第2章 C語(yǔ)言概述

本章介紹以下內(nèi)容：

?運(yùn)算符：=

?函數(shù)：main()、printf()

?編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序

?創(chuàng)建整型變量，為其賦值并在屏幕上顯示其值

?換行字符

?如何在程序中寫注釋，創(chuàng)建包含多個(gè)函數(shù)的程序，發(fā)現(xiàn)程序的錯(cuò)誤

?什么是關(guān)鍵字

C程序是什么樣子的？瀏覽本書，能看到許多示例。初見(jiàn) C 程序會(huì)覺(jué)得有些古怪，程序中有許多｛、cp->tort和*ptr++這樣的符號(hào)。然而，在學(xué)習(xí)C的過(guò)程中，對(duì)這些符號(hào)和C語(yǔ)言特有的其他符號(hào)會(huì)越來(lái)越熟悉，甚至?xí)矚g上它們。如果熟悉與C相關(guān)的其他語(yǔ)言，會(huì)對(duì)C語(yǔ)言有似曾相識(shí)的感覺(jué)。本章，我們從演示一個(gè)簡(jiǎn)單的程序示例開(kāi)始，解釋該程序的功能。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)一些C語(yǔ)言的基本特性。

2.1 簡(jiǎn)單的C程序示例

我們來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序，如程序清單2.1所示。該程序演示了用C語(yǔ)言編程的一些基本特性。請(qǐng)先通讀程序清單2.1，看看自己是否能明白該程序的用途，再認(rèn)真閱讀后面的解釋。

程序清單2.1 first.c程序

#include <stdio.h>

int main(void) /* 一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序 */

{

????int num; /* 定義一個(gè)名為num的變量 */

????num = 1; /* 為num賦一個(gè)值 */

????printf("I am a simple "); /* 使用printf()函數(shù) */

????printf("computer.\n");

????printf("My favorite number is %d because it is first.\n",num);

????return 0;

}

如果你認(rèn)為該程序會(huì)在屏幕上打印一些內(nèi)容，那就對(duì)了！光看程序也許并不知道打印的具體內(nèi)容，所以，運(yùn)行該程序，并查看結(jié)果。首先，用你熟悉的編輯器（或者編譯器提供的編輯器）創(chuàng)建一個(gè)包含程序清單2.1 中所有內(nèi)容的文件。給該文件命名，并以.c作為擴(kuò)展名，以滿足當(dāng)前系統(tǒng)對(duì)文件名的要求。例如，可以使用first.c?，F(xiàn)在，編譯并運(yùn)行該程序（查看第1章，復(fù)習(xí)該步驟的具體內(nèi)容）。如果一切運(yùn)行正常，該程序的輸出應(yīng)該是：

I am a simple computer.

My favorite number is 1 because it is first.

總而言之，結(jié)果在意料之中，但是程序中的\n 和%d 是什么？程序中有幾行代碼看起來(lái)有點(diǎn)奇怪。接下來(lái)，我們逐行解釋這個(gè)程序。

程序調(diào)整

程序的輸出是否在屏幕上一閃而過(guò)？某些窗口環(huán)境會(huì)在單獨(dú)的窗口運(yùn)行程序，然后在程序運(yùn)行結(jié)束后自動(dòng)關(guān)閉窗口。如果遇到這種情況，可以在程序中添加額外的代碼，讓窗口等待用戶按下一個(gè)鍵后才關(guān)閉。一種方法是，在程序的return語(yǔ)句前添加一行代碼：

getchar()；

這行代碼會(huì)讓程序等待擊鍵，窗口會(huì)在用戶按下一個(gè)鍵后才關(guān)閉。在第8章中會(huì)詳細(xì)介紹 getchar()的內(nèi)容。

2.2 示例解釋

我們會(huì)把程序清單2.1的程序分析兩遍。第1遍（快速概要）概述程序中每行代碼的作用，幫助讀者初步了解程序。第2遍（程序細(xì)節(jié)）詳細(xì)分析代碼的具體含義，幫助讀者深入理解程序。

圖2.1總結(jié)了組成C程序的幾個(gè)部分[1]，圖中包含的元素比第1個(gè)程序多。

2.2.1 第1遍：快速概要

本節(jié)簡(jiǎn)述程序中的每行代碼的作用。下一節(jié)詳細(xì)討論代碼的含義。

#include<stdio.h> ←包含另一個(gè)文件

該行告訴編譯器把stdio.h中的內(nèi)容包含在當(dāng)前程序中。stdio.h是C編譯器軟件包的標(biāo)準(zhǔn)部分，它提供鍵盤輸入和屏幕輸出的支持。

int main(void) ←函數(shù)名

C程序包含一個(gè)或多個(gè)函數(shù)，它們是C程序的基本模塊。程序清單2.1的程序中有一個(gè)名為main()的函數(shù)。圓括號(hào)表明main()是一個(gè)函數(shù)名。int表明main()函數(shù)返回一個(gè)整數(shù)，void表明main()不帶任何參數(shù)。這些內(nèi)容我們稍后詳述?，F(xiàn)在，只需記住int和void是標(biāo)準(zhǔn)ANSI C定義main()的一部分（如果使用ANSI C之前的編譯器，請(qǐng)省略void；考慮到兼容的問(wèn)題，請(qǐng)盡量使用較新的C編譯器）。

/* 一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序 */ ←注釋

注釋在/*和*/兩個(gè)符號(hào)之間，這些注釋能提高程序的可讀性。注意，注釋只是為了幫助讀者理解程序，編譯器會(huì)忽略它們。

{ ←函數(shù)體開(kāi)始

左花括號(hào)表示函數(shù)定義開(kāi)始，右花括號(hào)（}）表示函數(shù)定義結(jié)束。

int num; ←聲明

該聲明表明，將使用一個(gè)名為num的變量，而且num是int（整數(shù)）類型。

num = 1; ←賦值表達(dá)式語(yǔ)句

語(yǔ)句num = 1;把值1賦給名為num的變量。

printf("I am a simple "); ←調(diào)用一個(gè)函數(shù)

該語(yǔ)句使用 printf()函數(shù)，在屏幕上顯示 I am a simple，光標(biāo)停在同一行。printf()是標(biāo)準(zhǔn)的C庫(kù)函數(shù)。在程序中使用函數(shù)叫作調(diào)用函數(shù)。

printf("computer.\n"); ←調(diào)用另一個(gè)函數(shù)

接下來(lái)調(diào)用的這個(gè)printf()函數(shù)在上條語(yǔ)句打印出來(lái)的內(nèi)容后面加上“computer”。代碼\n告訴計(jì)算機(jī)另起一行，即把光標(biāo)移至下一行。

printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

最后調(diào)用的printf()把num的值（1）內(nèi)嵌在用雙引號(hào)括起來(lái)的內(nèi)容中一并打印。%d告訴計(jì)算機(jī)以何種形式輸出num的值，打印在何處。

return 0; ←return語(yǔ)句

C函數(shù)可以給調(diào)用方提供（或返回）一個(gè)數(shù)。目前，可暫時(shí)把該行看作是結(jié)束main()函數(shù)的要求。

} ←結(jié)束

必須以右花括號(hào)表示程序結(jié)束。

2.2.2 第2遍：程序細(xì)節(jié)

瀏覽完程序清單2.1后，我們來(lái)仔細(xì)分析這個(gè)程序。再次強(qiáng)調(diào)，本節(jié)將逐行分析程序中的代碼，以每行代碼為出發(fā)點(diǎn)，深入分析代碼背后的細(xì)節(jié)，為更全面地學(xué)習(xí)C語(yǔ)言編程的特性夯實(shí)基礎(chǔ)。

1.#include指令和頭文件

#include<stdio.h>

這是程序的第1行。#include <stdio.h>的作用相當(dāng)于把stdio.h文件中的所有內(nèi)容都輸入該行所在的位置。實(shí)際上，這是一種“拷貝-粘貼”的操作。include 文件提供了一種方便的途徑共享許多程序共有的信息。

