由浅入深学习 C 语言:Hello World【基础篇】

目录

[1. 第一个 C 语言程序](#1. 第一个 C 语言程序)

[2. 源文件](#2. 源文件)

[3. 编译程序](#3. 编译程序)

[3.1 为什么要编译程序](#3.1 为什么要编译程序)

[3.2 C 程序编译过程](#3.2 C 程序编译过程)

[4. 预处理器指令](#4. 预处理器指令)

[5. 头文件](#5. 头文件)

[5.1 什么是头文件](#5.1 什么是头文件)

[5.2 如何使用头文件](#5.2 如何使用头文件)

[6. 注释](#6. 注释)

[7. main 函数](#7. main 函数)

[7.1 函数格式](#7.1 函数格式)

[7.2 main 函数特性](#7.2 main 函数特性)

[8. 语句](#8. 语句)

[9. return 语句](#9. return 语句)


1. 第一个 C 语言程序

一般学习一门计算机高级编程语言的第一个程序是用最简单的代码,在屏幕中打印:Hello World。以下是在屏幕中显示 Hello World 的 C 语言代码

cpp 复制代码
#include <stdio.h>    // 这行是一个预处理器指令,用于将标准输入输出头文件 stdio.h 包含进源文件中

int main()            // 这行是程序的主函数,C 语言的入口函数是从这个函数开始的
{
	printf("Hello World\n");	/* 这行调用了 printf 函数,它是<stdio.h>头文件中定义的一个函数,用于在控制台打印字符串。\n是一个转义序列,表示换行。*/

	return 0;        // 这行表示函数正常返回
}

2. 源文件

在 C 语言中,用遵守 C 语言规则编写的代码,并保存为以 .c 为后缀名的文件,称为源文件。源文件一般用于保存函数功能实现代码。

我们打开 VS2019

  • 选择创建新项目
  • 在弹出的界面中选择空项目,点击下一步
  • 然后再在弹出的界面中将项目名称改为 HelloWorld,在位置下选择项目保存的位置,我这里选择放在了C:\source\c\ 目录下(默认不修改也可以),然后点击创建
  • 在打开的 HelloWorld 项目中,选中源文件,右击在弹出的界面中选择添加,然后再在弹出的界面中选择新建项
  • 在弹出的界面中,选择 C++ 文件(.cpp),将文件名命名为 main.c,然后点击添加
  • 我们把在屏幕中显示 Hello World 的 C 语言代码写入 main.c 文件中并保存,这个 main.c 文件就是源文件
  • 最后选择左上角的调试菜单,在弹出的子菜单中选择开始执行(不调试),那么就弹出了一个显示 Hello World 的界面。

现在已经有了源文件程序,我们应该怎样让计算机运行我们的程序呢?

3. 编译程序

我们写好的 C语言程序代码,需要经过编译,拿到最终生成的可执行文件,才能在计算机中运行。

3.1 为什么要编译程序

拿我们写的 C 语言程序代码,直接改成以 .exe 为后缀的文件,直接让计算机执行我们的程序可行吗?抱歉,这还真的不行。

因为在计算机的世界里,只认识二进制数字 0 和 1 或由 0 和1 这两个数字组成的各种组合的一串串计算机能识别的二进制机器码,比如:0110 1000 等。而我们写的 C 语言程序很明显不是由 0 和 1 组成的代码,又要让计算机执行我们写的 C 语言程序,那问题来了,这时该怎么办呢?

这就像我们要和一个法国客户做生意,但我们又不懂法语,怎么和这个法国客户沟通一样,现实中,我们请一个懂法语的翻译员就可以把问题解决。所以,编译程序也是一样的道理,编译程序的作用就是让我们的 C 语言程序编译成能够让计算机能识别的由 0 和 1 这两个数字组成的二进制机器码,我们拿着这份二进制机器码让计算机执行,就可以了。下图描述了一个程序员用 C 语言写程序的工作过程。

我们现在知道,要让我们写的 C 语言程序,就像我们在电脑中打开微信聊天软件一样,让计算机运行我们的程序,需要编译程序,那么,C 语言程序的编译过程是怎样的呢?

