第1章初识C语言¶

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C 程序的组成¶

程序结构

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    语句;
    return 0;
}

示例

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("Concrete contains gravel and cement.\n");

    return 0;
}

输出：

Concrete contains gravel and cement.

说明

一个 C 程序由预处理指令、函数定义和语句组成
main 是程序入口，执行从 main 的第一条语句开始
printf() 由标准库提供，声明写在 stdio.h 中
int main(void) 中的 void 表示 main 不接收参数
return 0; 把退出状态交给操作系统，0 表示正常结束

常见错误

语句末尾漏分号
函数名区分大小写，Main 不是入口
入口函数的返回类型写成 void，标准写法是 int

编译器的作用¶

示例

total = mine + yours;

说明

计算机只执行机器语言，即由数字码组成的指令
编译器把高级语言程序翻译成目标机器的机器语言
不同 CPU 的指令集不同，同一份源代码要经对应的编译器
高层写法只说明做什么，具体的取数、加法、存回由编译器展开

语言标准¶

标准	年份	内容
K&R C	1978	C 程序设计第 1 版附录，未定义库
C89/C90	1989	ANSI 公布，1990 年 ISO 采纳，定义库
C99	1999	国际化，修订缺陷，加强数值计算
C11	2011	多处理器支持，部分 C99 特性可选

说明

C89 与 C90 指同一标准，差别在批准机构与年份
K&R C 只定义语言，没有定义标准库
并非所有编译器都完整实现 C99，部分改动需改编译设置才可用
教材用 ANSI C 或 ISO C 通称各版标准共有的特性

可移植性¶

编译过程

源代码 → 改用目标系统的编译器 → 可执行程序

说明

可移植指同一份源代码稍作修改或不修改即可在另一系统运行
针对特定硬件、显示设备或操作系统功能编写的部分通常不可移植
改写量最小的情况只需更换头文件中的少数几项

编程的步骤¶

七个步骤

定义程序目标
设计程序
编写代码
编译
运行
测试和调试
维护和修改

说明

前两步用一般术语描述问题，不涉及具体语言与代码
第 2 步要决定数据的表示方式与处理方法
实际过程不是线性的，后一步发现问题会回到前一步
跳过前两步直接写代码，程序变大后修改成本更高

源文件的命名¶

示例

budget.c

说明

C 源文件以 .c 结尾，编译系统按扩展名识别语言
点号前是基本名，点号后是扩展名，合起来是文件名
UNIX 区分大小写，扩展名必须是小写 c
Windows 与 Linux 支持长文件名，老式 MS-DOS 限制基本名不超过 8 字符
源文件必须是文本文件，用字处理器保存时要另存为文本模式

编译与链接¶

编译与链接过程

编译器：源文件.c → 目标文件.o
链接器：目标文件.o + 启动代码 + 库代码 → 可执行文件

生成的文件

inform.c  inform.o  a.out                 # UNIX
concrete.c  concrete.obj  concrete.exe    # Windows

说明

目标文件含编译器翻译的机器码，但不是完整程序
它缺启动代码与所用库函数的代码，不能直接运行
启动代码是程序与操作系统之间的接口，同一目标文件在不同系统需换启动代码
链接器只选取程序用到的库函数，与目标代码合并成可执行文件
分模块编译时，只改了某个模块就不必重编其他模块

常见错误

把目标文件当作可执行文件运行
只编译不链接，得不到可执行文件

调用编译器¶

命令形式

cc 文件名.c

示例

cc inform.c
./a.out

输出：

A .c is used to end a C program filename.

说明

cc 是编译命令，多数系统把它设为 gcc 或 clang 的别名
cc -v 显示编译器名称与版本
gcc -std=c99 文件名.c 按 C99 标准编译，换成 c11 即 C11
UNIX 下默认生成 a.out，再次编译会覆盖，需保留时先改名
UNIX 编译单个源文件后通常删掉 .o，只留可执行文件

控制台窗口暂停¶

示例

getchar();

说明

Windows IDE 中程序结束，控制台窗口立即关闭
在 return 0; 前加一行 getchar();，程序等一次回车再退出
若之前有输入，第一个 getchar() 读走遗留的回车，要写两行

复习题¶

（1）对编程而言，可移植性意味着什么？

答案

完美的可移植程序是，其源代码无需修改就能在不同计算机系统中成功编译的程序。

（2）解释源代码文件、目标代码文件和可执行文件有什么区别？

答案

源代码文件包含程序员用编程语言编写的代码
目标代码文件包含机器语言代码，它不必是完整的程序代码
可执行文件包含组成可执行程序的完整机器语言代码

（3）编程的 7 个主要步骤是什么？

答案

定义程序目标
设计程序
编写程序
编译程序
运行程序
测试和调试程序
维护和修改程序

（4）编译器的任务是什么？

答案

编译器把源代码（如用 C 语言编写的代码）翻译成等价的机器语言代码，也叫目标代码。

（5）链接器的任务是什么？

答案

链接器把编译器翻译好的源代码以及库代码和启动代码组合起来，生成一个可执行程序。

编程练习¶

编程练习

你刚被 MacroMuscle 有限公司聘用，该公司准备进入欧洲市场，需要一个把英寸单位转换为厘米单位的程序（1 英寸 = 2.54 厘米）。

程序要提示用户输入英寸值
你的任务是定义程序目标和设计程序，即编程过程的第 1 步和第 2 步

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