#include這行代碼是一條C預(yù)處理器指令（preprocessor directive）。通常，C編譯器在編譯前會(huì)對(duì)源代碼做一些準(zhǔn)備工作，即預(yù)處理（preprocessing）。

所有的C編譯器軟件包都提供stdio.h文件。該文件中包含了供編譯器使用的輸入和輸出函數(shù)（如， printf()）信息。該文件名的含義是標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出頭文件。通常，在C程序頂部的信息集合被稱為頭文件（header）。

在大多數(shù)情況下，頭文件包含了編譯器創(chuàng)建最終可執(zhí)行程序要用到的信息。例如，頭文件中可以定義一些常量，或者指明函數(shù)名以及如何使用它們。但是，函數(shù)的實(shí)際代碼在一個(gè)預(yù)編譯代碼的庫(kù)文件中。簡(jiǎn)而言之，頭文件幫助編譯器把你的程序正確地組合在一起。

ANSI/ISO C規(guī)定了C編譯器必須提供哪些頭文件。有些程序要包含stdio.h，而有些不用。特定C實(shí)現(xiàn)的文檔中應(yīng)該包含對(duì)C庫(kù)函數(shù)的說(shuō)明。這些說(shuō)明確定了使用哪些函數(shù)需要包含哪些頭文件。例如，要使用printf()函數(shù)，必須包含stdio.h頭文件。省略必要的頭文件可能不會(huì)影響某一特定程序，但是最好不要這樣做。本書每次用到庫(kù)函數(shù)，都會(huì)用#include指令包含ANSI/ISO標(biāo)準(zhǔn)指定的頭文件。

注意 為何不內(nèi)置輸入和輸出

讀者一定很好奇，為何不把輸入和輸出這些基本功能內(nèi)置在語(yǔ)言中。原因之一是，并非所有的程序都會(huì)用到I/O（輸入/輸出）包。輕裝上陣表現(xiàn)了C語(yǔ)言的哲學(xué)。正是這種經(jīng)濟(jì)使用資源的原則，使得C語(yǔ)言成為流行的嵌入式編程語(yǔ)言（例如，編寫控制汽車自動(dòng)燃油系統(tǒng)或藍(lán)光播放機(jī)芯片的代碼）。#include中的#符號(hào)表明，C預(yù)處理器在編譯器接手之前處理這條指令。本書后面章節(jié)中會(huì)介紹更多預(yù)處理器指令的示例，第16章將更詳細(xì)地討論相關(guān)內(nèi)容。

2.main()函數(shù)

int main(void);

程序清單2.1中的第2行表明該函數(shù)名為main。的確，main是一個(gè)極其普通的名稱，但是這是唯一的選擇。C程序一定從main()函數(shù)開(kāi)始執(zhí)行（目前不必考慮例外的情況）。除了main()函數(shù)，你可以任意命名其他函數(shù)，而且main()函數(shù)必須是開(kāi)始的函數(shù)。圓括號(hào)有什么功能？用于識(shí)別main()是一個(gè)函數(shù)。很快你將學(xué)到更多的函數(shù)。就目前而言，只需記住函數(shù)是C程序的基本模塊。

int是main()函數(shù)的返回類型。這表明main()函數(shù)返回的值是整數(shù)。返回到哪里？返回給操作系統(tǒng)。我們將在第6章中再來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。

通常，函數(shù)名后面的圓括號(hào)中包含一些傳入函數(shù)的信息。該例中沒(méi)有傳遞任何信息。因此，圓括號(hào)內(nèi)是單詞void（第11章將介紹把信息從main()函數(shù)傳回操作系統(tǒng)的另一種形式）。

如果瀏覽舊式的C代碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)程序以如下形式開(kāi)始：

main()

C90標(biāo)準(zhǔn)勉強(qiáng)接受這種形式，但是C99和C11標(biāo)準(zhǔn)不允許這樣寫。因此，即使你使用的編譯器允許，也不要這樣寫。

你還會(huì)看到下面這種形式：

void main()

一些編譯器允許這樣寫，但是所有的標(biāo)準(zhǔn)都未認(rèn)可這種寫法。因此，編譯器不必接受這種形式，而且許多編譯器都不能這樣寫。需要強(qiáng)調(diào)的是，只要堅(jiān)持使用標(biāo)準(zhǔn)形式，把程序從一個(gè)編譯器移至另一個(gè)編譯器時(shí)就不會(huì)出什么問(wèn)題。

3.注釋

/*一個(gè)簡(jiǎn)單的程序*/

在程序中，被/* */兩個(gè)符號(hào)括起來(lái)的部分是程序的注釋。寫注釋能讓他人（包括自己）更容易明白你所寫的程序。C 語(yǔ)言注釋的好處之一是，可將注釋放在任意的地方，甚至是與要解釋的內(nèi)容在同一行。較長(zhǎng)的注釋可單獨(dú)放一行或多行。在/*和*/之間的內(nèi)容都會(huì)被編譯器忽略。下面列出了一些有效和無(wú)效的注釋形式：

/* 這是一條C注釋。 */

/* 這也是一條注釋，

? ? 被分成兩行。*/

/*

也可以這樣寫注釋。

*/

/* 這條注釋無(wú)效，因?yàn)槿鄙倭私Y(jié)束標(biāo)記。

C99新增了另一種風(fēng)格的注釋，普遍用于C++和Java。這種新風(fēng)格使用//符號(hào)創(chuàng)建注釋，僅限于單行。

// 這種注釋只能寫成一行。

int rigue; // 這種注釋也可置于此。

因?yàn)橐恍心┪簿蜆?biāo)志著注釋的結(jié)束，所以這種風(fēng)格的注釋只需在注釋開(kāi)始處標(biāo)明//符號(hào)即可。

這種新形式的注釋是為了解決舊形式注釋存在的潛在問(wèn)題。假設(shè)有下面的代碼：

/*

希望能運(yùn)行。

*/

x = 100;

y = 200;

/* 其他內(nèi)容已省略。 */

接下來(lái)，假設(shè)你決定刪除第4行，但不小心刪掉了第3行（*/）。代碼如下所示：

/*

希望能運(yùn)行。

y = 200;

/*其他內(nèi)容已省略。 */

現(xiàn)在，編譯器把第1行的/*和第4行的*/配對(duì)，導(dǎo)致4行代碼全都成了注釋（包括應(yīng)作為代碼的那一行）。而//形式的注釋只對(duì)單行有效，不會(huì)導(dǎo)致這種“消失代碼”的問(wèn)題。

一些編譯器可能不支持這一特性。還有一些編譯器需要更改設(shè)置，才能支持C99或C11的特性。

考慮到只用一種注釋風(fēng)格過(guò)于死板乏味，本書在示例中采用兩種風(fēng)格的注釋。

4.花括號(hào)、函數(shù)體和塊

{

...

