继续Hello World

前一个章节已经对Hello World程序做各种改动程序做各种改动看编译运行结果，其中有些改动会导致编译出错，有些改动会影响程序的输出，有些改动则没有任何影响，下面我们总结一下。首先，注释可以跨行，也可以穿插在程序之中，看下面的例子。

#include <stdio.h>
/* 
 * comment1
 * main: generate some simple output
 */
int main(void)
{
 printf(/* comment2 */"Hello, world.\n"); /* 
comment3 */
 return 0;
}

一个注释跨了四行，头尾两行是注释的界定符（Delimiter）/*和*/，中间两行开头的*号 (Asterisk）并没有特殊含义，只是为了看起来整齐，这不是语法规则而是大家都遵守的C代码风格 (Coding Style）之一.

使用注释需要注意两点：

1.注释不能嵌套（Nest）使用，就是说一个注释的文字中不能再出现/*和*/了，例如/* text1

/* text2 */ text3 */ 是错误的，编译器只把 /* text1 /* text2 */ 看成注释，后面的text3 */无法解析，因而会报错。

2.有的C代码中有类似// comment的注释，两个/斜线（Slash）表示从这里直到该行末尾的所有

字符都属于注释，这种注释不能跨行，也不能穿插在一行代码中间。这是从 C++ 借鉴的语法，在C99 中被标准化。

像"Hello,world.\n"这种由双引号引起来的一串字符称为字符串字面值,或者简称为字符串.注意,程序的运行结果并没有双引号的,printf打印出来的只是里面的一串字符,因此双引号是字符串字面值的界定符,夹在双引号中间的一串字符才是它的内容.注意,打印出来的结果也是没有\n这两个字符的,这是为什么?在前面提到过,C语言规定了一些   转义序列,这里的 \n并不表示它的字面意思,也就是说并不表示\和n这两个字符本身,而是合起来表示一个换行符.例如我们写三条打印语句:

printf("Hello, world.\n");
printf("Goodbye, ");
printf("cruel world!\n");

运行的结果是第一条语句单独打到第一行，后两条语句都打到第二行。为了节省篇幅突出重点，以

后的例子通常省略 #include 和 int main(void) { ... } 这些 Boilerplate ，但读者在练习时需要加上

这些构成一个完整的程序才能编译通过。 C 标准规定的转义字符有以下几种

如果在字符串字面值中要表示单引号和问号,既可以使用转义序列\'和\?,也可以直接用字符'和?,而要表示\或"则必须使用转义序列,因为\字符表示转义而不表示它的字面含义,"表示字符串的界定符而不表示它的字面含义.可见转义序列有两个作用:一是把普通字符转义成特殊字符,例如把字母n转义成换行符;二是把特殊字符转义成普通字符,例如\和"是特殊字符,转义后取它的字面值.

C 语言规定了几个控制字符，不能用键盘直接输入，因此采用 \加字母的转义序列表示。\a是响铃字

符，在字符终端下显示这个字符的效果是 PC 喇叭发出嘀的一声，在图形界面终端下的效果取决于

终端的实现。在终端下显示\b和按下退格键的效果相同。\f是分页符，主要用于控制打印机在打印

源代码时提前分页，这样可以避免一个函数跨两页打印。 \n 和 \r 分别表示 Line Feed 和 Carriage

Return ，这两个词来自老式的英文打字机， Line Feed 是跳到下一行（进纸，喂纸，有个喂的动作

所以是 feed ）， Carriage Return 是回到本行开头（ Carriage 是卷着纸的轴，随着打字慢慢左移，打

完一行就一下子移回最右边），如果你看过欧美的老电影应该能想起来这是什么。用老式打字机打

完一行之后需要这么两个动作， \r\n，所以现在Windows上的文本文件用\r\n做行分隔符，许多应

用层网络协议（如 HTTP ）也用 \r\n 做行分隔符，而 Linux 和各种 UNIX 上的文本文件只用 \n 做行分

隔符。在终端下显示 \t 和按下 Tab 键的效果相同，用于在终端下定位表格的下一列， \v 用于在终端

下定位表格的下一行。 \v 比较少用， \t 比较常用，以后将 “ 水平制表符 ” 简称为 “ 制表符 ” 或 Tab。

注意:"Goodbye, "末尾的空格,字符串字面值中的空格也算一个字符,也会出现在输出结果中,而程序中别处的空格和Tab多一个少一个往往是无关紧要的,不会对编译的结果产生任何影响,例如不缩进不会影响程序的结果,main后面多几个空格也没影响,但是int和Main直接至少要有一个空格分开:

