C 语言雏启：擘画代码乾坤，谛观编程奥宇之初瞰

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大家好啊，我是小象٩(๑òωó๑)۶
我的博客：Xiao Xiangζั͡ޓއއ

很高兴见到大家，希望能够和大家一起交流学习，共同进步。*
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这一课主要是让大家初步了解C语言，了解我们的开发环境，main函数，库函数，关键字，字符和字符串等内容的介绍，后面会一一讲解

文章目录

  • 一. C语言是什么
        • 1.1 C语言的历史
  • 二. 开发环境
        • 编译型语言和解释型语言
        • 2.1 编译和链接
        • 2.2 编译器的选择
            • 2.2.1 VS项目和源文件、头文件介绍
            • 2.2.2在VS创建项目
  • 三、第一个C语言程序
  • 四、main函数
  • 五、printf和库函数
        • 5.1什么是库函数呢
  • 六、关键字介绍
  • 七、字符和ASCII编码
  • 八、字符串和\0
  • 九、转义字符
  • 十、语句和语句分类
      • 10.1 空语句
      • 10.2 表达式语句
      • 10.3 函数调用语句
      • 10.4 复合语句
      • 10.5 控制语句
  • 十一、注释
      • 11.1注释的两种形式
        • 11.1.1/**/形式
        • 11.1.2//形式
      • 11.2 注释会被替换
  • 十二、结尾

一. C语言是什么

我们都知道，人和人交流使用的都是自然语言，而对于计算机来说，CPU唯一认识的语言是机器语言，也就是计算机语言。
计算机能识别的是二进制指令，目前已知已经有上千种计算机语言，人们是通过计算机语言写的程序，给计算机下达指令，让计算机工作的。
其中，C语言就是众多计算机语言中的⼀种，当然C++/Java/Go/Python都是计算机语言。

1.1 C语言的历史

既然要学C语言，我们就要知道C语言是怎么来的.
其实，C语言最初是作为Unix系统的开发工具而发明的。

我们在链接：https://www.tiobe.com/tiobe-index/也能看到C语言是很受欢迎的语言
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二. 开发环境

编译型语言和解释型语言

对于 CPU 而言，编译型语言 是将源代码先通过编译器编译为 CPU 认识的机器码（可执行文件），此后 CPU 随时都可以直接执行编译后的机器码；而解释型语言则不直接编译成机器码，而是将源码转换成中间代码，然后发送给解释器，由解释器逐句翻译给 CPU 来执行。

2.1 编译和链接

我们要知道，C语言是一门编译型计算机语言，而实际上C语言源代码都是文本文件，文本文件本身是无法执行的，必须通过编译器翻译和链接器的链接，然后生成二进制的可执行文件，最终才能够执行。
所以我们知道了，要得到最终运行的可执行程序，中间必须要经过编译和链接两个过程。

⼀个工程一般都会有多个源文件组成
C语言代码是放在 .c 为后缀的文件中的
注：
1. 每个源文件(.c)单独经过编译器处理生成对应的目标文件(.obj为后缀的文件)
2. 多个目标文件和库文件经过链接器处理生成对应的可执行程序(.exe文件)

注意：在 Linux 系统上用 C 语言编译的可执行程序，不能在 Windows系统上执行，因为可执行文件在执行之前，操作系统要有一些准备工作，因为不同的操作系统，准备工作是不同的，所以可执行文件的格式不完全相同。比Windows 上大部分可执行文件为 PE 格式，而 Linux 上大部分可执行文件为 ELF格式。格式不同导致了不同的可执行文件无法跨平台直接使用

2.2 编译器的选择

C语言是一门编译型的计算机语言，需要依赖编译器将计算机语言转换成机器能够执行的机器指令。

那我们常见的C语言编译器都有哪些呢？
比如：msvc、clang、gcc 就是⼀些常见的编译器，当然也有⼀些集成开发环境 如：VS2022、XCode、CodeBlocks、DevC++、Clion 等。

集成开发环境（IDE）用于提供程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、 编译器 、 调试器和图形用户界面等工具。
集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等⼀体化的开发软件服务套。（集成开发环境不能直接称作编译器，集成开发环境中集成了编译器）

我们最常见到的编译器一般是VS2022和DevC++，而我比较推荐初学者使用VS2022，因为它上手容易，默认界面为中文，对新手友好，可以等到后面再熟悉DevC++

