用游戏概念学习 C/简介

本书旨在向新用户介绍 C 语言，同时使学习过程变得有趣，并为他们提供可以玩耍和修改的代码，以便他们在继续学习的过程中进行自我教育。本书的作者是一位 C 语言初学者，面向初学者编写，因此我可能并不总是使用最佳实践。有兴趣更深入地了解 C 语言的用户建议查看优秀的 C_Programming 维基教科书.

代码免责声明

我刚开始与他人分享代码，所以我觉得我应该声明，包含在本维基教科书中的代码是由作者生成的，与其他代码的任何相似之处并非有意为之，除非它是一些基本的东西，比如数据结构的实现（链表、堆等）。

工作环境

本书建议初学者使用 Linux 发行版，例如 Linux Mint 或 Ubuntu。虽然我对 Windows 上的 C 编程不熟悉，但微软的 Visual C++ 编译器应该能够编译 C 代码（如果可用）。C 语言在 Unix/Linux 环境中很容易开始学习，因为 Gnu C 编译器 (GCC) 默认包含在大多数发行版中。GCC 是一个命令行实用程序，它将 C 源代码转换为机器指令（二进制文件）。为了编写代码，你需要一个文本编辑器或集成开发环境 (IDE)。一个易于使用的 IDE 是 Geany，你可以在 Linux 上使用包管理器找到它。

文本编辑器可以像记事本一样简单，也可以像 Vim 和 Emacs 一样复杂。

一个基本程序

让我们一举概括变量和标准 IO。

intro.c

#include <stdio.h>

int main() {
    char input[50];   // # of characters we can read from standard input.
    char name[50];    // variable to contain a name

    printf("What is your name good sir?\n");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);
    sscanf(input, "%s", &name);
    printf("Ah, %s, a pleasure to meet you.\n", name);
    return(0);
}

在我们编译它之前，让我们回顾一下我们的代码做了什么。

头文件

程序开头的 #include 语句让编译器知道我们要使用库。C 语言中的库称为头文件，以 ".h" 文件扩展名结尾。C 语言包含标准库来执行各种常见任务。STDIO，顾名思义，包含各种用于打印和读取的函数。

主函数/语句

每个 C 程序的核心是主函数。它包含程序的主体，并且是程序启动时调用的第一个函数。所有函数都遵循此语法

datatype functionName (datatype argument) { 
   statement;
   return (datatype);   // The datatype before the function name lets the 
                        // compiler know this is the kind of variable we will return.
}

语句可以是变量声明 (x = 100;) 或函数调用 (CallingFunction();)。所有语句都以分号结尾，并且将每个语句都放在自己的行上是一个好习惯。同样重要的是要仔细检查你的代码，以确保你没有遗漏任何分号。

数据类型

C 语言中有 3 种基本数据类型，我们必须使用它们来声明我们的变量。我们使用数据类型声明它们，以便编译器确切地知道每个变量包含什么。它们包括

char (例如 'a' | 单个字符)
int (例如 123 | 整数)
float (例如 12.345 | 小数)

在我们的示例中，我们使用 char，但在它后面添加方括号和一个数字。语法 Variable[#] 让编译器知道，我们想要的不是单个字符，而是一个数组（字符字符串）。

输入/输出

我们正在使用 STDIO 中的 3 个函数：printf、fgets 和 sscanf。我们的 stdin 和 stdout 来自我们将运行代码的命令行。

Printf 将字符串（用引号表示）打印到标准输出。如果字符串中存在占位符（%letter），它还会打印变量。Fgets 从标准输入中读取一行并将其放入名为 Input 的变量中。Sscanf 查看名为 input 的变量并将它转移到名为 name 的变量中。当我们获取用户输入时，我们希望再次使用 Input，因此我们不能将我们的信息留在其中，否则我们会覆盖它！

返回值

return 语句可以从函数中返回 1 个数据类型或变量。我们使用返回值的最简单示例是查看某事物是真还是假。如果你有一个名为 isCapital 的函数，并对一个字母调用它，例如 isCapital('a')，我们将返回(False)。如果我们调用 isCapital('B')，我们将让我们的函数返回(True)。调用 isCapital 函数的函数将被设计为根据我们返回的值做出决定。

但是，函数不需要返回值。有时你可能会看到在函数之前使用 'void'。这意味着该函数根本不返回值。

编译

既然我们已经了解了我们的代码的作用，让我们编译并运行它。导航到包含你的 C 程序的文件夹。如果你不熟悉 BASH，则需要学习 cd 和 ls 命令。在命令终端中输入

gcc intro.c -o intro

此命令调用编译器 (GCC) 编译 Intro.c 并输出一个名为 Intro 的可执行文件。如果由于某种原因你的文件在编译后未设置为可执行文件，你可以输入

chmod +x intro

要运行你的可执行文件，请输入

./intro

这不像打印 "Hello World" 那样简单，但希望它不难理解。随着你继续阅读，随着你开始识别编程中的常见模式，事情应该开始变得更有意义。

实验#1

在我们继续之前，花点时间调整我们的 Intro 程序。声明一个名为 age 的 int 变量。将第一个打印语句更改为询问你的年龄，并使用整数占位符 %d 在第二个打印语句中打印你的年龄。

模块化生活方式

如果我们将所有函数和变量都放在一个文件中，那么阅读大型程序将非常困难。假设我们还创建了一个很棒的函数，并且希望在所有程序中使用它，我们该怎么做呢？

如果我们希望我们的可重用函数执行我们上一个程序执行的操作，我们只需将之前的所有语句放在一个具有唯一名称的函数中，并将它们放在头文件中。

greet.h

#include <stdio.h>

int Greet() {
    char input[50];   // # of characters we can read from standard input.
    char name[50];    // variable to contain a name

    printf("What is your name good sir?\n");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);
    sscanf(input, "%s", &name);
    printf("Ah, %s, a pleasure to meet you.\n", name);
    return(0);
}

现在可以在我们的程序中像 STDIO 一样包含 Greet.h，我们甚至不需要在使用它之前编译它。唯一的区别是，我们使用引号 "" 而不是尖括号 <>。如果你的主程序和你的头文件在同一个文件夹中，#include "Greet.h" 是你唯一需要指定的内容。如果它们位于不同的文件夹中，你需要为编译器提供完整路径 #include "fullpath/Greet.h"

main_prog.c

#include "greet.h"

int main() {
   Greet();    // We declared this function in greet.h
   return(0);
}

当 main_prog.c 被编译时，编译器会查找头文件并将它们包含在编译中。

gcc main_prog.c -o main_prog

main_prog，可执行文件，将包含主程序和 Greet 文件的机器指令。

./main_prog
What is your name good sir?
Theodore Roosevelt
Ah, Theodore Roosevelt, a pleasure to meet you.