3.2 C 程序编译过程

一个 C 语言程序的编译过程大概如下所示:

在 windows 平台中

在 linux 平台中

在 windows 平台下,我们用的 VS2019 已经用可视化界面集合了 C 语言程序编译的过程

下面是 Hello World 程序在 linux 平台下的编译过程:

  • 1 gcc -E main.c -o main.i // 将 main.c 用预处理器 (Preprocessor) 预处理,生成 main.i 预处理文件
  • 2 gcc -S main.i -o main.s // 将 main.i 用编译器 (Compiler) 编译,生成 main.s 汇编文件
  • 3 gcc -c main.s -o main.o // 将 main.s 用汇编器 (Assembler) 汇编,生成 main.o 目标文件
  • 4 gcc main.o -o main.out // 将 main.o 用连接器 (linker) 连接,生成 main.out 可执行文件

4. 预处理器指令

C 语言的预处理器是一个文本替换工具,它在编译器之前运行。预处理器指令是以 #开头,让预处理器识别并处理的指令,并不产生实际的代码。#include 就是一个预处理器指令,用于包含头文件

5. 头文件

5.1 什么是头文件

在 C 语言中,用遵循 C 语言规则编写的代码,并保存为以 .h 为后缀名的文件,称为头文件。头文件一般用于函数声明,宏定义和类型定义。

5.2 如何使用头文件

在需要使用头文件的源文件中,使用预处理器指令 #include 将头文件包含进来。有两种包含头文件的方法:使用尖括号 <> 或双引号 ""。尖括号用于包含系统头文件, 比如:#include <stdio.h>,而双引号用于包含用户自定义的头文件,比如:#include "mycode.h"。

在 Hello World 程序中,因为要在屏幕中打印 "Hello World\n" 这串字符串,使用到 stdio.h 头文件里声明的 printf 函数,所以在 main.c 源文件中,需要用 #include <stdio.h> 将 stdio.h 文件包含到我们的源程序中,又因为 stdio.h 是系统库文件,所以用 尖括号 <>

6. 注释

// 用于单行注释,比如:

#include <stdio.h> // 预处理器指令,用于将标准输入输出库的头文件 stdio.h 包含进来

/**/ 用于单行或多行注释,用于多行注释时在 /* 和 */ 之间所有的代码都会被注释掉,比如:

int main() /*单行注释*/

/*

多行

注释

*/

7. main 函数

7.1 函数格式

在 C 语言中,一个函数的格式为:返回值类型 函数名(参数列表) {}

在 Hello World 程序中,int main() {} 就是一个 main 函数

  • int 是 main 函数的返回值类型
  • main 是函数名
  • () 说明参数列表为空
  • 函数体用 {} 括起来

7.2 main 函数特性

  • 在一个 C 语言程序中,有且仅有一个 main 函数。
  • main 函数,是 C 语言程序的入口函数
  • main 函数又称为主函数,C 语言程序的代码是从 main 函数的第一行开始执行的。

8. 语句

  • 语句必须以分号结尾。不含任何代码的语句称为空语句。比如:; // 空语句
  • 一行可以写多条语句。比如:int a = 0; int b = 0; int c = 0; // 一行包含了 3 条语句
  1. printf 函数

printf 函数是格式化输出函数,发送格式化输出到标准输出 stdout,stdout 默认是向屏幕输出。printf 函数是一个 C 语言标准库函数,声明在 stdio.h 头文件中,其函数原型为:

int printf(const char *format, ...)

在 Hello World 程序中 printf("Hello World\n");

  • 传递给 printf 函数的第一个参数为 "Hello World!\n"。
  • 传递给 printf 函数的可变参数的个数为 0 个。
  • ; 表示语句的结束

9. return 语句

在C语言中,函数的返回值是通过函数中的 return 语句返回的。比如:Hello World 程序中的return 0; 语句

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