2.2.1 VS项目和源文件、头文件介绍

在VS上写代码，我们是需要创建项目的，直接新建项目就可以了。
在项目中就可以添加源文件和头文件。
C语言把 .c 为后缀的文件称为源文件，把 .h 为后缀的文件称为头文件，h的意思是header的意思。

2.2.2在VS创建项目

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首先创建新项目

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选择空项目，接着下一步

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项目名称不能写中文，也不要有特殊字符 项目可以放在你想放的地方，但路径上最好不要有中文，也不要有特殊字符

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创建好之后，首先打开解决方案资源管理器（一般是默认有打开的，如果有打开的话就不用管）

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创建项目后，右击源文件————添加————新建项

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选择第一个，接着把cpp后缀改成c，然后添加

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如果点进去是这种界面最好打开显示所有模板(至于为啥后面的学习会讲到)

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这样就创建好啦！后面会写一篇关于VS的快捷键和调试技巧，方便大家更好的使用VS

三、第一个C语言程序

这里演示VS2022中创建项目和编写C代码的过程，并运行出结果。
在VS2022上运行代码的快捷键：Ctrl+f5

四、main函数

每个 C 语言程序不管有多少行代码，都是从 main 函数开始执行的

main 函数是程序的入口

main 函数也被叫做：主函数。
main 前面的 int 表示 main 函数执行结束的时候返回⼀个整型类型的值。所以在 main 函数的最后写 return 0; 正好前后呼应。

总结一下：
• main函数是程序的入口
• main函数有且仅有一个
• 即使一个项目中有多个.c文件，但是只能有一个main函数（因为程序的入口只能有⼀个）

第一次写代码，一些常见的错误总结：
• main 被写成了mian
• main后边的()漏掉了
• 代码中不能使用中文符号，比如括号和分号
• 一条语句结束后，有分号

五、printf和库函数

在上面的代码中有⼀句代码如下：
代码中使用了 printf 函数，实现了在屏幕上的信息的打印。
这里简单的介绍⼀下 printf ， printf 是⼀个库函数，它的功能是在标准输出设备（⼀般指屏幕）上进行信息的打印。上面的代码是使用 printf 函数打印字符串。只要把想要打印的一串字符放在双引号中并传递给printf函数就可以打印。
printf函数也可以用来打印其他类型的数据，比如：

int n = 100;
printf("%d\n", n); //printf打印整型
printf("%c\n", 'q'); //printf打印字符
printf("%lf\n", 3.14); //printf打印双精度浮点型

这里的 %d , %c 等是占位符，会被后边的值替换。（后期会有讲解）
同时我们在使用库函数的时候，是需要包含头文件的，比如： printf 函数需要包含的就是stdio.h 这个头文件，具体的方法就是：

#include <stdio.h>
5.1什么是库函数呢

由来稍微了解就行，需要记的是后面用到的采用库函数，慢慢积累即可
那什么是库函数呢？
为了提升开发效率，也为了不再重复实现常见的代码，于是C语言标准规定了⼀组函数，这些函数再由不同的编译器厂商根据标准进行实现，提供给程序员使用。这些函数组成了一个函数库，被称为标准库（后面学习函数时会讲到），这些函数也被称为库函数。在这个基础上一些编译器厂商可能会额外扩展提供部分函数（这些函数其他编译器不一定支持）。
⼀个系列的库函数一般会声明在同一个头文件中，所以库函数的使用，要包含对应的头文件。
库函数比较多，后期慢慢来介绍，提前了解可参考链接：https://cplusplus.com/reference/clibrary/

六、关键字介绍

C语言中有一批保留的名字的符号，比如： int 、 if 、 return ，这些符号被称为保留字或者关键字。

• 关键字都有特殊的意义，是保留给C语言使用的
• 程序员自己在创建标识符的时候是不能和关键字重复的
• 关键字也是不能自己创建的。

C语言的32个关键字如下：

auto break case char const continue default do double else enum 
extern
float for goto if int long register return short signed sizeofstatic
struct switch typedef union unsigned void volatile while

千万不能一口气背下来，千万不能一口气背下来，千万不能一口气背下来，后面学习到再理解记下即可
注：在C99标准中加入了 inline 、 restrict 、 _Bool 、 _Complex 、 _Imaginary 等关键字。
一些关键字大家可以去了解⼀下，不过使用最多的还是上面的32个关键字。
注：https://zh.cppreference.com/w/c/keyword（C语言关键字的全部介绍）
后期学习到会慢慢介绍这些常用的关键字的

