初识C语言——C语言常见概念

最新推荐文章于 2025-04-13 15:49:41 发布

跨过雄关从头越

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分类专栏： C语言文章标签： c语言开发语言

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前言

关于C语言的起源及优劣，内容均来自《C primer Plus》，较为枯燥，若是没有兴趣，可以直接略过

一、C语言的起源及优劣

1 - C语言的起源

1972年，贝尔实验室的丹尼斯·里奇和肯·汤普逊在开发UNIX操作系统时设计了C语言。然而，C语言不完全是里奇突发奇想而来，他是在B语言（汤普逊发明）的基础上进行设计。至于B语言的起源，那是另一个故事。C语言设计的初衷是将其作为程序员使用的一种编程工具，因此，其主要目标是成为有用的语言。

虽然绝大多数语言都以实用为目标，但是通常也会考虑其他方面。例如，Pascal 的主要目标是为更好地学习编程原理提供扎实的基础；而 BASIC的主要目标是开发出类似英文的语言，让不熟悉计算机的学生轻松学习编程。这些目标固然很重要，但是随着计算机的迅猛发展，它们已经不是主流语言。然而，最初为程序员设计开发的C语言，现在已成为首选的编程语言之一。

2 - C语言的优劣

优势

设计特性：相比于汇编语言和其他高级编程语言（c#、java），用C语言编写的程序更加容易理解。
高效性：由于C语言更加接近硬件，具有汇编语言才具有的微调控制能力，可以根据具体情况微调程序，以获得最大运行速度或最有效地使用内存。
可移植性：由于C语言与UNIX关系密切，UNIX系统通常会将c编译器作为软件包的一部分，安装Linux时，通常也会安装c编译器。故无论是家用计算机、专业工作站还是大型机，都能找到针对性的c编译器。
强大而灵活：C语言功能强大且灵活。例如，功能强大且灵活的UNIX 操作系统，大部分是用C语言写的；其他语言（如，Python、Pascal、Logo、 BASIC)的许多编译器和解释器都是用C语言编写的。因此，在UNIX机上使用FORTRAN时，最终是由C程序生成最屏的可执行程序。C程序可以用于解决物理学和工程学的问题，甚至可用于制作电影的动画特效。

缺点

人无完人，金无足赤。C语言也有一些缺点。例如，C语言使用指针，而涉及指针的编程错误往往难以察觉。有句话说的好：想拥有自由就必须时刻保持警惕。

C 语言紧凑简洁，结合了大量的运算符。正因如此，我们也可以编写出让人极其费解的代码。

说明：关于C语言的起源及优劣的1、2小节内容，大部分——摘自《C primer Plus》

二、C语言概述

1 - C语言程序的结构

函数头
      书写头文件

函数体

 主函数
{
   语句
   return 0；
}

C语言程序是由一个或多个函数组成，其中必须包含main（主函数）

如你所见，一个基本的C语言程序，包含函数头与函数体，其中：

1-1 函数头与头文件

函数头：一般书写头文件。

头文件：所谓头文件，顾名思义，就是放在前头的文件，在正式程序开始运行之前就要执行的内容。

为什么头文件在程序运行之前就要处理呢？

这是因为，c语言的编译者们，编译了许多预先写好的程序，并将它们集合在c库之中，让C语言的使用者更方便地进行程序的编写。下面，我举一个例子，让大家更好地了解c库的便捷性。

例如，我们要写一个把用户输入的内容打印出来的程序，仔细想一想，我们要让程序完成以下任务：

让程序开辟一块内存空间，令用户得以输入信息；
接收用户输入的内容，将其存入内存之中；
将用户输入的内容打印在屏幕上；

怎么样，这些常用的功能，用代码完成起来却很是麻烦，就算你觉得这很简单，但每次使用都用十几行乃至几十行代码来实现该功能，是否有些冗余呢？

这时候，c库的作用就显现出来了，我们只需要调用c库中现成的程序（c语言中称函数）——printf和scanf即可。如下图，简单三条语句即可成。
int main(void)
{
   int a = 0;//初始化变量

   scanf("%d",&a);//接收用户输入的内容

   printf("%d",a)//把用户输入的内容在屏幕上打印出来
   
  return 0;
}
怎么样，现在明白c库的便捷之处了吧？那么就让我们回归正题……

c库如此便捷，那么我们该如何访问c库呢？

很简单，使用头文件即可。

那么，关于“为什么头文件在程序运行之前就要处理”这个问题，答案也显而易见了，是因为，编译器需要通过不同的头文件，访问不同的c库，只有在程序运行之前预先处理头文件，我们才可以在代码中使用相应的函数。

