C 编程基础/预备知识
首先,一个非常简单的 C 程序示例
/* Sample C program that outputs the word "Hello" */
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Hello\n");
return 0;
}
上面示例中所示的程序被称为程序源代码。源代码由字母、数字和其他符号组合而成。程序员/用户可以使用任何文本编辑器创建源代码。
在本课程中,我们将使用以下格式编写 C 程序
#include <stdio.h>
int main()
{
/* ...your variable declarations... */
/* ...your statements... */
return 0;
}
所有 C 程序都由一系列指令组成。在 C 语言中,指令也被称为语句。在英语中,语句以句号、问号或感叹号结束。请注意,在 C 语言中,语句以分号结束。在上面的示例程序中,只有一个语句 - printf() 语句。
所有语句都应写入用户定义的函数中。您可以将函数视为一组或一系列语句。这类似于英语,其中一个段落由一系列语句组成。术语“用户定义”意味着是用户定义(或编写)了函数的描述。在上面的示例程序中,只有一个用户定义的函数 - main() 函数。所有 C 程序都必须具有 main() 函数。
符号 { 被称为左花括号或左大括号。同样,符号 } 被称为右花括号或右大括号。花括号用于分组目的。将左花括号视为与开始同义的东西,将右花括号视为结束的符号。因此,在上面的示例程序中,左花括号和右花括号分别指定了 main() 函数的开始和结束。请注意,花括号必须始终成对出现。缺少花括号是语法错误最常见的原因之一。
正如我们将在后面看到的那样,花括号用于对多个语句进行分组。
符号 /* 和 */ 用于对程序中的注释进行分组。注释不是指令,而是仅提供其他信息(文本描述),例如程序正在做什么、输入是什么、输出是什么等。将 /* 视为注释的开始,将 */ 视为注释的结束。就像花括号一样,这些符号始终成对出现。注释是可选的,可以放置在程序源代码的任何位置。
可以在 /* */ 中编写多行注释。例如
/* The following is
an example
of a very simple C program */
void main()
{
printf("Hello\n");
}
请注意,注释不能嵌套,这意味着您不能将 /* */ 放入 /* */ 中。例如,以下示例是错误的
/*
this is a comment
/* this is one more comment - which will cause an error */
*/
其他符号,即 #include <stdio.h>
和 void 的含义将在后面解释。
数据和操作数据的指令用它们的名字来指代。在 C 语言中,为某事物命名有一些规则和约定;它们如下所示
1. 名称由字母和数字组成。
2. 第一个字符必须是字母。
3. C 语言区分大小写,这意味着小写字母 'a' 与大写字母 'A' 不同。
4. 下划线符号 _ 在 C 语言中被视为字母。但是,不建议将其用作名称的第一个字符。
5. 至少名称的前 31 个字符是有效的。
示例
以下是有效的名称示例
a
A
main
void
hello
salary
rate_per_hour
student_1
student_2
student_3
First_Name
ComputeGrade
以下是无效的名称示例
1 /* must start with a character */
1_ab /* must start with a character */
a& /* & symbol cannot be used in a name */
xyz_% /* % symbol cannot be used in a name */
$money /* must start with a character,
$ cannot be used in a name */
作为一种语言,C 语言有自己的词汇表 - 一组关键字。这些名称是保留的,不能用于其他目的,例如命名用户定义的变量名称。在示例程序中,名称 void 是一个关键字。
ANSI C 语言有 32 个关键字(仅此而已)。
请注意,printf 这个名字实际上不是 C 关键字,也不真正属于 C 语言的一部分。它是一个标准输入/输出库中预定义的名称。这些区别将在后面解释。
常量是指其值不会改变的实体。常量可以是数字常量或字面常量。
示例
数字常量的示例
1
500
-10000.100
3.1416
字面常量的示例
'A'
"Hello"
"The quick brown fox jumped over the lazy dog."
