【C語言】02.第一個C語言程序

本文目錄

前言

一、編寫第一個C語言程序-Hello World

二、編譯程序

三、連結程序

四、運行程序

五、總結

六、學習建議

七、clang指令匯總

前言

前面已經嘮叨了這麼多理論知識，從這講開始，就要通過接觸代碼來學習C語言的語法。學習任何一門語言，首先要掌握的肯定是語法。學習C語言語法的目的：就是能夠利用C語言編寫程序，然後運行程序跟硬體（計算機、手機等硬體設備）進行交互。由於我們的最終目的是學習iOS開發，學習iOS開發的話必須在Mac系統下，因此我就在Mac系統環境下開發C語言程序，而不是在Windows環境下。

 

接下來，就在Mac系統環境下編寫第一個C語言程序，最後把程序運行起來，跟計算機做一個小小的互動

一、編寫第一個C語言程序-Hello World

為什麼稱第一個程序為「Hello Wolrd」呢？其實計算機行業裡面，學習任何技術的第一個程序都可以稱為「Hello World」。「Hello World」的字面意思是「你好，世界」，也就是跟世界打招呼。我們第一個程序在這世界上誕生了，那肯定要跟世界打聲招呼嘛，所以就稱為「Hello World」。

1.用什麼工具寫代碼

首先我們要做的肯定是寫代碼，在代碼裡面說清楚想要計算機做出怎樣的操作。其實寫代碼就像平時寫文章一樣，只是在電腦上寫一些文本內容，那用什麼工具來寫代碼麼？平時我們在Windows中寫文章，可以用記事本、Word等文本編輯工具。在Mac中呢，我們可以安裝一些文本編輯工具來寫代碼，比如UltraEdit（點擊連結可以下載UltraEdit）。當然，在實際開發中，為了提高開發效率，一般會使用開發工具，開發工具的好處，我在前面文章中已經說過了。不過呢，開發工具屏蔽了很多操作細節和語法細節，不利於初學者直觀、系統地學習一門語言。因此，在這裡，我們暫時使用文本編輯工具UltraEdit來寫C語言代碼。

 

2.寫代碼1> C程序由函數構成

寫代碼之前，你首先要知道：任何一個C語言程序都是由一個或者多個程序段（小程序）構成的，每個程序段都有自己的功能，我們一般稱這些程序段為「函數」。所以，你可以說C語言程序是由函數構成的。

比如你用C語言編寫了一個MP3播放器程序，那麼它的程序結構如下圖所示：

從上圖可以看出：函數就是用來實現某個功能的程序段，每一個函數都有自己的功能。因此，你應該把實現某個功能所需的代碼都寫在函數中。比如，有個函數的功能是播放MP3，那麼播放MP3的代碼都應該寫到這個函數中。

當調用（執行）一個函數時，計算機就會按順序執行函數中的所有代碼，從而展示函數所實現的功能。

一般來說，我們會將不同的功能交給不同的函數去實現。比如，將暫停播放MP3的代碼寫到一個函數中，將停止播放MP3的代碼寫到另一個函數中。因此，一個C程序中可能會有很多的函數。

 

2> C程序的入口

前面說到：一個C程序中可能會有很多的函數，這樣就會有個疑問：當我們運行整個程序時，在眾多函數中，計算機會先執行哪個函數呢？也就是說，一個C程序的入口在哪裡？我寫了幾千行的代碼，應該先從哪一行代碼開始執行啊？是從第一行代碼還是從最後一行代碼開始執行啊？

其實，C程序的入口是一個名字叫做main的函數，簡稱main函數。（為了區分函數，每一個函數都有一個名稱）也就是說，不管整個程序中有多少個函數，都是先執行main函數。不管main函數寫在文件中間，還是文件末尾，也都是先執行main函數。

需要注意的是：

 

3> 編寫main函數

現在已經知道，要想運行一個C程序，必須有一個main函數，接下來就在文本編輯工具中編寫一個main函數。main函數的格式大致如下：

第1行的int暫時不用去理解，先認為是main函數的固定寫法

第1行的main是函數名稱，main後面的一對小括號()是函數的標誌，絕對不能缺少！而且這對小括號是「英文括號()」，不是「中文括號（）」！

第2行開始，有一對大括號{}，函數內部的代碼都要寫到這對大括號裡面。每一個函數都有一對{}，{}裡面的內容可以稱為「函數體」。

在第3行添加了一行return 0;，暫時不用理解它的意思，先認為是main函數的固定寫法。

像第3行這種寫在函數中的代碼可以稱為一條「語句」。寫完一條語句後，要在尾部加上一個分號「;」，代表語句結束了

 

4> 編寫輸出語句

接下來在main函數中添加代碼。

1 #include <stdio.h>
2
3 int main()  
4 {  
5 printf("Hello World\n");
6 return 0;
7 }

在第5行添加了一條語句printf("Hello World\n");，這條語句的作用是讓計算機在屏幕上輸出用雙引號""括住的內容：Hello World，後面的"\n"是一個轉義字符，表示回車換行，因此，輸出Hello Wrold這一串內容後會自動換行。至於為什麼這條語句要這樣寫？為什麼這條語句能讓計算機輸出東西？這些疑問都先擱著，以後會詳細解釋。

