第一个C语言程序(从Hello World开始)

简介: 第一个C语言程序(从Hello World开始)

环境准备:C语言开发环境安装


示例代码:

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


示例代码的效果:这个程序所实现的效果很简单,就是在屏幕上输出了一行字符"Hello World"。


1. 主函数


首先,主函数 main ,一个标准的主函数如下:

int main() // 这是主函数 
{ 
    return 0; // 主函数返回值 
}


main在C语言里面表示一个主函数。


双斜杠后面的为 注释 ,一般来说,注释用于标注这段代码的用途或解释思路等。因为注释不会被当作代码进行编译,所以无论添加什么注释内容,都不会对代码的实际运行产生任何影响。


2. 什么是函数?


数学领域中的 函数 ,与编程语言中的 函数 完全不同。


在编程语言里面,你可以把函数看做一个盒子,这个盒子有如下几个特性:


开始执行时,函数可以被输入一些值

执行过程中,函数可以做一些事情

执行完成后,函数可以返回一些值

以上边的示例代码为例进行解释:


主函数什么都没有输入 (main():输入参数为空)

主函数打印了一行字到屏幕上(printf("Hello World");)

主函数返回了0(return 0;)

其中, int 表明了函数的 返回值类型 为整数类型, int 是 integer(整数) 的缩写。这是由语言标准规定的,不可以写成别的单词。


main 是 函数名 , main 后面的括号 () 内为输入参数,目前为空。

return 后跟函数的 返回值 ,为0。而0是一个整数,和函数名前面的 int 对应。


总结函数的写法公式:

函数返回值类型 函数名(函数输入参数值) { 
   做点什么事情 
   return 函数返回值; 
}


被花括号包括的被称为 函数体 ,注意函数体一定要被花括号包括且不可省略。花括号上面的函数名、函数参数及返回值被称作 函数头 。


3. 写一个自己的函数


需求:根据上面的函数写法的公式,写一个两个整数加法的函数。这个函数需要做到:输入两个整数,返回它们相加的结果。


这个既然这个函数是用于计算加法的,我们把函数名取名为 add 。当然自定义函数的函数名可以按照自己的喜好来写,就算写成aaaaa也行。不过,为了函数名拥有语义化,方便人阅读理解,我们一般使用英文来作为函数名。

// 这一段代码被称之为add函数的函数定义 
int add(int a, int b) { 
    return a + b; 
}


解释:定义一个返回值为int类型(整型)的函数,函数名为add,输入值为:整数a和整数b,

返回值:返回两个整数的和,两个加数都是整数,所以结果也是一个整数。


这一段代码被称之为add函数的函数定义。


4. 主函数是整个C语言程序的入口


add函数 能直接运行嘛?答案是不行的。


所有的C语言代码都有一个起始入口,而这个入口就是 主函数main 。进入了主函数以后,才能经由主函数来调用其他函数。


这也意味着,每个C语言代码,只能有且只有一个main函数。


稍作修改后的代码:

#include <stdio.h>
int add(int a, int b) {
   return a + b;
}
int main() {
   int result;
   result = add(2, 3);
   printf("%d", result);
   return 0;
}


当程序运行时,首先会进入 主函数main 。接着调用我们刚刚编写的 add函数 了。我们传了2个值分别是整数2和3给 add函数 。


函数的定义中规定了需要传a、b,2个参数,我们调用的时候,也必须传2个,并且类型也需要尽量一致,否则编译可能会报错。(若类型不同,编译器会尝试自动类型转换。自动类型转换失败则会编译失败。)

1673451416554.jpg

问题: 主函数是被谁调用的?主函数的返回值必须是 int 吗?


回答: 主函数在程序开始的时候被自动调用,不需要在程序内主动调用主函数。而主函数的返回值会返回给调用这个程序的程序。


C语言标准中规定主函数有返回值且必须是 int 。如果程序正常结束,一般将返回值设置为0。


5. 要调用函数,必须先知道函数


编译器会从代码开始,按照从上往下的顺序阅读代码。


编译器首先看到了一个函数的定义,描述了一个叫 add 的函数。接着,在 main 中需要使用 add ,由于编译器已经知道了 add 的定义,因此编译器可以正常编译通过。(ps:先定义,后使用)


如果将函数的定义和函数调用顺序反过来会怎样呢?


首先,编译器看到了 add 这个名称,编译器会很疑惑, add 是什么呢?编译器无法理解 add 究竟是什么。因此,编译器将报错,并停止编译。

1673451430875.jpg


6. 什么是变量?


在 add函数 计算完毕之后,需要有一个东西来接受 add 返回回来的值。所以,我们在 add 前面声明了一个 int整型 的 变量 。


什么是变量呢?你可以把它看做一个空箱子,里面可以装任何其他的和它类型一致的值。


result 只是我们给它起的一个名字,当然,可以任意起名。比如叫he,叫xiangzi,都可以(ps:起名要有语义性)。


我们把 add返回回来的5,装进了 result 。因此, result 里面装着的值是5了。


= 等号,在C语言中是 赋值运算符,它有把右边的值装进左边变量的功能了。和函数一样,这里的等号和数学里面的等号,也是有很大不同的,它并不是相等的意思。


赋值运算符:将符号右边的值,装进左边的变量的一种运算符。


上边写的示例就是add函数 接受2,3为输入,返回5,被赋值号 = 赋值给 result 的流程。


那能不能这样写呢?去掉 int result; 这一条。

int main() { 
    result = add(2, 3); 
    printf("%d", result); 
    return 0; 
}


