这么做的，很多大学老师也是这么教的。但是，我还是强烈建议将C语言代码放在.c文件中，这样能够更加严格地遵循C语言的语法，也能够更加清晰地了解C语言和C+的区别。源文件（Source File） 一个真正的程序（也可以说软件）往往包含多项功能，每一项功能都需要几十行甚至几千行、几万行的代码来实现，如果我们将这些代码都放到一个源文件中，那将会让人崩溃，不但源文件打开速度极慢，代码的编写和维护也将变得非常困难。 在实际开发中，程序员都是将这些代码分门别类地放到多个源文件中。除了这些成千上万行的代码，一个程序往往还要包含图片、视频、音频