}

程序清單2.1中，花括號(hào)把main()函數(shù)括起來(lái)。一般而言，所有的C函數(shù)都使用花括號(hào)標(biāo)記函數(shù)體的開(kāi)始和結(jié)束。這是規(guī)定，不能省略。只有花括號(hào)（{}）能起這種作用，圓括號(hào)（()）和方括號(hào)（[]）都不行。

花括號(hào)還可用于把函數(shù)中的多條語(yǔ)句合并為一個(gè)單元或塊。如果讀者熟悉Pascal、ADA、Modula-2或者Algol，就會(huì)明白花括號(hào)在C語(yǔ)言中的作用類似于這些語(yǔ)言中的begin和end。

5.聲明

int num;

程序清單2.1中，這行代碼叫作聲明（declaration）。聲明是C語(yǔ)言最重要的特性之一。在該例中，聲明完成了兩件事。其一，在函數(shù)中有一個(gè)名為num的變量（variable）。其二，int表明num是一個(gè)整數(shù)（即，沒(méi)有小數(shù)點(diǎn)或小數(shù)部分的數(shù)）。int是一種數(shù)據(jù)類型。編譯器使用這些信息為num變量在內(nèi)存中分配存儲(chǔ)空間。分號(hào)在C語(yǔ)言中是大部分語(yǔ)句和聲明的一部分，不像在Pascal中只是語(yǔ)句間的分隔符。

int是C語(yǔ)言的一個(gè)關(guān)鍵字（keyword），表示一種基本的C語(yǔ)言數(shù)據(jù)類型。關(guān)鍵字是語(yǔ)言定義的單詞，不能做其他用途。例如，不能用int作為函數(shù)名和變量名。但是，這些關(guān)鍵字在該語(yǔ)言以外不起作用，所以把一只貓或一個(gè)可愛(ài)的小孩叫int是可以的（盡管某些地方的當(dāng)?shù)亓?xí)俗或法律可能不允許）。

示例中的num是一個(gè)標(biāo)識(shí)符（identifier），也就一個(gè)變量、函數(shù)或其他實(shí)體的名稱。因此，聲明把特定標(biāo)識(shí)符與計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的特定位置聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)也確定了儲(chǔ)存在某位置的信息類型或數(shù)據(jù)類型。

在C語(yǔ)言中，所有變量都必須先聲明才能使用。這意味著必須列出程序中用到的所有變量名及其類型。以前的C語(yǔ)言，還要求把變量聲明在塊的頂部，其他語(yǔ)句不能在任何聲明的前面。也就是說(shuō)，main()函數(shù)體如下所示：

int main() //舊規(guī)則

{

? ? int doors;

? ? int dogs;

? ? doors = 5;

? ? dogs = 3;

? ? // 其他語(yǔ)句

}

C99和C11遵循C++的慣例，可以把聲明放在塊中的任何位置。盡管如

此，首次使用變量之前一定要先聲明它。因此，如果編譯器支持這一新特

性，可以這樣編寫上面的代碼：

int main() // 目前的C規(guī)則

{

? ? // 一些語(yǔ)句

? ? int doors;

? ? doors = 5; // 第1次使用doors

? ? // 其他語(yǔ)句

? ? int dogs;

? ? dogs = 3; // 第1次使用dogs

? ? // 其他語(yǔ)句

}

為了與舊系統(tǒng)更好地兼容，本書沿用最初的規(guī)則（即，把變量聲明都寫在塊的頂部）。

現(xiàn)在，讀者可能有3個(gè)問(wèn)題：什么是數(shù)據(jù)類型？如何命名？為何要聲明變量？請(qǐng)往下看。

數(shù)據(jù)類型

C語(yǔ)言可以處理多種類型的數(shù)據(jù)，如整數(shù)、字符和浮點(diǎn)數(shù)。把變量聲明為整型或字符類型，計(jì)算機(jī)才能正確地儲(chǔ)存、讀取和解釋數(shù)據(jù)。下一章將詳細(xì)介紹C語(yǔ)言中的各種數(shù)據(jù)類型。

命名

給變量命名時(shí)要使用有意義的變量名或標(biāo)識(shí)符（如，程序中需要一個(gè)變量數(shù)羊，該變量名應(yīng)該是sheep_count而不是x3）。如果變量名無(wú)法清楚地表達(dá)自身的用途，可在注釋中進(jìn)一步說(shuō)明。這是一種良好的編程習(xí)慣和編程技巧。

C99和C11允許使用更長(zhǎng)的標(biāo)識(shí)符名，但是編譯器只識(shí)別前63個(gè)字符。對(duì)于外部標(biāo)識(shí)符（參閱第12章），只允許使用31個(gè)字符?！惨郧癈90只允許6個(gè)字符，這是一個(gè)很大的進(jìn)步。舊式編譯器通常最多只允許使用8個(gè)字符?！硨?shí)際上，你可以使用更長(zhǎng)的字符，但是編譯器會(huì)忽略超出的字符。也就是說(shuō)，如果有兩個(gè)標(biāo)識(shí)符名都有63個(gè)字符，只有一個(gè)字符不同，那么編譯器會(huì)識(shí)別這是兩個(gè)不同的名稱。如果兩個(gè)標(biāo)識(shí)符都是64個(gè)字符，只有最后一個(gè)字符不同，那么編譯器可能將其視為同一個(gè)名稱，也可能不會(huì)。標(biāo)準(zhǔn)并未定義在這種情況下會(huì)發(fā)生什么。

可以用小寫字母、大寫字母、數(shù)字和下劃線（_）來(lái)命名。而且，名稱的第1個(gè)字符必須是字符或下劃線，不能是數(shù)字。表2.1給出了一些示例。

操作系統(tǒng)和C庫(kù)經(jīng)常使用以一個(gè)或兩個(gè)下劃線字符開(kāi)始的標(biāo)識(shí)符（如，_kcab），因此最好避免在自己的程序中使用這種名稱。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽都以一個(gè)或兩個(gè)下劃線字符開(kāi)始，如庫(kù)標(biāo)識(shí)符。這樣的標(biāo)識(shí)符都是保留的。這意味著，雖然使用它們沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但是會(huì)導(dǎo)致名稱沖突。

C語(yǔ)言的名稱區(qū)分大小寫，即把一個(gè)字母的大寫和小寫視為兩個(gè)不同的字符。因此，stars和Stars、STARS都不同。

為了讓C語(yǔ)言更加國(guó)際化，C99和C11根據(jù)通用字符名（即UCN）機(jī)制添加了擴(kuò)展字符集。其中包含了除英文字母以外的部分字符。欲了解詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參閱附錄B的“參考資料VII：擴(kuò)展字符支持”。

聲明變量的4個(gè)理由

一些更老的語(yǔ)言（如，F(xiàn)ORTRAN 和 BASIC 的最初形式）都允許直接使用變量，不必先聲明。為何 C語(yǔ)言不采用這種簡(jiǎn)單易行的方法？原因如下。

?把所有的變量放在一處，方便讀者查找和理解程序的用途。如果變量名都是有意義的（如，taxtate而不是 r），這樣做效果很好。如果變量名無(wú)法表述清楚，在注釋中解釋變量的含義。這種方法讓程序的可讀性更高。

?聲明變量會(huì)促使你在編寫程序之前做一些計(jì)劃。程序在開(kāi)始時(shí)要獲得哪些信息？希望程序如何輸出？表示數(shù)據(jù)最好的方式是什么？

?聲明變量有助于發(fā)現(xiàn)隱藏在程序中的小錯(cuò)誤，如變量名拼寫錯(cuò)誤。例如，假設(shè)在某些不需要聲明就可以直接使用變量的語(yǔ)言中，編寫如下語(yǔ)句：

RADIUS1 = 20.4;

在后面的程序中，誤寫成：

CIRCUM = 6.28 * RADIUSl;

你不小心把數(shù)字1打成小寫字母l。這些語(yǔ)言會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的變量RADIUSl，并使用該變量中的值（也許是0，也許是垃圾值），導(dǎo)致賦給CIRCUM的值是錯(cuò)誤值。你可能要花很久時(shí)間才能查出原因。這樣的錯(cuò)誤在C語(yǔ)言中不會(huì)發(fā)生（除非你很不明智地聲明了兩個(gè)極其相似的變量），因?yàn)榫幾g器在發(fā)現(xiàn)未聲明的RADIUSl時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。

?如果事先未聲明變量，C程序?qū)o(wú)法通過(guò)編譯。如果前幾個(gè)理由還不足以說(shuō)服你，這個(gè)理由總可以讓你認(rèn)真考慮一下了。