答案是不行的,变量必须先声明后使用。


编译器看到 result 这个名称,但是从未见过 result 的定义时,肯定也会疑惑它究竟是个什么类型的变量,甚至它有可能不是变量而是一个函数。这样,编译器只能遗憾地给出一个编译错误的提示,并结束编译了。

int result;

必须像上面这样,声明有一个变量,名字叫 result ,类型是 int 。接下来,编辑器就能记下 result 为一个 int 类型的变量。在后面的代码中,即可愉快地使用这个 result 变量了。


7.标识符


在前面的代码中,由我们自己命名,用于指代某一个实体的名称,例如:add,result,函数的参数a,b都是一个 标识符 。


标识符由我们自己命名的一个特殊标识,用于表示一个变量、函数或其他实体的名称。


例如:前面我们的自定义函数取名为add是为了清晰地表明函数意图。而将变量命名为result,也是为了表明变量内保存的是函数返回的结果。


并且,要让编译器能够识别标识符,必须进行声明或定义。例如,add被定义成了一个函数,result, a,b被声明成了一个整数类型变量。如果编译器遇到未经定义或声明的标识符,将会无法理解这个标识符具体是一个什么实体的名称而报错。


在C语言中,标识符的可以按照你的喜好自己随意命名,但是必须遵循以下规则:


标识符可以用小写字母、大写字母、数字和下划线来命名。但是,标识符的第一个字符必须是字母或下划线,而不是数字。并且,标识符区分大小写。


8. 关键词


问题:int是一个 标识符 吗?

答案:不是。首先int并不是我们随意命名的,其次int并不是任何实体的名称。


int是C语言中的一个 关键词 。


关键词 是在语言标准中规定的,并且在代码中有特殊意义和用途。因此,关键词不能作为一个标识符来使用。


C语言中的关键词如下表所示。

auto _Bool* break case
char _Complex* const continue
default restrict* do double
else enum extern float
for goto if _Imaginary*
inline* int long register
return short signed sizeof
static struct switch typedef
union unsigned void volatile
while


9. 什么是字面常量?


问题:那么,像2,3,这种数值,需不需要声明呢?

回答:不需要,他们是 常量 ,无法被更改。并且一旦被写出来,就已经知道它们是整型int类型的常量了。


同样的, 字符串字面常量 也不需要被声明,例如:"Hello World"。被双引号包裹的,我们认为它是一个字符串,以区别于数值。


变量我们可以通过赋值来更改,常量不能更改,所以不能对它进行赋值。

2 = 3; // 错误 
"Hello" = "World"; // 错误


10. printf函数


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


和 add 一样, printf 也是一个函数,但是这个并不是一个自定义函数,而是一个系统自带的函数。

我们把字符串字面常量 "Hello World" 传给了 printf函数 。运行代码时,我们在屏幕上看到了这行字

符。显然, printf函数 的作用就是将字符串输出到控制台上了。


printf 由单词 print(打印) 和单词 format(格式) 的首字母f组成,意为 格式化打印。


在早期,计算机的输出主要是靠连接打印机将字符打印在纸张上。而如今,计算机的输出大部分都在屏幕上实现。但是print这个词却被保留了下来。有时候我们会沿用打印这种说法,而实际上,我们是在屏幕上的控制台中输出字符。


printf函数更多用法

int main() { 
    int result; 
    result = add(2, 3); 
    printf("%d", result); 
    return 0; 
}


比较两段代码,我们写 Hello World 时只传了1个参数给 printf ,但为什么在 add函数 后却能传2个给它呢?函数定义的参数个数和类型需要和函数调用时候的保持一致吗?


printf 是一个很特别的函数,它是一个 变参函数 ,所以可以接受可变数量和类型的输入参数。这里我们无需太过关心怎样写一个可变参数函数,暂时只需要使用它即可。


通过如下示例,我们可以简单了解 printf函数 的更多用法。


用于打印一个整数:printf(“%d”, 整型int);

printf("%d", 12345);

用于打印两个整数:printf(“%d\n%d\n”, 整型int1, 整型int2);

// \n表示换行,就是从下一行开始再继续打印 
printf("A=%d\nB=%d\n", 123, 456);

总结一下 printf 的公式

printf(“XXX占位1 XXX 占位2 XXX占位3”, 替换1, 替换2, 替换3);


printf 的第一个参数必须是 字符串 ,这里我们传入了一个字符串字面常量(被双引号包裹)。其中,占位用 %转换操作 表示。例如:整型int的占位符为 %d 。后面的替换参数,会依次替换前面的占位。 printf是一个变长参数函数,只要第一个字符串参数占位符写对了,后面可以加任意多的替换参数。

1673451574502.jpg


11. #include命令


printf函数 并不是我们定义的函数,而是系统自带的函数。这个函数被写在文件 stdio.h 中,我们要使用 printf 就必须先让编译器理解 printf 。


假定 printf 的函数定义写在文件 stdio.h 中,用 #include 命令,可以将文件 stdio.h 的代码复制到我们的代码中。


ps:stdio.h里面并未定义printf函数,但是它里面有printf函数的函数声明。初学者可以理解为stdio.h里面,写了printf的函数定义。

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