「C語言C++編程入門」——編譯機制和語言標準

編程機制

編寫程序時必須遵循確切步驟主要是取決於你的計算機環境。因為 C語言是可以移植的，所以它在許多環境中可用，其中包括 UNIX，Linux，Windows等等 。

不過，讓我們首先來看一看許多環境所共有的一些方面。你完全不必知道運行一個 C 程序後面的事情，但了解一點是一個很好的背景知識。它還可以幫助你理解為什麼編寫一個 C 程序必須經過一些特定步驟。

用 C 語言編寫一個程序時，你將編寫的內容保存在一個被稱為原始碼文件的文本文件中。大多數 的系統，都需要該文件的名稱以 .c 結尾。

例如，hello world.c 。名稱中小點前的部分被稱為基本名，小點後的部分被稱為擴展名。因此，hello world是一個基本名，c 是一個擴展名。組合在一起的 hello world.c是文件名。

這樣，在我們提到名稱時內容就可以更具體，我們假定有一個名為 helloworld.c的源文件，其原始碼如下面所示。

------------------------------------------------------

34;hello world！ ");

return 0;

}

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目標代碼文件、可執行文件和庫

C語言編程的基本策略是使用程序將原始碼文件轉換為可執行文件，此文件包含可以運行機器語言代碼。

它分兩步完成這一工作：編譯和連結。編譯器將原始碼轉換為中間代碼，連結器將此中間代碼與其他代碼相結合生成可執行文件。

C 使用被劃分為兩部分的這一方法使程序便於模塊化。你可分別編譯各個模塊，然後使用連結器將編譯過的模塊結合起來。這樣，如果需要改變一個模塊，則不必重新編譯所有其他的模塊。同時，連結器將你的程序與預編譯的庫代碼結合起來。

中間文件的形式有多種選擇。最一般的選擇，同時也是我們這裡講述的實現方式所採取的選擇，是將原始碼轉換為機器語言代碼，將結果放置在一個目標代碼文件中。雖然目標文件包含機器語言代碼，但該文件還不能運行。目標文件包含原始碼的轉換結果，但它還不是一個完整的程序。

目標代碼文件中所缺少的第一個元素是一種叫做啟動代碼（start-up code）的東西，此代碼相當於你的程序和作業系統之間的接口。

例如，你可以在DOS或Linux下運行一個 IBM PC兼容機，在兩種情況中硬體是相同的，所以會使用同樣的目標代碼，但DOS與Linux要使用不同的啟動代碼，因為這兩種系統處理程序的方式是不同的。

所缺少的第二個元素是庫例程的代碼。幾乎所有C程序都利用標準C庫中所包含的例程（稱為函數）。例如，前面的 concrete.c 使用了函數 printf（）。目標代碼文件不包含這一函數的代碼，它只包含聲明使用 printf（）函數的指令。實際代碼存儲在另一個稱為「庫」的文件中。庫文件中包含許多函數的目標代碼。

連結器的作用是將【目標代碼】、【系統的標準啟動代碼】和【庫代碼】這3個元素結合在一起，並將它們存放在單個文件，即可執行文件中。對庫代碼來說，連結器只從庫中提取你所使用的函數所需要的代碼，如下圖中的簡單示例：

簡而言之，目標文件和可執行文件都是由機器語言指令組成的。但目標文件只包含你所編寫的代碼轉換成的機器語言，而可執行文件還包含你所使用的庫例程以及啟動代碼的機器代碼。

Windows系統的集成開發環境

因為 C 編譯器不是標準 Windows 包的一部分，所以需要獲得並安裝一個 C 編譯器。許多廠商都會提供基於 Windows的集成開發環境（IDE） 。

所有編譯器都具有用來裝配C程序的快速，集成的開發環境。關鍵的一點是，它們都具有內置的編輯器，可用來編寫C程序。這類開發環境一般都提供了讓你可以命名和保存原始碼文件的菜單，以及讓你可以不離開IDE就能編譯和運行程序的菜單。

如果編譯器發現任何錯誤，會返回到編輯器中，而且編輯器可以標出有問題的行，並將它們與相應的錯誤消息匹配起來，例如VC6.0、QT、Visual Studio（簡稱vs）。

Windows IDE最初可能讓人有一點望而生畏，因為它們提供多種目標，也就是說，提供了多種可讓程序在其中運行的環境。

例如，它們可能提供16位Windows程序，32位Windows程序，動態連結庫文件（DLL）等等讓你選擇。許多目標都需要引入Windows圖形界面的支持。

為了管理這些選項，通常需要創建一個項目，以便隨後向其中添加將要使用的原始碼文件名。一般來說，首先使用文件菜單來創建一個新的項目。重要的是選取正確的項目形式。本書中的例子是一般性的例子，設計目的是在一個簡單的命令行環境中運行。