如果要聲明變量，應(yīng)該聲明在何處？前面提到過(guò)，C99之前的標(biāo)準(zhǔn)要求把聲明都置于塊的頂部，這樣規(guī)定的好處是：把聲明放在一起更容易理解程序的用途。C99 允許在需要時(shí)才聲明變量，這樣做的好處是：在給變量賦值之前聲明變量，就不會(huì)忘記給變量賦值。但是實(shí)際上，許多編譯器都還不支持C99。

6.賦值

num = 1;

程序清單中的這行代碼是賦值表達(dá)式語(yǔ)句[2]。賦值是C語(yǔ)言的基本操作之一。該行代碼的意思是“把值1賦給變量num”。在執(zhí)行int num;聲明時(shí)，編譯器在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中為變量num預(yù)留了空間，然后在執(zhí)行這行賦值表達(dá)式語(yǔ)句時(shí)，把值儲(chǔ)存在之前預(yù)留的位置?？梢越onum賦不同的值，這就是num之所以被稱為變量（variable）的原因。注意，該賦值表達(dá)式語(yǔ)句從右側(cè)把值賦到左側(cè)。另外，該語(yǔ)句以分號(hào)結(jié)尾，如圖2.2所示。

7.printf()函數(shù)

printf("I am a simple ");

printf("computer.\n");

printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

這3行都使用了C語(yǔ)言的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)：printf()。圓括號(hào)表明printf是一個(gè)函數(shù)名。圓括號(hào)中的內(nèi)容是從main()函數(shù)傳遞給printf()函數(shù)的信息。例如，上面的第1行把I am a simple傳遞給printf()函數(shù)。該信息被稱為參數(shù)，或者更確切地說(shuō)，是函數(shù)的實(shí)際參數(shù)（actual argument），如圖2.3所示?！苍贑語(yǔ)言中，實(shí)際參數(shù)（簡(jiǎn)稱實(shí)參）是傳遞給函數(shù)的特定值，形式參數(shù)（簡(jiǎn)稱形參）是函數(shù)中用于儲(chǔ)存值的變量。第5章中將詳述相關(guān)內(nèi)容。〕printf()函數(shù)用參數(shù)來(lái)做什么？該函數(shù)會(huì)查看雙引號(hào)中的內(nèi)容，并將其打印在屏幕上。

第1行printf()演示了在C語(yǔ)言中如何調(diào)用函數(shù)。只需輸入函數(shù)名，把所需的參數(shù)填入圓括號(hào)即可。當(dāng)程序運(yùn)行到這一行時(shí)，控制權(quán)被轉(zhuǎn)給已命名的函數(shù)（該例中是printf()）。函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，控制權(quán)被返回至主調(diào)函數(shù)（calling function），該例中是main()。

第2行printf()函數(shù)的雙引號(hào)中的\n字符并未輸出。這是為什么？\n的意思是換行。\n組合（依次輸入這兩個(gè)字符）代表一個(gè)換行符（newlinecharacter）。對(duì)于printf()而言，它的意思是“在下一行的最左邊開(kāi)始新的一行”。也就是說(shuō)，打印換行符的效果與在鍵盤按下Enter鍵相同。既然如此，為何不在鍵入printf()參數(shù)時(shí)直接使用Enter鍵？因?yàn)榫庉嬈骺赡苷J(rèn)為這是直接的命令，而不是儲(chǔ)存在在源代碼中的指令。換句話說(shuō)，如果直接按下Enter鍵，編輯器會(huì)退出當(dāng)前行并開(kāi)始新的一行。但是，換行符僅會(huì)影響程序輸出的顯示格式。

換行符是一個(gè)轉(zhuǎn)義序列（escape sequence）。轉(zhuǎn)義序列用于代表難以表示或無(wú)法輸入的字符。如，\t代表Tab鍵，\b代表Backspace鍵（退格鍵）。每個(gè)轉(zhuǎn)義序列都以反斜杠字符（\）開(kāi)始。我們?cè)诘?章中再來(lái)探討相關(guān)內(nèi)容。

這樣，就解釋了為什么3行printf()語(yǔ)句只打印出兩行：第1個(gè)printf()打印的內(nèi)容中不含換行符，但是第2和第3個(gè)printf()中都有換行符。

第3個(gè)printf()還有一些不明之處：參數(shù)中的%d在打印時(shí)有什么作用？先來(lái)看該函數(shù)的輸出：

My favorite number is 1 because it is first.

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，參數(shù)中的%d被數(shù)字1代替了，而1就是變量num的值。%d相當(dāng)于是一個(gè)占位符，其作用是指明輸出num值的位置。該行和下面的BASIC語(yǔ)句很像：

PRINT "My favorite number is "; num; " because it is first."

實(shí)際上，C語(yǔ)言的printf()比BASIC的這條語(yǔ)句做的事情多一些。%提醒程序，要在該處打印一個(gè)變量，d表明把變量作為十進(jìn)制整數(shù)打印。printf()函數(shù)名中的f提醒用戶，這是一種格式化打印函數(shù)。printf()函數(shù)有多種打印變量的格式，包括小數(shù)和十六進(jìn)制整數(shù)。后面章節(jié)在介紹數(shù)據(jù)類型時(shí)，會(huì)詳細(xì)介紹相關(guān)內(nèi)容。

8.return語(yǔ)句

return 0;

return語(yǔ)句[3]是程序清單2.1的最后一條語(yǔ)句。int main(void)中的int表明main()函數(shù)應(yīng)返回一個(gè)整數(shù)。C標(biāo)準(zhǔn)要求main()這樣做。有返回值的C函數(shù)要有return語(yǔ)句。該語(yǔ)句以return關(guān)鍵字開(kāi)始，后面是待返回的值，并以分號(hào)結(jié)尾。如果遺漏 main()函數(shù)中的 return 語(yǔ)句，程序在運(yùn)行至最外面的右花括號(hào)（}）時(shí)會(huì)返回0。因此，可以省略main()函數(shù)末尾的return語(yǔ)句。但是，不要在其他有返回值的函數(shù)中漏掉它。因此，強(qiáng)烈建議讀者養(yǎng)成在 main()函數(shù)中保留 return 語(yǔ)句的好習(xí)慣。在這種情況下，可將其看作是統(tǒng)一代碼風(fēng)格。但對(duì)于某些操作系統(tǒng)（包括Linux和UNIX），return語(yǔ)句有實(shí)際的用途。第11章再詳述這個(gè)主題。

2.3 簡(jiǎn)單程序的結(jié)構(gòu)

在看過(guò)一個(gè)具體的程序示例后，我們來(lái)了解一下C程序的基本結(jié)構(gòu)。程序由一個(gè)或多個(gè)函數(shù)組成，必須有 main()函數(shù)。函數(shù)由函數(shù)頭和函數(shù)體組成。函數(shù)頭包括函數(shù)名、傳入該函數(shù)的信息類型和函數(shù)的返回類型。通過(guò)函數(shù)名后的圓括號(hào)可識(shí)別出函數(shù)，圓括號(hào)里可能為空，可能有參數(shù)。函數(shù)體被花括號(hào)括起來(lái)，由一系列語(yǔ)句、聲明組成，如圖2.4所示。本章的程序示例中有一條聲明，聲明了程序使用的變量名和類型。然后是一條賦值表達(dá)式語(yǔ)句，變量被賦給一個(gè)值。接下來(lái)是3條printf()語(yǔ)句[4]，調(diào)用printf()函數(shù)3次。最后，main()以return語(yǔ)句結(jié)束。

簡(jiǎn)而言之，一個(gè)簡(jiǎn)單的C程序的格式如下：

#include <stdio.h>

int main(void)

{

? ? 語(yǔ)句

? ? return 0;