int main (void)
{
printf("Hello, world.\n");
return 0;
}

不仅空格和Tab是无关紧要的,换行也是如此,我甚至可以把整个程序写成一行,但是include必须独占一行:

1. #include<stdio.h>
2. int main(void){printf("Hello, world.\n");return 0;}

这样也是可以编译通过,但代码风格不好,去掉缩进已经很影响可读性了,写成现在这个样子可读性更差.如果说编译器说第二行有错误,也很难判断是哪个语句有错误.因此,好的代码风格要求缩进整齐,每个语句一行,适当留空行.

常量

常量是程序中最基本的元素,可以分为字符常量,整数常量,浮点数常量和枚举常量.

1. printf("character: %c\ninteger: %d\nfloating point: %f\n", '}', 34, 
2. 3.14);

字符常量要用单引号括起来,例如上面的'}',注意单引号只能括一个字符而不能像双引号那样括一串字符,字符常量也可以是一个转义序列,例如'\n',这时虽然单引号扩了两个字符,但实际上只表示一个字符.和字符串字面值中使用转义序列有一点区别,如果在字符常量中要表示双引号"和问号?, 既可以使用转义序列\"和\?,也可以直接用字符"和?,而要表示'和\则必须使用转义序列.

计算机中整数和小数的内部表示方式不同,因而在C语言中是两种不同的类型（Type），例如上例的34和3.14，小数在计算机术语中称为浮点数。不太一样，字符串"character: %c\n integer: %d\nfloating point: %f\n"并不是按原样打这个语句的输出结果和Hello world印输出的，而是输出成这样：

character: }
integer: 34
floating point: 3.14

printf中的第一个字符串称为格式化字符串,它规定了后面几个常量以何种格式插入到这个字符串中,在格式化字符串中%号后面加上字母c,d,f分别表示字符型,整型和浮点型的转换说明,转换说明只在格式化字符串中占个位置,并不出现在最终的打印结果中,这种用法通常叫做占位符.这也是一种字面意思与真实意思不同的情况,但是转换说明和转义序列又有区别:转义序列是编译时处理的，而转换 说明是在运行时调用printf函数处理的。源文件中的字符串字面值是"character: %c\ninteger:%d\nfloating point: %f\n"，\n占两个字符，而编译之后保存在可执行文件中的字符串 是character： %c换行integer: %d换行floating point: %f换行，\n已经被替换成一个换行符，而%c不变，然后在运行时这个字符串被传给printf，printf再把其中的%c、%d、%f解释成转换说明。

有时候不同类型的数据很容易搞混,例如"5",'5',5,如果你注意到了它们的界定符就很清楚,第一个是字符串字面值,第二个是字符,第三个是整数.A

变量

变量（Variable）是编程语言最重要的概念之一，变量是计算机存储器中的一块命名的空间，可以在里面存储一个值（Value ），存储的值是可以随时变的，比如这次存个字符 'a' 下次存个字符'b' ，正因为变量的值可以随时变所以才叫变量.

常量有不同的类型,因此变量也有不同的类型,变量的类型也决定了它所占的存储空间的大小.例如以下四个语句定义了四个变量fred,bob,jimmy和tom,它们的类型分别是 字符型,整型,浮点型:

char fred;
int bob;
float jimmy;
double tom;

浮点型有三种,float单精度浮点型,double是双精度浮点型,long double是精度更高的浮点型.它门之间的区别和转换规则将在后面介绍,在随后的几章种我门只使用double类型,上一节介绍的常量3.14应该看作为double类型的常量,printf的%f也应该看作double型的转换说明.给变量起名不能太随意,上面的四个变量起名就不够友好,我妈猜不出变量是用来存储什么的.像下面这样起名就很好:

char firstletter;
char lastletter;
int hour, minute;

我们可以猜得到这些变量是用来存什么的，前两个变量的取值范围应该是 'A' ~ 'Z' 或 'a' ~ 'z' ，变量hour取值范围应该是0-23,变量minute取值范围应该是0-59,所以应该给变量起个有意义的名字.