不同的头文件中，包含不同的库函数，该图片截自C 标准库头文件 - cppreference.com

感兴趣的朋友可以去看看。

那么，如何使用头文件呢？

使用头文件，就要用到预处理指令 —— #include

预处理，顾名思义，就是预先处理，程序在正式运行之前，会对源代码进行一些准备工作，即——预处理。至于其具体运行逻辑，暂时不必知晓（因为我也不知道），大家只用知道，需要使用什么头文件，在程序之前加上 —— #include<头文件>即可。

1 - 2 函数体

在第二节开头的图片中，我们看到，函数体中有 主函数、语句、return 0、{}。这就是一个函数体的主要组成部分，接下来，我将分别讲述它们。

主函数（main）

“main”，这个名字看起来很普通，实际上的确如此，但这也是唯一的选择。为什么这么说？

因为，C语言程序，一定要从main（）开始执行。就像它的名字一样，它是程序的主体函数，无论今后定义多少个函数，主函数main也是程序中必不可少的，缺失main（）函数，相当于程序没有门户，完全封闭，那么不论代码多么华丽、巧妙，都将失去意义。

main（）函数的用法
int main(void)
{

}
如图所示，main（）函数的用法就这么简单，其前面橙色的 int，表示的其实是main（）函数的返回类型，具体的本篇暂时不提，大家只需要知道 —— 要使用main（）函数，就要在其前面加上 int 。

关于main后面的括号，其实也很好理解。打一个不恰当的比方：我们想要进行加法运算，必须要用到两个加数。那么对于需要进行一定任务的函数来说，同样需要多个数据，此处的 void ，实际上指的是“空”“没有”，也就是说，我们没有为它提供任何数据，所以，void 在C9标准下可以忽略不写，但在C99、C11标准下，不可忽略，所以，为了防止程序出错，最好不要丢掉 void。

这时候，又有眼尖的朋友发现了，“int main(void)”后面跟着一个花括号，它又有什么作用呢？

花括号 — {}

很简单，花括号代表一个整体，跟在主函数后面，表示花括号内的语句，全部是属于主函数的。

一般而言，所有C程序都用 {} 表示函数体的开始和结束，这是规定，不能省略。
花括号“{}”还可以把函数中的多条语句合成一个单元，如：

int main()
{
  int input = 0;
  int a = 0；
 
  if(input==0)
  {
    while（a==0）
      printf("hello world!");
    
  }

  return 0;
}

如图，if之后跟着的花括号，把while和printf两条语句合并在一个单元。

语句

语句是程序的基本构建块，用于执行操作或控制程序流程

C语言一般有这几种语句：

至于现在，你只需要知道：语句是用来实现程序任务的工具，它们遵循一定的语法结构，违反语法结构，将会令程序功能缺失甚至程序崩溃。

return 0;

"return 0;"实际上是return语句，return语句执行的是：把一个值返回到函数的入口。

例如，此处的return 0，是指把整数0返回到main（），由于在程序中，0代表false(假），非0代表ture(真)。但，电脑程序以二进制为基础，故非0，只能是1。

返回0‌：表示程序成功执行，没有错误。这是最常见的返回值，通常用于程序正常结束的情况‌。
‌返回非0值‌：表示程序执行过程中遇到了错误或异常情况。具体的非0值可以表示不同类型的错误，但这通常由程序自己定义‌。

………………………………………………………………………………………………………………

结语

本来想把数据类型、占位符、基本操作符什么的都写下来的，但是……太多了！暂时就这样吧，就当是把学过的知识再总结梳理一下了，其他的只能等到下次再写了……