}

（大部分語(yǔ)句都以分號(hào)結(jié)尾。）

2.4 提高程序可讀性的技巧

編寫可讀性高的程序是良好的編程習(xí)慣。可讀性高的程序更容易理解，以后也更容易修改和更正。提高程序的可讀性還有助于你理清編程思路。

前面介紹過(guò)兩種提高程序可讀性的技巧：選擇有意義的函數(shù)名和寫注釋。注意，使用這兩種技巧時(shí)應(yīng)相得益彰，避免重復(fù)啰嗦。如果變量名是width，就不必寫注釋說(shuō)明該變量表示寬度，但是如果變量名是video_routine_4，就要解釋一下該變量名的含義。

提高程序可讀性的第3個(gè)技巧是：在函數(shù)中用空行分隔概念上的多個(gè)部分。例如，程序清單2.1中用空行把聲明部分和程序的其他部分區(qū)分開(kāi)來(lái)。C語(yǔ)言并未規(guī)定一定要使用空行，但是多使用空行能提高程序的可讀性。

提高程序可讀性的第4個(gè)技巧是：每條語(yǔ)句各占一行。同樣，這也不是C語(yǔ)言的要求。C語(yǔ)言的格式比較自由，可以把多條語(yǔ)句放在一行，也可以每條語(yǔ)句獨(dú)占一行。下面的語(yǔ)句都沒(méi)問(wèn)題，但是不好看：

int main( void ) { int four; four

=

4

;

printf(

? ? ? ? ?"%d\n",

four); return 0;}

分號(hào)告訴編譯器一條語(yǔ)句在哪里結(jié)束、下一條語(yǔ)句在哪里開(kāi)始。如果按照本章示例的約定來(lái)編寫代碼（見(jiàn)圖2.5），程序的邏輯會(huì)更清晰。

2.5 進(jìn)一步使用C

本章的第1個(gè)程序相當(dāng)簡(jiǎn)單，下面的程序清單2.2也不太難。

程序清單2.2 fathm_ft.c程序

// fathm_ft.c -- 把2英尋轉(zhuǎn)換成英尺

#include <stdio.h>

int main(void)

{

? ? int feet, fathoms;

? ? fathoms = 2;

? ? feet = 6 * fathoms;

? ? printf("There are %d feet in %d fathoms!\n", feet, fathoms);

? ? printf("Yes, I said %d feet!\n", 6 * fathoms);

? ? return 0;

}

與程序清單2.1相比，以上代碼有什么新內(nèi)容？這段代碼提供了程序描述，聲明了多個(gè)變量，進(jìn)行了乘法運(yùn)算，并打印了兩個(gè)變量的值。下面我們更詳細(xì)地分析這些內(nèi)容。

2.5.1 程序說(shuō)明

程序在開(kāi)始處有一條注釋（使用新的注釋風(fēng)格），給出了文件名和程序的目的。寫這種程序說(shuō)明很簡(jiǎn)單、不費(fèi)時(shí)，而且在以后瀏覽或打印程序時(shí)很有幫助。

2.5.2 多條聲明

接下來(lái)，程序在一條聲明中聲明了兩個(gè)變量，而不是一個(gè)變量。為此，

要在聲明中用逗號(hào)隔開(kāi)兩個(gè)變量（feet和fathoms）。也就是說(shuō)，

int feet, fathoms;

和

int feet;

int fathoms;

等價(jià)。

2.5.3 乘法

然后，程序進(jìn)行了乘法運(yùn)算。利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)計(jì)算 6 乘以2。C 語(yǔ)言和許多其他語(yǔ)言一樣，用*表示乘法。因此，語(yǔ)句

feet = 6 * fathoms;

的意思是“查找變量fathoms的值，用6乘以該值，并把計(jì)算結(jié)果賦給變量feet”。

2.5.4 打印多個(gè)值

最后，程序以新的方式使用printf()函數(shù)。如果編譯并運(yùn)行該程序，輸出應(yīng)該是這樣：

There are 12 feet in 2 fathoms!

Yes, I said 12 feet!

程序的第1個(gè)printf()中進(jìn)行了兩次替換。雙引號(hào)號(hào)后面的第1個(gè)變量（feet）替換了雙引號(hào)中的第1個(gè)%d；雙引號(hào)號(hào)后面的第2個(gè)變量（fathoms）替換了雙引號(hào)中的第2個(gè)%d。注意，待輸出的變量列于雙引號(hào)的后面。還要注意，變量之間要用逗號(hào)隔開(kāi)。

第2個(gè)printf()函數(shù)說(shuō)明待打印的值不一定是變量，只要可求值得出合適類型值的項(xiàng)即可，如6 *fathoms。

該程序涉及的范圍有限，但它是把英尋[5]轉(zhuǎn)換成英尺程序的核心部分。我們還需要把其他值通過(guò)交互的方式賦給feet，其方法將在后面章節(jié)中介紹。

2.6 多個(gè)函數(shù)

到目前為止，介紹的幾個(gè)程序都只使用了printf()函數(shù)。程序清單2.3演示了除main()以外，如何把自己的函數(shù)加入程序中。

程序清單2.3 two_func.c程序

//* two_func.c -- 一個(gè)文件中包含兩個(gè)函數(shù) */

#include <stdio.h>

void butler(void); /* ANSI/ISO C函數(shù)原型 */

int main(void)

{

? ? printf("I will summon the butler function.\n");

? ? butler();

? ? printf("Yes. Bring me some tea and writeable DVDs.\n");

? ? return 0;

}

void butler(void) /* 函數(shù)定義開(kāi)始 */

{

? ? printf("You rang, sir?\n");

}

該程序的輸出如下：

I will summon the butler function.

You rang, sir?

Yes.Bring me some tea and writeable DVDs.

butler()函數(shù)在程序中出現(xiàn)了3次。第1次是函數(shù)原型（prototype），告知編譯器在程序中要使用該函數(shù)；第 2 次以函數(shù)調(diào)用（function call）的形式出現(xiàn)在 main()中；最后一次出現(xiàn)在函數(shù)定義（function definition）中，函數(shù)定義即是函數(shù)本身的源代碼。下面逐一分析。

C90 標(biāo)準(zhǔn)新增了函數(shù)原型，舊式的編譯器可能無(wú)法識(shí)別（稍后我們將介紹，如果使用這種編譯器應(yīng)該怎么做）。函數(shù)原型是一種聲明形式，告知編譯器正在使用某函數(shù)，因此函數(shù)原型也被稱為函數(shù)聲明（function declaration）。函數(shù)原型還指明了函數(shù)的屬性。例如，butler()函數(shù)原型中的第1個(gè)void表明，butler()函數(shù)沒(méi)有返回值（通常，被調(diào)函數(shù)會(huì)向主調(diào)函數(shù)返回一個(gè)值，但是 bulter()函數(shù)沒(méi)有）。第 2 個(gè) void （butler(void)中的 void）的意思是 butler()函數(shù)不帶參數(shù)。因此，當(dāng)編譯器運(yùn)行至此，會(huì)檢查butler()是否使用得當(dāng)。注意，void在這里的意思是“空的”，而不是“無(wú)效”。

早期的C語(yǔ)言支持一種更簡(jiǎn)單的函數(shù)聲明，只需指定返回類型，不用描述參數(shù)：

void butler();

早期的C代碼中的函數(shù)聲明就類似上面這樣，不是現(xiàn)在的函數(shù)原型。C90、C99 和C11 標(biāo)準(zhǔn)都承認(rèn)舊版本的形式，但是也表明了會(huì)逐漸淘汰這種過(guò)時(shí)的寫法。如果要使用以前寫的 C代碼，就需要把舊式聲明轉(zhuǎn)換成函數(shù)原型。本書在后面的章節(jié)會(huì)繼續(xù)介紹函數(shù)原型的相關(guān)內(nèi)容。

接下來(lái)我們繼續(xù)分析程序。在 main()中調(diào)用 butler()很簡(jiǎn)單，寫出函數(shù)名和圓括號(hào)即可。當(dāng)butler()執(zhí)行完畢后，程序會(huì)繼續(xù)執(zhí)行main()中的下一條語(yǔ)句。