為了保證第5行代碼的正常使用，就在main函數的前面加了一行代碼#include <stdio.h>，暫時不用去深刻了解它的意思，默默加上即可，注意，這裡是不用加上分號";"的

當運行這個程序，就會先執行main函數，接著就會按順序執行main函數大括號{}中的所有語句（第5行、第6行語句）

需要注意的是：main函數中所有語句都必須寫在第6行return 0;語句的前面，先別問為什麼，以後會詳細介紹

 

3.保存為C程序的源文件

代碼寫完了，總得保存起來吧，保存為什麼格式的文件呢？每個文件都有自己的拓展名，不同的拓展名就代表著不同類型的文件，比如.mp3代表著音頻文件，.txt代表著文本文件。我們前面編寫的C語言代碼，應該保存為一個拓展名為.c的文件，這個.c文件稱為C語言程序的「原始碼文件」，也稱為「源文件」。

按下快捷鍵command + s，輸入文件名（我這裡叫做one.c），選擇文件格式

就這樣，第一個C語言程序就寫完了，非常簡單吧，一點壓力都沒有

 

二、編譯程序

前面已經把程序寫好了，迫不及待想做的事情肯定是運行程序，看看計算機會有什麼反應。遺憾的是，前面編寫好的one.c文件還不能夠運行。上一篇文章已經說過了，計算機只能識別0和1組成的機器指令，你現在寫的這些什麼int、main這些英文，它是看不懂的。我們需要使用C語言編譯器，將源文件翻譯成只有0和1的二進位文件，這個翻譯過程，我們稱之為「編譯」。

Mac系統上支持一款叫做gcc的編譯器，gcc支持多種程式語言：C語言、C++、Objective-C、Java等。在後來，蘋果公司自己開發了一款叫做clang的編譯器，目標就是要超越gcc。我們這裡就採用clang編譯器來編譯程序。要想在Mac中使用clang編譯器，首先要安裝一個命令行工具（Command Line Tools）

1.下載安裝命令行工具

安裝命令行工具的方式有2種。

1> 方式一：直接到蘋果官網下載

先點擊屏幕左上角的「蘋果圖標」，查看你的Mac系統版本

  

2> 方式二：先到蘋果官網下載安裝Xcode，然後打開Xcode，在Xcode中安裝命令行工具

 

2.打開終端

安裝完命令行工具後，就可以使用clang編譯器了。那怎麼使用clang呢？通過在「終端」中輸入相應的clang指令來啟動編譯器。

默認情況下，終端所指向的路徑是用戶的個人主文件夾，我的主文件夾是/Users/apple，我的用戶名叫apple

 

3.跳轉到one.c所在的路徑

為了方便操作，我們應該將終端的路徑切換到one.c所在的路徑，one.c存放在我的桌面，文件夾路徑是/Users/apple/Desktop

輸入指令：cd /Users/apple/Desktop , 然後敲回車，指令"cd"是改變路徑的意思。

 

4.輸入編譯指令，編譯one.c文件

輸入指令：cc -c one.c , 然後敲回車

指令"cc -c"表示編譯某個源文件，後面跟上源文件的名稱或者全路徑。

如果敲完編譯指令後，沒有顯示太多的信息，說明你編譯成功了。編譯成功後，會在終端所在的路徑下生成一個二進位文件，稱為「目標文件」，拓展名為".o"，文件名與源文件一致。one.c文件編譯成功後就生成了one.o文件。

補充：在開發過程中，不可能將所有的代碼都寫在一個.c文件中，為了模塊化開發，一般會將不同的功能寫到不同的源文件中。如果要同時編譯多個源文件，這樣寫：cc -c one.c two.c three.c。源文件編譯之後，每個源文件都會生成對應的.o文件，比如two.c生成了two.o、three.c生成了three.o

 

5.編譯器的語法檢測

編譯器除了能將.c源文件編譯成.o目標文件之外，還有一個非常重要的功能：語法檢測。跟英語一樣，C語言也有自己的語法，如果你不按照C語言語法去寫代碼，那就無法編譯成功。生成目標文件之前，編譯器會先檢查.c文件是否有語法錯誤，如果出現語法錯誤，會列出錯誤的總個數、錯誤原因和錯誤代碼的行號，這時候就不會產生目標文件；必須修正相應的語法錯誤，重新編譯成功後，才會生成目標文件。

接下來我把代碼故意寫錯，第3行把int寫成了intt，第5行語句少了一個分號";"

1 #include <stdio.h>
2
3 intt main()
4 {  
5 printf("Hello World\n")
6 return 0;
7 }

重新保存源文件，在終端中重新編譯一下

它說得非常明顯：有2個錯誤，第1個錯誤是在one.c的第3行，第2個錯誤是在one.c的第5行。這些錯誤信息（error）是一定要修改的，只要有一個錯誤信息存在，就不可能編譯成功。以後還有可能會遇到一些「警告信息（warning）」，警告信息可以忽略，不影響編譯。

