1. 初识C语言 - 技术栈

1. 什么是C语言？

C语言是一种通用的、过程式的计算机编程语言。
它是由丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）在1969年至1973年间于贝尔实验室开发，主要用于重新实现Unix操作系统。

1.1 什么是过程式的计算机编程语言

"过程式编程"是一种编程范式，它的核心思想是：程序是为解决一个问题而设计的一系列有序的步骤或指令。

说人话就是，按顺序执行代码，先第一步，然后第二步，第三步，按照步骤来做。

类似于番茄炒蛋：

第一步：准备食材------洗番茄，打鸡蛋。
第二步：处理食材------切番茄，搅拌鸡蛋。
第三步：开火烹饪------先炒鸡蛋，盛出；再炒番茄，最后混合。
第四步：出锅装盘。

你的关注点是一系列连续的、按顺序执行的步骤 。你会把一个大问题（做菜）分解成一个个小任务（步骤），然后一步一步地去完成。这就是"过程"（Procedure），在C语言中，我们用**函数（Function）** 来代表这些"步骤"或"过程"。

1.2 应用领域

系统编程：操作系统（如Linux、Windows内核）、驱动程序。
嵌入式开发：单片机、物联网设备。
编译器/解释器：许多语言（如Python、PHP）的解释器用C实现。
高性能计算：游戏引擎、科学计算。
跨平台开发：通过编译适配不同系统。

1.3 优缺点

优点：

执行效率接近汇编语言。
对硬件操作能力强。
生态系统成熟，编译器、库丰富。
缺点：
手动内存管理易出错（内存泄漏、悬空指针）。
缺乏面向对象特性（需自行模拟）。
标准库功能相对简单（如无原生字符串类型）。

2. 第一个程序

编译器选择：

Visual Studio 官网下载：https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/?wt_mc_id=developermscom
Microsoft Visual C++ 2010 ：已经停止更新，百度网盘领取：
https://pan.baidu.com/s/1oujzinKyYcf6mNCMeslHYQ?pwd=q7rx （解压后能看到注册码）

我用的是Microsoft Visual C++ 2010 ，因为Visual Studio 软件太大，电脑配置差，运行起来太卡了。

2.1 Microsoft Visual C++ 环境配置

调试按钮

在工具栏空白处右击，选择"生成 "
生成之后就会出现一个新的工具栏，点击右下角的小三角。再点击"添加或移除按钮（A）"，再点击"自定义"。
此时出现一个弹框，选中"生成解决方案 "，再选中右边的"添加命令 "
此时弹出"添加命令"的弹框，左边选中"调试 "，然后选中右边"开始执行（不调试） "按下"确定"按钮，再按下外面弹框的"关闭"按钮。
此时，我们的调试按钮就出现。

新建项目

选中工具栏第一个图标，新建项目，图中红色圈出来的那个，点击"新建项目 "
此时会出现弹框，选中中间的"Win 32 控制台应用程序 "，下面写上名称，如需更改文件存放路径，选择第二行右边"浏览 "。
又有一个弹框，点击"下一步 "
又有一个弹框，第一次建文件要选中附件选项 的"空项目 "，点击完成。
此时左边栏就会出现新建的文件夹，点击文件左边的小三角，展开文件。右击源文件 ，选中添加，选中新建项 。
出现了一个弹框，选中中间的"C++文件 "，然后填写名称。注：名称后面要加上.c，不然会被识别为C++文件 ，点击添加按钮 。
铛铛，我们新建的C文件终于出现了，可以开始我们C语言之旅了。

2.2 第一个文件

执行代码

编写代码

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("hello world!");
    return 0;
}

点击Ctrl+S 保存。

点击下图红色框框里的小三角，运行程序
弹出框框，显示打印内容，运行成功。

代码解析

我们来解析下面代码的含义------它们所代表的意思。

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("hello world!");
    return 0;
}