程序的最后部分是 butler()函數(shù)的定義，其形式和 main()相同，都包含函數(shù)頭和用花括號(hào)括起來(lái)的函數(shù)體。函數(shù)頭重述了函數(shù)原型的信息：bulter()不帶任何參數(shù)，且沒(méi)有返回值。如果使用老式編譯器，請(qǐng)去掉圓括號(hào)中的void。

這里要注意，何時(shí)執(zhí)行 butler()函數(shù)取決于它在 main()中被調(diào)用的位置，而不是 butler()的定義在文件中的位置。例如，把 butler()函數(shù)的定義放在 main()定義之前，不會(huì)改變程序的執(zhí)行順序， butler()函數(shù)仍然在兩次printf()調(diào)用之間被調(diào)用。記住，無(wú)論main()在程序文件處于什么位置，所有的C程序都從main()開(kāi)始執(zhí)行。但是，C的慣例是把main()放在開(kāi)頭，因?yàn)樗峁┝顺绦虻幕究蚣堋?/p>

C標(biāo)準(zhǔn)建議，要為程序中用到的所有函數(shù)提供函數(shù)原型。標(biāo)準(zhǔn)include文件（包含文件）為標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)提供可函數(shù)原型。例如，在C標(biāo)準(zhǔn)中，stdio.h文件包含了printf()的函數(shù)原型。第6章最后一個(gè)示例演示了如何使用帶返回值的函數(shù)，第9章將詳細(xì)全面地介紹函數(shù)。

2.7 調(diào)試程序

現(xiàn)在，你可以編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的 C 程序，但是可能會(huì)犯一些簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤。程序的錯(cuò)誤通常叫做 bug，找出并修正錯(cuò)誤的過(guò)程叫做調(diào)試（debug）。程序清單2.4是一個(gè)有錯(cuò)誤的程序，看看你能找出幾處。

程序清單2.4 nogood.c程序

/* nogood.c -- 有錯(cuò)誤的程序 */

#include <stdio.h>

int main(void)

(

? ? int n, int n2, int n3;

? ? /* 該程序有多處錯(cuò)誤

? ? n = 5;

? ? n2 = n * n;

? ? n3 = n2 * n2;

? ? printf("n = %d, n squared = %d, n cubed = %d\n", n,n2, n3)

? ? return 0;

)

2.7.1 語(yǔ)法錯(cuò)誤

程序清單 2.4 中有多處語(yǔ)法錯(cuò)誤。如果不遵循 C 語(yǔ)言的規(guī)則就會(huì)犯語(yǔ)法錯(cuò)誤。這類似于英文中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。例如，看看這個(gè)句子：Bugs frustrate be can[6]。該句子中的英文單詞都是有效的單詞（即，拼寫正確），但是并未按照正確的順序組織句子，而且用詞也不妥。C語(yǔ)言的語(yǔ)法錯(cuò)誤指的是，把有效的C符號(hào)放在錯(cuò)誤的地方。

nogood.c程序中有哪些錯(cuò)誤？其一，main()函數(shù)體使用圓括號(hào)來(lái)代替花括號(hào)。這就是把C符號(hào)用錯(cuò)了地方。其二，變量聲明應(yīng)該這樣寫：

int n, n2, n3;

或者，這樣寫：

int n;

int n2;

int n3;

其三，main()中的注釋末尾漏掉了*/（另一種修改方案是，用//替換/*）。最后，printf()語(yǔ)句末尾漏掉了分號(hào)。

如何發(fā)現(xiàn)程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤？首先，在編譯之前，瀏覽源代碼看是否能發(fā)現(xiàn)一些明顯的錯(cuò)誤。接下來(lái)，查看編譯器是否發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，檢查程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤是它的工作之一。在編譯程序時(shí)，編譯器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤信息，指出每一處錯(cuò)誤的性質(zhì)和具體位置。

盡管如此，編譯器也有出錯(cuò)的時(shí)候。也許某處隱藏的語(yǔ)法錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致編譯器誤判。例如，由于nogood.c程序未正確聲明n2和n3，會(huì)導(dǎo)致編譯器在使用這些變量時(shí)發(fā)現(xiàn)更多問(wèn)題。實(shí)際上，有時(shí)不用把編譯器報(bào)告的所有錯(cuò)誤逐一修正，僅修正第 1 條或前幾處錯(cuò)誤后，錯(cuò)誤信息就會(huì)少很多。繼續(xù)這樣做，直到編譯器不再報(bào)錯(cuò)。編譯器另一個(gè)常見(jiàn)的毛病是，報(bào)錯(cuò)的位置比真正的錯(cuò)誤位置滯后一行。例如，編譯器在編譯下一行時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)上一行缺少分號(hào)。因此，如果編譯器報(bào)錯(cuò)某行缺少分號(hào)，請(qǐng)檢查上一行。

2.7.2 語(yǔ)義錯(cuò)誤

語(yǔ)義錯(cuò)誤是指意思上的錯(cuò)誤。例如，考慮這個(gè)句子：Scornful derivatives sing greenly（輕蔑的衍生物不熟練地唱歌）。句中的形容詞、名詞、動(dòng)詞和副詞都在正確的位置上，所以語(yǔ)法正確。但是，卻讓人不知所云。在C語(yǔ)言中，如果遵循了C規(guī)則，但是結(jié)果不正確，那就是犯了語(yǔ)義錯(cuò)誤。程序示例中有這樣的錯(cuò)誤：

n3 = n2 * n2;

此處，n3原意表示n的3次方，但是代碼中的n3被設(shè)置成n的4次方（n2 =n * n）。

編譯器無(wú)法檢測(cè)語(yǔ)義錯(cuò)誤，因?yàn)檫@類錯(cuò)誤并未違反 C語(yǔ)言的規(guī)則。編譯器無(wú)法了解你的真正意圖，所以你只能自己找出這些錯(cuò)誤。例如，假設(shè)你修正了程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤，程序應(yīng)該如程序清單2.5所示：

程序清單2.5 stillbad.c程序

/* stillbad.c -- 修復(fù)了語(yǔ)法錯(cuò)誤的程序 */

#include <stdio.h>

int main(void)

{

? ? int n, n2, n3;

? ? /* 該程序有一個(gè)語(yǔ)義錯(cuò)誤 */

? ? n = 5;

? ? n2 = n * n;

? ? n3 = n2 * n2;

? ? printf("n = %d, n squared = %d, n cubed = %d\n", n,n2, n3);

? ? return 0;

}

該程序的輸出如下：

n = 5, n squared = 25, n cubed = 625

如果對(duì)簡(jiǎn)單的立方比較熟悉，就會(huì)注意到 625 不對(duì)。下一步是跟蹤程序的執(zhí)行步驟，找出程序如何得出這個(gè)答案。對(duì)于本例，通過(guò)查看代碼就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤，但是，還應(yīng)該學(xué)習(xí)更系統(tǒng)的方法。方法之一是，把自己想象成計(jì)算機(jī)，跟著程序的步驟一步一步地執(zhí)行。下面，我們來(lái)試試這種方法。

main()函數(shù)體一開(kāi)始就聲明了3個(gè)變量：n、n2、n3。你可以畫出3個(gè)盒子并把變量名寫在盒子上來(lái)模擬這種情況（見(jiàn)圖2.6）。接下來(lái)，程序把5賦給變量n。你可以在標(biāo)簽為n的盒子里寫上5。接著，程序把n和n相乘，并把乘積賦給n2。因此，查看標(biāo)簽為n的盒子，其值是5，5乘以5得25，于是把25放進(jìn)標(biāo)簽為 n2 的盒子里。為了模擬下一條語(yǔ)句（n3 = n2 * n2），查看 n2 盒子，發(fā)現(xiàn)其值是 25。25乘以25得625，把625放進(jìn)標(biāo)簽為n3的盒子。原來(lái)如此！程序中計(jì)算的是n2的平方，不是用n2乘以n得到n的3次方。