因為 Widnows IDE一般可處理 C 和 C++，所以你應該指明你需要一個C程序。在某些產品，可以使用項目類型來指明希望使用 C。而在其他一些產品，如 Microsoft Visual C++中，可以使用.c文件擴展名來指明希望使用 C 而不是 C++。然而，大多數 C 程序也可以作為 C++程序運行。

可能大家在寫完一個程序之後會遇到一個問題：顯示程序執行的窗口在程序終止時突然消失，也就是程序運行後窗口一閃而過。如果遇到這種情況，那麼可以使程序暫停，直到按下 Enter鍵。要做到這一點，請在程序的末尾，恰好在 return 語句之前，添加下面的一行：

getchar()；

該行讀取一次按鍵，因此程序將暫停直到按下 Enter 鍵時。有時，根據程序函數的需要，可能已經有一個等待按鍵的指令。在這種情況下，需要使用 getchar（）兩次：

getchar();

getchar();

例如，如果程序最後做的事情是請你輸入你的體重，那麼就應當鍵入你的體重並按 Enter 鍵以輸入數據。程序將讀取體重，第1個getchar（）將讀取 Enter鍵，第2個getchar（）將導致程序暫停，直到再次按下 Enter鍵。如果現在你對此還不太理解，那麼在學習更多關於 C 輸入的知識後你就明白了。

雖然各種IDE都有許多共同的原則，但在細節方面會因產品而異，而在一個產品系列中，又會因版本而異。你必須要經過一些實踐，才能知道編譯器的正確工作方式。

語言標準

目前，有許多 C 實現方式可用。理想情況下，編寫 C 程序時，假如該程序末使用機器特定的編程技能，則它在任何實現方式中的運行應該是相同的。要在實踐中做到這一點，不同的實現方式需要遵守一個公認的標準。

首先說明一點，C語言並沒有官方的標準。不過，Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 編寫的 The C Programming Language 第1版（1978）成為大家接受的標準，通常稱為 K&R C 或經典 C。

特別是這本書附錄中的「C Reference Manual」已成為 C 實現的指南。例如，編譯器都會聲明它可提供一個完整的 K&R 實現。然而，雖然該附錄定義了 C 語言，但是卻沒有定義 C 庫。

因為 C 比大多數其他語言更加依賴庫，所以還需要一個庫標準。因為缺乏任何官方標準，所以提供 UNIX 實現的庫成為一個事實上的標準。

第1個 ANSI/ISO C 標準

隨著 C語言的發展和更加廣泛地用於更多種類的系統上，使用 C 的群體意識到它需要一個更加全面，新穎和嚴格的標準。為了滿足這一要求，美國國家標準代組織（ANSI）在1983年設立了一個委員會以發展一個新的標準，該標準於1989年正式採用。

這個新標準（ANSI C）定義了語言和一個標準 C 庫。國標標準化組織於1990年採用一個 C 標準 （ISO C ）。ISO C 和 ANSI C 實質上是同一個標準。

ANSI/ISO標準最終版本通常被稱為 C89 （因為 ANSI於1989年批准了該標準） 或 C90（因為 ISO 於1990年批准了該標準）。然而，因為 ANSI版本是首先出現的，所以人們通常使用ANSI C這一術語。

C99標準

1994年，修訂標準的工作開始了，這一努力的結果是產生了 C99標準。一個聯合 ANSI/ISO委員會籤署了 C90標準的最初原則，包括保持言語短小而簡單。

他們的意圖不是為語言添加新的特性，而是為了滿足新的目標。新目標之一是支持國際化編程，例如，提供了處理國際字符集的方法。第二個目標是「整理現有的慣例以解決明顯的缺點」。

因此，在遇到需要將 C 移植到 64 位處理器時，委員會根據在真實生活中處理問題的人的經驗來添加標準。第三個目標是針對科學和工程項目的重要數字計算改進 C 的適應能力。

國際化，修正其不足和改進計算的實用性這三點是主要的面向改變的目標。形成在關於更改的計劃在性質上更加保守，例如，讓與 C90 和 C++ 的不兼容性達到最小，讓語言在概念上保持簡單。肩帶來說就是希望 C++成為重要的和強有力的語言。

結果是 C99 的修改保持了 C 的本質特性，C 繼續是一種簡短，清楚，高效的語言。本書指出了 C99中的許多修改。因為目前大多數編譯器沒有完全實現所有 C99的修改，所以你可以會發現一些修改在你的系統上不可用。或者你可能會發現，只有修改編譯器的設置以後，才能夠看到一些 C99 的特性。

總結

C 是一種強大，簡潔的程式語言。之所以流行是因為它提供了有用的編程工具和對硬體良好的控制，還因為 C 程序在從一個系統向另一個系統移植方面比大多數程序更容易。C 是一種需要編譯的語言。C 編譯器和連結器是將 C 語言原始碼轉換成可執行代碼的程序。

用 C 編程可能很費力，困難並讓你感到灰心，但這一工作也可能讓你著迷，興奮和感到滿意。

看到這裡是不是又有很多感悟了呢~

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