从这个例子中我们也看到两个相同类型的变量（hour和minute）可以一起声明。

给变量起名有一定的限制，C语言规定必须以字母或下划线_（Underscore）开头，后面可以跟若干个字母、数字、下划线，但不能有其它字符。例如这些是合法的变量名： Abc 、 __abc__, _123 。但这些是不合法的变量名：3abc 、 ab$ 。其实这个规则不仅适用于变量名，也适用于所有可以由程序员起名的语法元素，例如以后要讲的函数名、宏定义、结构体成员名

等，在C语言中这些统称为标识符（Identifier）

另外要注意，表示类型的char、int、float、double等虽然符合上述规则，但也不能用作标识符.在C 语言中有些单词有特殊意义，不允许用作标识符，这些单词称为关键字（Keyword）或保留字（ Reserved Word ）。通常用于编程的文本编辑器都会高亮显示（ Highlight ）这些关键字，所以只

要小心一点通常不会误用作标识符。 C99 规定的关键字有：

auto break case char const continue default do double

else enum extern float for goto if inline int long

register restrict return short signed sizeof static struct switch typedef

union unsigned void volatile while _Bool _Complex _Imaginary

还有一点要注意，一般来说应避免使用以下划线开头的标识符，以下划线开头的标识符只要不和C语言关键字冲突的都是合法的，但是往往被编译器用作一些功能扩展，C标准库也定义了很多以下划线开头的标识符，所以除非你对编译器和C标准库特别清楚，一般应避免使用这种标识符，以免造成命名冲突。

赋值

定义了变量之后，我们要把值存到它们所表示的存储空间里，可以用赋值（Assignment）语句实

现：

char firstletter;
int hour, minute;
firstletter = 'a'; /* give firstletter the value 'a' */
hour = 11; /* assign the value 11 to hour */
minute = 59; /* set minute to 59 */

注意变量一定要先声明后使用，编译器必须先看到变量声明，才知道 firstletter 、 hour 和 minute 是

变量名，各自代表一块存储空间。另外，变量声明中的类型表明这个变量代表多大的一块存储空

间，这样编译器才知道如何读写这块存储空间。还要注意，这里的等号不表示数学里的相等关系，和 1+1=2 的等号是不同的，这里的等号表示赋值。在数学上不会有 i=i+1 这种等式成立，而在 C 语言

中表示把变量 i的存储空间中的值取出来，再加上1，得到的结果再存回i 的存储空间中。再比如， 在数学上a=7 和 7=a 是一样的，而在 C 语言中后者是不合法的。

总结一下： 定义一个变量，就是分配一块存储空间并给它命名；给一个变量赋值，就是把一个值保存到这块存储空间中 。变量的定义和赋值也可以一步完成，这称为变量的初始化 ，例如要达到上面代码的效果也可以这样写：

char firstletter = 'a';
int hour = 11, minute = 59;

在初始化语句中，等号右边的值叫做Initializer，例如上面的'a'、11和59。注意，初始化是一种特

殊的声明，而不是一种赋值语句。就目前来看，先定义一个变量再给它赋值和定义这个变量的同时给它初始化所达到的效果是一样的，C语言的很多语法规则既适用于赋值也适用于初始化，但在以

后的学习中你也会了解到它们之间的不同，请在学习过程中注意总结赋值和初始化的相同和不同之

处.

既然可以为变量的存储空间赋值，就应该可以把值取出来用，现在我们取出这些变量的值用printf打印：

printf("Current time is %d:%d", hour, minute);

变量名用在等号左边表示赋值，而用在 printf 中表示把它的存储空间中的值取出来替换在那里。

注意:不同类型的变量所占的存储空间大小是不同的，数据表示方式也不同，变量的最小存储单位是字节（Byte），在C语言中char型变量占一个字节，其它类型的变量占多少字节在不同平台上有不同的规定，在后面章节详解.