對(duì)于上面的程序示例，檢查程序的過(guò)程可能過(guò)于繁瑣。但是，用這種方法一步一步查看程序的執(zhí)行情況，通常是發(fā)現(xiàn)程序問(wèn)題所在的良方。

2.7.3 程序狀態(tài)

通過(guò)逐步跟蹤程序的執(zhí)行步驟，并記錄每個(gè)變量，便可監(jiān)視程序的狀態(tài)。程序狀態(tài)（program state）是在程序的執(zhí)行過(guò)程中，某給定點(diǎn)上所有變量值的集合。它是計(jì)算機(jī)當(dāng)前狀態(tài)的一個(gè)快照。

我們剛剛討論了一種跟蹤程序狀態(tài)的方法：自己模擬計(jì)算機(jī)逐步執(zhí)行程序。但是，如果程序中有10000次循環(huán)，這種方法恐怕行不通。不過(guò)，你可以跟蹤一小部分循環(huán)，看看程序是否按照預(yù)期的方式執(zhí)行。另外，還要考慮一種情況：你很可能按照自己所想去執(zhí)行程序，而不是根據(jù)實(shí)際寫出來(lái)的代碼去執(zhí)行。因此，要盡量忠實(shí)代碼來(lái)模擬。

定位語(yǔ)義錯(cuò)誤的另一種方法是：在程序中的關(guān)鍵點(diǎn)插入額外的 printf()語(yǔ)句，以監(jiān)視制定變量值的變化。通過(guò)查看值的變化可以了解程序的執(zhí)行情況。對(duì)程序的執(zhí)行滿意后，便可刪除額外的 printf()語(yǔ)句，然后重新編譯。

檢測(cè)程序狀態(tài)的第3種方法是使用調(diào)試器。調(diào)試器（debugger）是一種程序，讓你一步一步運(yùn)行另一個(gè)程序，并檢查該程序變量的值。調(diào)試器有不同的使用難度和復(fù)雜度。較高級(jí)的調(diào)試器會(huì)顯示正在執(zhí)行的源代碼行號(hào)。這在檢查有多條執(zhí)行路徑的程序時(shí)很方便，因?yàn)楹苋菀字勒趫?zhí)行哪條路徑。如果你的編譯器自帶調(diào)試器，現(xiàn)在可以花點(diǎn)時(shí)間學(xué)會(huì)怎么使用它。例如，試著調(diào)試一下程序清單2.4。

2.8 關(guān)鍵字和保留標(biāo)識(shí)符

關(guān)鍵字是C語(yǔ)言的詞匯。它們對(duì)C而言比較特殊，不能用它們作為標(biāo)識(shí)符（如，變量名）。許多關(guān)鍵字用于指定不同的類型，如 int。還有一些關(guān)鍵字（如，if）用于控制程序中語(yǔ)句的執(zhí)行順序。在表 2.2 中所列的C語(yǔ)言關(guān)鍵字中，粗體表示的是C90標(biāo)準(zhǔn)新增的關(guān)鍵字，斜體表示的C99標(biāo)準(zhǔn)新增的關(guān)鍵字，粗斜體表示的是C11標(biāo)準(zhǔn)新增的關(guān)鍵字。

如果使用關(guān)鍵字不當(dāng)（如，用關(guān)鍵字作為變量名），編譯器會(huì)將其視為語(yǔ)法錯(cuò)誤。還有一些保留標(biāo)識(shí)符（reserved identifier），C語(yǔ)言已經(jīng)指定了它們的用途或保留它們的使用權(quán)，如果你使用這些標(biāo)識(shí)符來(lái)表示其他意思會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題。因此，盡管它們也是有效的名稱，不會(huì)引起語(yǔ)法錯(cuò)誤，也不能隨便使用。保留標(biāo)識(shí)符包括那些以下劃線字符開(kāi)頭的標(biāo)識(shí)符和標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)名，如printf()。

2.9 關(guān)鍵概念

編程是一件富有挑戰(zhàn)性的事情。程序員要具備抽象和邏輯的思維，并謹(jǐn)慎地處理細(xì)節(jié)問(wèn)題（編譯器會(huì)強(qiáng)迫你注意細(xì)節(jié)問(wèn)題）。平時(shí)和朋友交流時(shí)，可能用錯(cuò)幾個(gè)單詞，犯一兩個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤，或者說(shuō)幾句不完整的句子，但是對(duì)方能明白你想說(shuō)什么。而編譯器不允許這樣，對(duì)它而言，幾乎正確仍然是錯(cuò)誤。

編譯器不會(huì)在下面講到的概念性問(wèn)題上幫助你。因此，本書在這一章中介紹一些關(guān)鍵概念幫助讀者彌補(bǔ)這部分的內(nèi)容。

在本章中，讀者的目標(biāo)應(yīng)該是理解什么是C程序?？梢园殉绦蚩醋魇悄阆Ｍ?jì)算機(jī)如何完成任務(wù)的描述。編譯器負(fù)責(zé)處理一些細(xì)節(jié)工作，例如把你要計(jì)算機(jī)完成的任務(wù)轉(zhuǎn)換成底層的機(jī)器語(yǔ)言（如果從量化方面來(lái)解釋編譯器所做的工作，它可以把1KB的源文件創(chuàng)建成60KB的可執(zhí)行文件；即使是一個(gè)很簡(jiǎn)單的C程序也要用大量的機(jī)器語(yǔ)言來(lái)表示）。由于編譯器不具有真正的智能，所以你必須用編譯器能理解的術(shù)語(yǔ)表達(dá)你的意圖，這些術(shù)語(yǔ)就是C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的形式規(guī)則（盡管有些約束，但總比直接用機(jī)器語(yǔ)言方便得多）。

編譯器希望接收到特定格式的指令，我們?cè)诒菊乱呀?jīng)介紹過(guò)。作為程序員的任務(wù)是，在符合 C標(biāo)準(zhǔn)的編譯器框架中，表達(dá)你希望程序應(yīng)該如何完成任務(wù)的想法。

2.10 本章小結(jié)

C程序由一個(gè)或多個(gè)C函數(shù)組成。每個(gè)C程序必須包含一個(gè)main()函數(shù)，這是C程序要調(diào)用的第1個(gè)函數(shù)。簡(jiǎn)單的函數(shù)由函數(shù)頭和后面的一對(duì)花括號(hào)組成，花括號(hào)中是由聲明、語(yǔ)句組成的函數(shù)體。

在C語(yǔ)言中，大部分語(yǔ)句都以分號(hào)結(jié)尾。聲明為變量創(chuàng)建變量名和標(biāo)識(shí)該變量中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)類型。變量名是一種標(biāo)識(shí)符。賦值表達(dá)式語(yǔ)句把值賦給變量，或者更一般地說(shuō)，把值賦給存儲(chǔ)空間。函數(shù)表達(dá)式語(yǔ)句用于調(diào)用指定的已命名函數(shù)。調(diào)用函數(shù)執(zhí)行完畢后，程序會(huì)返回到函數(shù)調(diào)用后面的語(yǔ)句繼續(xù)執(zhí)行。

printf()函數(shù)用于輸出想要表達(dá)的內(nèi)容和變量的值。

一門語(yǔ)言的語(yǔ)法是一套規(guī)則，用于管理語(yǔ)言中各有效語(yǔ)句組合在一起的方式。語(yǔ)句的語(yǔ)義是語(yǔ)句要表達(dá)的意思。編譯器可以檢測(cè)出語(yǔ)法錯(cuò)誤，但是程序里的語(yǔ)義錯(cuò)誤只有在編譯完之后才能從程序的行為中表現(xiàn)出來(lái)。檢查程序是否有語(yǔ)義錯(cuò)誤要跟蹤程序的狀態(tài)，即程序每執(zhí)行一步后所有變量的值。