上面代码可以分为两部分，分别是#include <stdio.h>和下面其余的部分。

预处理部分： #include <stdio.h>
代表提前找到需要用到的文件，在代码编译之前运行，找到文件才能去运行代码。

#：以 #开头的命令是预处理器指令。
#include：将指定文件的内容 复制到 #include指令所在的位置，也就是将文件复制到#include的后面。这样，你可以使用其他文件中定义的函数、宏、类型等。
#include <文件名>：尖括号用于包含系统头文件。编译器会在系统标准路径中查找该文件。
stdio.h：是"Standard Input Output Header"的缩写，即标准输入输出头文件 。这个头文件包含了与输入输出相关的函数声明、宏定义和类型定义。下面的 printf就是stdio.h里的格式化输出函数。
这行代码告诉编译器："请把stdio.h文件中的所有内容复制到这里"，有了这个，我们才能使用printf()等输入输出函数

业务代码：其余的代码

int main()：定义程序的主函数，是程序的入口
- int表示这个函数会返回一个整数（integer）
- main是函数名，每个C程序必须有且只有一个main函数
- 这个函数不接受任何参数
- 这一行是程序的入口点 - 程序从这里开始执行
{}：在C语言中，{}花括号用来标识代码块的范围
- 左花括号 {表示main函数的主体从这里开始
- 右花括号 }表示main函数的主体到这里结束
- 所有在{}之间的代码都属于main函数
printf("hello world!")：在屏幕上输出文本
- printf是输出函数（print function）
- 括号内的"hello world!"是要输出的字符串
- 双引号""用来包围字符串内容
- 分号;表示语句结束 - C语言中每条语句都必须以英文的分号结尾
- 执行效果：在屏幕上显示：hello world!
return 0：向操作系统返回程序执行状态
- return表示函数结束并返回一个值
- 返回值为数字，要与因为第一行声明的 int 相对应
- 0通常表示"程序正常执行完毕"
- 在C语言约定中：返回0表示成功，非0值表示错误代码
- 这个返回值是给操作系统看的

代码执行流程：

预处理 → 编译 → 汇编 → 链接 → 执行

编写完代码后，代码执行流程如下：

预处理阶段：

预处理器会处理以#开头的指令。首先，它找到#include <stdio.h>指令，然后将stdio.h头文件的内容（包括printf函数的声明等）插入到该指令所在的位置。
经过预处理后，代码不再包含#include指令，而是被替换为头文件中的实际内容。

编译阶段：

编译器将预处理后的C代码翻译成汇编语言代码。它会检查代码的语法是否正确，比如括号是否匹配，语句是否以分号结尾等。
如果代码没有语法错误，编译器会生成对应的汇编代码。

汇编阶段：

汇编器将汇编代码转换成机器代码（目标文件，通常是.o或.obj文件）。这个文件包含的是二进制指令，但还不能直接执行，因为可能还需要链接其他库。

链接阶段：

链接器将生成的目标文件与标准库（如C标准库）中的函数进行链接。例如，我们的程序中使用了printf函数，这个函数的实际代码在C标准库中。链接器会找到printf函数的实现（通常在libc.a或类似的库文件中），并将其合并到最终的可执行文件（.exe 文件）中。

5.运行程序：

当我们在操作系统中运行生成的可执行文件时，操作系统会加载该程序到内存中，然后从程序的入口点（即main函数）开始执行。
程序按顺序执行main函数中的语句：
- 遇到printf("hello world!");时，程序会调用标准库中的printf函数，将字符串"hello world!"输出到标准输出（通常是显示器）。
- 然后执行return 0;，表示程序正常结束，并返回0给操作系统。

在文件夹中运行代码

上面提到汇编阶段会生成目标文件（ .obj 文件），链接阶段生成可执行文件（.exe 文件）。

在运行完代码时，我们都能在项目文件夹中找打它们。不同的编辑器所放的位置可能不太一样，要自己找一找。如果没有看到文件后缀，参考下面图片，打开文件资源管理器，点击上面的查看标签页，选中文件扩展名，就能看到文件后缀。

查看我们的目标文件（ .obj 文件）

查看可执行文件（.exe 文件）

程序最终执行的是可执行文件。

我们也可以在这里去运行它，在可执行文件的路径那输入cmd，按enter回车键，就会弹出命令提示符框框。
在cmd 中输入可执行文件名称也就是文件后缀带.exe的文件，按enter回车键就能运行文件。