注意:在 C 中,仅包含一个字符的字面常量简称为字符。它以一对单引号包围的方式编写。如果包含多个字符,则称为字符串。字符串以一对双引号包围的方式编写。
程序由数据和操作这些数据的指令组成。请注意,数据必须存储在某个地方,因此需要在 RAM 中使用一些内存空间。
变量是指用于存储数据的实体。如果没有变量,就没有办法(或者实际上没有地方)存储数据。变量具有
- 一个名称(更准确地说是一个符号名称)
- 一个关联的物理内存空间(RAM 中的一部分)
- 一个数据类型
- 一个值(取决于数据类型)
- 一个作用域
- 一个生命周期
作用域和生命周期的概念将在课程的后半部分讨论。
数据类型指定了
- 该类型变量可以取值的种类
- 该类型变量可以取值的范围
- 变量存储该类型值所需的内存量(以字节为单位)
有四种基本数据类型,分别是
- char - 字符数据类型。 char 数据类型用于表示/存储/操作字符数据值。一个 char 数据类型值需要一个字节的内存空间。 char 值可以取值的范围是 0 到 255。所使用的数字到字符编码是 ASCII。
- int - 整数数据类型。 int 数据类型用于表示/存储/操作带符号的整数值。
- float - 单精度浮点数数据类型。 float 数据类型用于存储单精度带符号实数(即带小数点的数字)。
- double - 双精度浮点数数据类型。 double 数据类型用于存储双精度带符号实数(即带小数点的更大数字)。
存储一个 int、一个 float 和一个 double 所需的内存空间量取决于平台(取决于机器和软件)。对于 32 位机器(以及 32 位编译器,如 Microsoft C 编译器),一个 int 和一个 float 分别需要 4 个字节的内存,而一个 double 需要 8 个字节的内存。
请注意,char 数据实际上是数字(0 到 255),并且被视为 int 值的子集。对整数执行的任何操作(稍后讨论)也可以对字符执行。
作业
找出以下数据类型在您的平台上的值范围(最小值和最大值): int、float、double。提示:尝试查找您的 C 编译器附带的两个名为 "limits.h" 和 "float.h" 的文件。
可以使用以下程序打印基本数据类型的大小
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("Size of char: %d\n", sizeof(char));
printf("Size of int: %d\n", sizeof(int));
printf("Size of float: %d\n", sizeof(float));
printf("Size of double: %d\n", sizeof(double));
_getch();
return 0;
}
sizeof 是 C 中的一个关键字。它是一个运算符,它返回上面指定数据类型的大小(以字节为单位)。
变量声明是将变量“引入”到程序/函数中的“操作”。C 程序中的所有变量都必须声明。如果您忘记这样做,编译器将报告语法错误。
在 C 中,声明变量的语法如下
<数据类型> <变量名>
符号 <item> 表示需要指定括在尖括号中的项目。分号表示声明的结尾。缺少分号会导致编译器生成语法错误。变量应遵循 C 命名约定。
示例
char ch;
int i;
float f;
double d;
可以在同一行上声明几种相同类型变量。在这种情况下,两个变量之间应该插入一个逗号。缺少逗号会导致编译器生成语法错误。
示例: <syntaxhighlight lang="c" char ch1, ch2;
int x, y, z;
float hourly_rate, number_of_hours, salary;
double numerator, denominator; </syntaxhighlight>
可以,只要您遵循命名约定,并且不使用 C 保留字。
但是,建议您作为良好的编程实践,使用描述性或暗示性的名称。例如,如果您知道变量将代表兼职工人的时薪,那么不要使用诸如 xyz 或 x1 之类的名称。最好使用诸如 rate 或 hourly_rate 之类的变量名。请注意,使用下划线使变量名更容易阅读。
默认情况下,C 中变量的值是垃圾,这意味着该内存空间中存储着某些内容,但这些内容对于预期用途无效。
必须正确初始化变量。通过初始化,是指为变量分配有效值。使用具有垃圾值的变量会导致逻辑错误,这是一种非常难以发现的错误类型。
练习
1. 声明中间名首字母为字符变量
2. 声明年龄为整型变量
3. 声明存款金额、取款金额为浮点型变量
4. 声明长度、宽度、高度为双精度数据类型变量