最后，關(guān)鍵字是C語(yǔ)言的詞匯。

2.11 復(fù)習(xí)題

復(fù)習(xí)題的參考答案在附錄A中。

1.C語(yǔ)言的基本模塊是什么？

2.什么是語(yǔ)法錯(cuò)誤？寫出一個(gè)英語(yǔ)例子和C語(yǔ)言例子。

3.什么是語(yǔ)義錯(cuò)誤？寫出一個(gè)英語(yǔ)例子和C語(yǔ)言例子。

4.Indiana Sloth編寫了下面的程序，并征求你的意見(jiàn)。請(qǐng)幫助他評(píng)定。

include studio.h

int main{void} /* 該程序打印一年有多少周 /*

(

? ? int s

? ? s := 56;

? ? print(There are s weeks in a year.);

? ? return 0;

5.假設(shè)下面的4個(gè)例子都是完整程序中的一部分，它們都輸出什么結(jié)

果？

a. printf("Baa Baa Black Sheep.");

? ? printf("Have you any wool?\n");

b. printf("Begone!\nO creature of lard!\n");

c.printf("What?\nNo/nfish?\n");

d.int num;

? ?num = 2;

? ?printf("%d + %d = %d", num, num, num + num);

6.在main、int、function、char、=中，哪些是C語(yǔ)言的關(guān)鍵字？

7.如何以下面的格式輸出變量words和lines的值（這里，3020和350代表兩個(gè)變量的值）？

There were 3020 words and 350 lines.

8.考慮下面的程序：

????#include <stdio.h>

????int main(void)

????{

? ????? int a, b;

? ????? a = 5;

? ????? b = 2; /* 第7行 */

? ????? b = a; /* 第8行 */

? ????? a = b; /* 第9行 */

? ????? printf("%d %d\n", b, a);

? ????? return 0;

????}

請(qǐng)問(wèn)，在執(zhí)行完第7、第8、第9行后，程序的狀態(tài)分別是什么？

9.考慮下面的程序：

????#include <stdio.h>

????int main(void)

????{

? ????? int x, y;

? ? ????x = 10;

? ? ????y = 5; /* 第7行 */

? ? ????y = x + y; /*第8行*/

? ? ????x = x*y; /*第9行*/

? ? ????printf("%d %d\n", x, y);

? ? ????return 0;

????}

請(qǐng)問(wèn)，在執(zhí)行完第7、第8、第9行后，程序的狀態(tài)分別是什么？

2.12 編程練習(xí)

紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。讀者應(yīng)該試著編寫一兩個(gè)簡(jiǎn)單的程序，體會(huì)一下編寫程序是否和閱讀本章介紹的這樣輕松。題目中會(huì)給出一些建議，但是應(yīng)該盡量自己思考這些問(wèn)題。一些編程答案練習(xí)的答案可在出版商網(wǎng)站獲取。

1.編寫一個(gè)程序，調(diào)用一次 printf()函數(shù)，把你的姓名打印在一行。再調(diào)用一次 printf()函數(shù)，把你的姓名分別打印在兩行。然后，再調(diào)用兩次printf()函數(shù)，把你的姓名打印在一行。輸出應(yīng)如下所示（當(dāng)然要把示例的內(nèi)容換成你的姓名）：

2.編寫一個(gè)程序，打印你的姓名和地址。

3.編寫一個(gè)程序把你的年齡轉(zhuǎn)換成天數(shù)，并顯示這兩個(gè)值。這里不用考慮閏年的問(wèn)題。

4.編寫一個(gè)程序，生成以下輸出：

For he's a jolly good fellow!

For he's a jolly good fellow!

For he's a jolly good fellow!

Which nobody can deny!

除了 main()函數(shù)以外，該程序還要調(diào)用兩個(gè)自定義函數(shù)：一個(gè)名為jolly()，用于打印前 3 條消息，調(diào)用一次打印一條；另一個(gè)函數(shù)名為deny()，打印最后一條消息。

5.編寫一個(gè)程序，生成以下輸出：

Brazil, Russia, India, China

India, China,

Brazil, Russia

除了main()以外，該程序還要調(diào)用兩個(gè)自定義函數(shù)：一個(gè)名為br()，調(diào)用一次打印一次“Brazil, Russia”；另一個(gè)名為ic()，調(diào)用一次打印一次“India,China”。其他內(nèi)容在main()函數(shù)中完成。

6.編寫一個(gè)程序，創(chuàng)建一個(gè)整型變量toes，并將toes設(shè)置為10。程序中還要計(jì)算toes的兩倍和toes的平方。該程序應(yīng)打印3個(gè)值，并分別描述以示區(qū)分。

7.許多研究表明，微笑益處多多。編寫一個(gè)程序，生成以下格式的輸出：

Smile!Smile!Smile!

Smile!Smile!

Smile!

該程序要定義一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)被調(diào)用一次打印一次“Smile!”，根據(jù)程序的需要使用該函數(shù)。

8.在C語(yǔ)言中，函數(shù)可以調(diào)用另一個(gè)函數(shù)。編寫一個(gè)程序，調(diào)用一個(gè)名為one_three()的函數(shù)。該函數(shù)在一行打印單詞“one”，再調(diào)用第2個(gè)函數(shù)two()，然后在另一行打印單詞“three”。two()函數(shù)在一行顯示單詞“two”。main()函數(shù)在調(diào)用 one_three()函數(shù)前要打印短語(yǔ)“starting now:”，并在調(diào)用完畢后顯示短語(yǔ)“done!”。因此，該程序的輸出應(yīng)如下所示：

starting now:

one

two

three

done!

[1].原書圖中敘述有誤。根據(jù)C11標(biāo)準(zhǔn)，C語(yǔ)言有6種語(yǔ)句，已在圖中更正。——譯者注

[2].C語(yǔ)言是通過(guò)賦值運(yùn)算符而不是賦值語(yǔ)句完成賦值操作。根據(jù)C標(biāo)準(zhǔn)，C語(yǔ)言并沒(méi)有所謂的“賦值語(yǔ)句”，本書及一些其他書籍中提到的“賦值語(yǔ)句”實(shí)際上是表達(dá)式語(yǔ)句（C語(yǔ)言的6種基本語(yǔ)句之一）。本書把“賦值語(yǔ)句”均譯為“賦值表達(dá)式語(yǔ)句”，以提醒初學(xué)者注意?！g者注

[3].在C語(yǔ)言中，return語(yǔ)句是一種跳轉(zhuǎn)語(yǔ)句。——譯者注

[4].市面上許多書籍（包括本書）都把這種語(yǔ)句叫作“函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句”，但是歷年的C標(biāo)準(zhǔn)中從來(lái)沒(méi)有函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句！值得一提的是，函數(shù)調(diào)用本身是一個(gè)表達(dá)式，圓括號(hào)是運(yùn)算符，圓括號(hào)左邊的函數(shù)名是運(yùn)算對(duì)象。在C11標(biāo)準(zhǔn)中，這樣的表達(dá)式是一種后綴表達(dá)式。在表達(dá)式末尾加上分號(hào)，就成了表達(dá)式語(yǔ)句。請(qǐng)初學(xué)者注意，這樣的“函數(shù)調(diào)用語(yǔ)句”實(shí)質(zhì)是表達(dá)式語(yǔ)句。本書的錯(cuò)誤之處已在翻譯過(guò)程中更正?！g者注

[5].英尋，也稱為尋。航海用的深度單位，1英尋=6英尺=1.8米，通常用在海圖上測(cè)量水深?！g者注

[6].要理解該句子存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，需要具備基本的英文語(yǔ)法知識(shí)?！g者注