表达式

常量和变量都可以参与加减乘除运算,例如1+1,hour-1,hour*60+minute,minute/60等.这里面的+-*/称为运算符,而参与运算的常量和变量称为操作数,上面四个由运算符和操作数所组成的算式称为表达式

和数学上规定一样,hour*60+minute这个表达式应该先算乘再算加,也就是说运算符是有优先级的,*和/是同一个优先级,+和-是同一个优先级,*和/的优先级高于+和-,对于同一个优先级的运算从左到右计算,如果不希望按默认的优先级计算则需要加上括号.例如(3+4)*5/6应该先计算3+4,再计算*5,再算/6.

前面讲过打印语句和赋值语句，现在我们定义：在任意表达式后面加个;号也是一种语句，称为表达式语句。例如：

hour*60+minute;

这是个合法的语句，但这个语句在程序中起不到任何作用，把hour的值和minute的值取出来加乘，

得到的计算结果却没有保存，白算了一通。再比如：

int total_minute;
total_minute = hour * 60 + minute;

这个语句就很有意义，把计算结果保存在另一个变量 total_minute 里。事实上等号也是一种运算 符，称为赋值运算符，赋值语句就是一种表达式语句，等号的优先级比+ 和 * 都低，所以先算出等号

右边的结果然后才做赋值操作，整个表达式 total_minute = hour * 60 + minute 加个 ; 号构成一个语句。

任何表达式都有值和类型两个基本属性。 hour * 60 + minute 的值是由三个 int 型的操作数计算出来的，所以这个表达式的类型也是int 型。同理，表达式 total_minute = hour * 60 + minute 的类型也是int ，它的值是多少呢？ C 语言规定等号运算符的计算结果就是等号左边被赋予的那个值，所以这个表达式的值和hour * 60 + minute 的值相同，也和 total_minute 的值相同。

等号运算符还有一个和 + - * / 不同的特性，如果一个表达式中出现多个等号，不是从左到右计算而

是从右到左计算，例如：

1. int total_minute, total;
2. total = total_minute = hour * 60 + minute;

计算顺序是先算 hour * 60 + minute 得到一个结果，然后算右边的等号，就是把 hour * 60 +minute的结果赋给变量 total_minute ，这个结果同时也是整个表达式 total_minute = hour * 60 +minute的值,再算左边的等号，即把这个值再赋给变量 total 。同样优先级的运算符是从左到右计 算还是从右到左计算称为运算符的结合性（Associativity ）。 + - * / 是左结合的，等号是右结合的。

表达式可以是单个的常量或变量，也可以是根据以上规则组合而成的更复杂的表达式。以前我们

用 printf 打印常量或变量的值，现在可以用 printf 打印更复杂的表达式的值，例如：

printf("%d:%d is %d minutes after 00:00\n", hour, minute, hour * 60 
+ minute);

编译器在翻译这条语句时，首先根据上述语法规则把这个语句解析成下图所示的语法树，然后再根

据语法树生成相应的指令。语法树的末端的是一个个Token，每一步展开利用一条语法规则。

根据这些语法规则进一步组合可以写出更复杂的语句，比如在一条语句中完成计算、赋值和打印功 能：

printf("%d:%d is %d minutes after 00:00\n", hour, minute, 
total_minute = hour * 60 + minute);

理解组合（ Composition ）规则是理解语法规则的关键所在，正因为可以根据语法规则任意组合，我们才可以用简单的常量、变量、表达式、语句搭建出任意复杂的程序，以后我们学习新的语法规

则时会进一步体会到这一点。从上面的例子可以看出，表达式不宜过度组合，否则会给阅读和调试

带来困难.