七、字符和ASCII编码

在键盘上可以敲出各种字符，如：a，q，@，#等，这些符号都被称为字符，C语言中字符是用单引号括起来的，如：‘a’，‘b’，‘@’。
我们知道在计算机中所有的数据都是以二进制的形式存储的，那这些字符在内存中分别以什么样的二进制存储的呢？如果我们每个人自己给这些字符中的每个字符编一个二进制序列，这个叫做编码，为了了便大家相互通信，不造成混乱，后来美国国家标准学会（ANSI）出台了⼀个标准 ASCII 编码，C语言中的字符就遵循了 ASCII 编码的方式。
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参考：https://zh.cppreference.com/w/cpp/language/ascii
我们不需要记住所有的ASCII码表中的数字，使用时查看就可以，不过我们最好能掌握几组特殊的数
据：

• 字符A-Z的ASCII码值从65~90
• 字符a-z的ASCII码值从97~122
• 对应的大小写字符(a和A)的ASCII码值的差值是32
• 数字字符0-9的ASCII码值从48~57
• 换行 \n的ASCII值是：10
• 在这些字符中ASCII码值从0~31 这32个字符是不可打印字符，无法打印在屏幕上观察

八、字符串和\0

C语言中如何表示字符串呢？使用双引号括起来的一串字符就被称为字符串，如：“abcdef”，就是一个字符串。
字符串的打印格式可以使用%s来指定，也可以直接打印如下：
C语言字符串中一个特殊的知识，就是

字符串的末尾隐藏放着⼀个 \0 字符
\0 字符是字符串的结束标志。

对于字符串"abcdef"，我们实际上看到了6个字符：a,b,c,d,e,f，但是实际上在末尾还隐藏一个 \0 的转义字符， \0 是字符串的结束标志。所以我们在使用库函数 printf() 打印字符串或者strlen() 计算字符串长度的时候，遇到 \0 的时候就自动停止了。

C语言中也可以把⼀个字符串放在⼀个字符数组（数组后面会学到，现在稍微能够了解\0的功能就行）中，我们在这里利用下面的代码验证⼀下 \0 的功能。

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我们可以看到， arr1 字符数组在打印的时候，打印了 a 、 b 、 c 后还打印了一些随机值，这就是因为 arr1 在末尾的地方没有 \0 字符作为结束标志，在打印的时候没有停止。
但是 arr2 的打印就是完全正常的，就是因为 arr2 数组是使用字符串常量初始化的，数组中有 \0作为技术标志，打印可以正常停止。
如果我们在arr1数组中单独放⼀个 ‘\0’ 字符会怎么样呢？

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看到三次打印的结果是⼀样的了，都是打印到 \0 的时候就停止了，那从上述的例子我们确实能够观察到 \0 的作用和重要性的。

九、转义字符

也许在前面的代码中你看到 \n , \0 会很疑惑是啥？其实在字符中有一组特殊的字符是转义字符，转义字符顾名思义：转变原来的意思的字符。
比如：我们有字符 n ，在字符串中打印的时候自然能打印出这个字符，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{printf("abcndef");return 0;
}

运行结果
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如果我们修改⼀下代码，在 n 的前面加上 \ ,变成如下代码：

#include <stdio.h>
int main()
{printf("abc\ndef");return 0;
}

运行结果
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我们可以看到修改的前后代码输出的结果，截然不同的，那这是为什么呢？
这就是转义字符的问题， \n 是一个转义字符表示换行的意思，我们可以简单的理解为 \ 让 n 的意思
发生了转变， n 本来是⼀个普通的字符，被 \ 转义为换行的意思。

C语言中像这样的转义字符还有一些，具体如下：
• ? ：在书写连续多个问号时使用，防止他们被解析成三字母词，在新的编译器上没法验证了。
•
’ ：用于表示字符常量’
• " ：用于表示⼀个字符串内部的双引号
• \ ：用于表示⼀个反斜杠，防止它被解释为⼀个转义序列符。
•
\a ：警报，这会使得终端发出警报声或出现闪烁，或者两者同时发生。
• \b ：退格键，光标回退一个字符，但不删除字符。
• \f
：换页符，光标移到下一页。在现代系统上，这已经反映不出来了，行为改成类似于 \v 。
• \n ：换行符。
• \r：回车符，光标移到同一行的开头。
• \t ：制表符，光标移到下一个水平制表位，通常是下⼀个4/8的倍数。
• \v：垂直分隔符，光标移到下⼀个垂直制表位，通常是下⼀行的同一列。

下面2种转义字符可以理解为：字符的8进制或者16进制表示形式
• \ddd：d d d表示1~3个八进制的数字。 如： \130 表示字符X
• \xdd ：d d表示2个十六进制数字。 如： \x30 表示字符0
\0 ：null 字符，代表没有内容， \0 就是 \ddd 这类转义字符的⼀种，用于字符串的结束标志，其ASCII码值是0.

代码演示：

#include<stdio.h>
int main()
{printf("%c\n", '\''); //表示单引号printf("%s\n", "\""); //表示双引号printf("c:\\test\\code\\test.c\n");//反斜杠printf("\a");//警报或闪烁printf("%c\n", '\130'); //130是8进制，转换成10进制是88，以88作为ASCII码值的字符是'X'printf("%c\n", '\x30'); //x30中的30是16进制，转换成10进制是48，以48作为ASCII码值的字符是'0return 0;
}

运行结果：
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这些ASCII码值是可以自己写代码验证的，大家也可以自己验证。
关于转义字符我们首先要了解，然后要能在字符串中识别出来。

十、语句和语句分类

C语言的代码是由一条一条的语句构成的，C语言中的语句可为以下五类：

10.1 空语句

空语句是最简单的，一个分号就是一条语句，是空语句。
代码演示：

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

空语句，一般出现的地方是：这里需要一条语句，但是这个语句不需要做任何事，就可以写一个空语句。

10.2 表达式语句

表达式语句就是在表达式的后边加上分号。如下所示：

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 20;int b = 0;b = a + 5; //表达式语句return 0;
}

10.3 函数调用语句

函数调用的时候，也会加上分号，就是函数调用语句。

#include <stdio.h>
int Add(int x, int y)
{return x+y;
}
int main()
{printf("hehe\n");//函数调⽤语句int ret = Add(2, 3);//函数调⽤语句 return 0;
}

10.4 复合语句

复合语句其实就是前面讲过的代码块，成对括号中的代码就构成一个代码块，也被称为复合语句。

 #include <stdio.h>
void print(int arr[], int sz) //函数的大括号中的代码也构成复合语句
{int i = 0;for(i=0; i<sz; i++){printf("%d ", arr[i]);}
}
int main()
{int i = 0;int arr[10] = {0};for(i=0; i<10; i++) //for循环的循环体的大括号中的就是复合语句{arr[i] = 10-i;printf("%d\n", arr[i]);}return 0;
}

10.5 控制语句

控制语句用于控制程序的执行流程，以实现程序的各种结构方式（C语言支持三种结构：顺序结构、选择结构、循环结构），它们由特定的语句定义符组成，C语言有九种控制语句。
可分成以下三类：

  1. 条件判断语句也叫分支语句：if语句、switch语句；
  2. 循环执行语句：do while语句、while语句、for语句；
  3. 转向语句：break语句、go to语句、continue语句、return语句。
    下一期会给大家⼀⼀介绍控制语句。

十一、注释

注释是对代码的说明，编译器会忽略注释，也就是说，注释对实际代码没有影响。
注释是给程序员自己，或者其他程序员看的。

好的注释可以帮我们更好的理解代码，但是也不要过度注释，不要写没必要的注释。

当然不写注释可能会让后期阅读代码的人抓狂，哈哈哈

11.1注释的两种形式

11.1.1/**/形式

第一种方法是将注释放在 /…/ 之间，内部可以分行。

/* 注释 */
/*这是一行注释
*/

这种注释可以插在行内。
注意：

/**/ 的这个注释不支持嵌套注释， /* 开始注释后，遇到第⼀个 */ 就认为注释结束了。

11.1.2//形式

第而种写法是将注释放在双斜杠 // 后面，从双斜杠到行尾都属于注释。这种注释只能是单行，可以放在行首，也可以放在一行语句的结尾。这是 C99 标准新增的语法。

不管是哪一种注释，都不能放在双引号里面。

双引号里面的注释符号，会成为字符串的一部分，解释为普通符号，失去注释作用。

printf("// hello /* world */ ");

上面示例中，双引号里面的注释符号，都会被视为普通字符，没有注释作用。

11.2 注释会被替换

编译时，注释会被替换成一个空格，所以 min/* 这里是注释*/Value 会变成 min Value ，而不是 minValue 。

十二、结尾

这一课的内容就到这里了，下节课开始正式学习C语言的数据类型和变量
如果内容有什么问题的话欢迎指正，有什么问题也可以问我！
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