下面看这个式子:

minute + 1 = hour;

等号左边的表达式要求表示一个存储位置而不是一个值，这是等号运算符和+ - * /运算符的又一个

显著不同。有的表达式既可以表示一个存储位置也可以表示一个值，而有的表达式只能表示值，不能表示存储位置，例如 minute + 1 这个表达式就不能表示存储位置，放在等号左边是语义错误。表

达式所表示的存储位置称为左值（lvalue ）（允许放在等号左边），而以前我们所说的表达式的值

也称为右值（rvalue）（只能放在等号右边）。上面的话换一种说法就是：有的表达式既可以做左

值也可以做右值，而有的表达式只能做右值。目前我们学过的表达式中只有变量可以做左值，可以做左值的表达式还有几种，以后会讲到.

我们看一个有意思的例子，如果定义三个变量int a, b, c;，表达式a = b = c是合法的，先求b =c的值，再把这个值赋给a，而表达式(a = b) = c是不合法的，先求(a = b)的值没问题，但(a =

b)这个表达式不能再做左值了，因此放在= c的等号左边是错的。

关于整数除法运算有一点特殊之处：

hour = 11;
minute = 59;
printf("%d and %d hours\n", hour, minute / 60);

执行结果是 11 and 0 hours ，也就是说 59/60 得 0 ，这是因为两个 int 型操作数相除的表达式仍为int 型，只能保存计算结果的整数部分，即使小数部分是 0.98 也要舍去。

要得到更精确的结果可以这样：

printf("%d hours and %d percent of an hour\n", hour, minute * 100 / 
60);
printf("%d and %f hours\n", hour, minute / 60.0);

在第二个 printf 中，表达式是 minute / 60.0 ， 60.0 是 double 型的， / 运算符要求左右两边的操作数 类型一致，而现在并不一致。

C语言规定了一套隐式类型转换规则，在这里编译器自动把左边 的minute也转成double 型来计算，整个表达式的值也是 double 型的，在格式化字符串中应该用 %f 转 换说明与之对应。本来编程语言作为一种形式语言要求有简单而严格的规则，自动类型转换规则不 仅很复杂，而且使C 语言的形式看起来也不那么严格了， C 语言这么设计是为了书写程序简便而做的折衷，有些事情编译器可以自动做好，程序员就不必每次都写一堆繁琐的转换代码,后面将详细讲解类型转换这个问题,.

字符类型与字符编码

字符常量或字符型变量也可以当作整数参与运算,例如:

printf("%c\n", 'a'+1);

执行结果是b.

我们直到,符号在计算机内部也用数字表示,每个字符在计算机内部用一个整数表示,称为字符编码,目前最常用的就是ASCll码,表中每一栏的最后一列是字符,前三列分别是用十进制(Dec),十六进制(Hx)和八进制(Oct)表示的字符编码, 各种进制之间的换算将在后面介绍.从十进制那一列可以看出ASCll码的取值范围是0-127.表中的很多字符是不可见字符或空白字符,不能像字母a这样把字符本身填在表中,而是用一个名字来描述该字符,例如CR,LF,DEL等等.

回到刚才的例子,在ASCll码中字符a是97,字符b是98.计算'a'+1这个表达式,应该按ASCll码把'a'当作整数值97,然后加1,得到98,然后printf把98这个整数值当作ASCll码来解释,打印出相应的字符b.

之前我们说"整型"是指int型,而现在我们直到char型本质上就是整数,只不过取值范围比int型小,所以以后我们把char型和int型统称为整数类型或简称整型,以后我们还要学习几种类型也属于整型.

字符 'a' ~ 'z' 、 'A' ~ 'Z' 、 '0' ~ '9' 的 ASCII 码都是连续的，因此表达式 'a'+25 和 'z' 的值相等，'0'+9 和 '9' 的值也相等。注意 '0' ~ '9' 的 ASCII 码是十六进制的 30~39 ，和整数值 0~9 是不相等的。

字符也可以用 ASCII 码转义序列表示，这种转义序列由 \ 加上 1~3 个八进制数字组成，或者由 \x 或大

写 \X 加上 1~2 个十六进制数字组成，可以用在字符常量或字符串字面值中。例如 '\0' 表示 NUL 字符

（ Null Character ）， '\11' 或 '\x9' 表示 Tab 字符， "\11" 或 "\x9" 表示由 Tab 字符组成的字符串。注意'0' 的 ASCII 码是 48 ，而 '\0' 的 ASCII 码是 0 ，两者是不同的。