 

三、連結程序1.什麼是連結

源文件編譯成功後，會生成一個.o目標文件，這就是一個二進位文件，但是，還是不能運行。目標文件不能運行的主要原因有2個：

1> 在開發過程中，不可能將所有的代碼都寫在一個.c文件中，為了模塊化開發，一般會將不同的功能寫到不同的源文件中。源文件編譯之後，每個源文件都有對應的.o文件，比如two.c生成了two.o、three.c生成了three.o，這些.o文件都不能單獨運行，它們之間都有密不可分的關係，需要將所有相關聯的.o目標文件組合在一起。

2> 除開組合所有的目標文件之後，還需要將C語言的函數庫包含進來，才能生成可執行文件。

將所有相關聯的.o目標文件、以及C語言函數庫組合在一起生成可執行文件的過程，我們稱為「連結」。

 

2.連結目標文件

在終端中輸入指令：cc one.o , 然後敲回車。如果要同時連結多個目標文件，這樣寫：cc one.o two.o three.o

連結成功後，會生成一個可執行文件，默認的名稱叫做「a.out」。由於我們是在mac系統下生成了可執行文件，mac系統是基於UNIX系統的，所以這個文件只能在UNIX系統中運行。如果是在Windows環境下，生成的可執行文件拓展名為".exe"。

  

 

3.更改可執行文件的名稱

如果想更改可執行文件的名稱，可以輸入指令：cc -o one one.o，-o後面跟上可執行文件的名稱，因此可執行文件的名稱就變成了one

 

4.連續執行編譯、連結

其實也可以在終端中直接輸入：cc one.c , 會按順序執行編譯、連結兩個操作。

這條命令產生一個名為"a.out"的可執行程序。中間會產生一個名為one.o的目標文件，但它在連結完成後會被刪除。

如果想修改可執行文件的名稱，跟前面是一樣的，指令為：cc -o abc one.c , 可執行文件的名稱為abc

 

四、運行程序

經過前面幾個步驟後，終於生成了可執行文件，接下來就可以運行這個程序了。運行程序有2種方式：

1.在終端中輸入指令運行程序

在終端中輸入：./a.out，敲回車就可以運行這個程序。這裡a.out是可執行文件的名稱。

敲完指令後，你會發現屏幕上輸出了一句「Hello World」。就這樣，我們成功跟計算機來了一點小小的互動，它替我們輸出了一句文字。

 

2.雙擊可執行文件

直接雙擊a.out文件，選擇用終端來運行程序

運行成功後

 

五、總結

經過一番折騰，終於將第一個C程序運行成功了，總共有4個步驟：編寫程序 -> 編譯 -> 連結 -> 運行

需要注意的是：

 

六、學習建議1.學編程並不是學英文

寫完這個Hello World程序後，可能很多人會去查單詞，看看int什麼意思、看看那stdio、return又是什麼意思。其實，這是非常沒必要的做法，我們學的是編程，並不是學英文，沒有必要一個一個詞語地去扣。再說，這些詞語對計算機來說並不是什麼英文單詞，僅僅是個符號、是代碼！！！計算機只能識別0和1，因此還要將這些代碼編譯成0和1之後才能被計算機所執行。計算機並不是有道詞典，它不可能認識什麼英文單詞。很多代碼都是固定寫法，並沒有太多的所謂英文含義。

 

2.程序的可讀性

這個Hello World程序的功能很少，只有一丁點內容，我們就佔用了好幾行行代碼。有人可能會問：這些代碼一定要換行麼？第5行prinf語句的前面一定要要縮進幾個空格麼？

其實，你完全可以不縮進

1 #include <stdio.h>
2
3 int main()  
4 {  
5 printf("Hello World\n");
6 return 0;
7 }

也可以將所有的代碼都寫成一行（第1行代碼比較特殊，必須獨立一行）

1 #include <stdio.h>
2 int main() {printf("Hello World\n");return 0;}

這樣寫雖然沒有問題，但是代碼可讀性非常地差，想像一下也知道：整個文件中就一行代碼，如果這個程序很大的話，肯定很多代碼，這樣的代碼是有多噁心啊！別人 可能根本看不太懂你寫的是什麼東西，甚至你自己都看不太懂。在工作中，我們難免會遇到難題，經常要求助於他人，但是別人要在看得懂我們代碼的基礎上，才能 幫我們解決問題啊。因此，代碼的可讀性很重要！一定要養成良好的編程習慣。

 

3.初學者不要過於尋根問底

當你對一門新技術還不是很了解的時候，你首先要做的事情是學會怎麼使用它，先把它成功用起來，並不是從頭到尾看清楚所有的原始碼、把每一行代碼中的每個詞語都摸清楚什麼意思，完全沒有這個必要。等你有一定的技術基礎了，這門技術用得很熟了，而且時間和能力允許的話，才有必要去尋根問底地解讀所有的原始碼。所以，第一個C程序的代碼中很多不懂的地方，暫時不用去糾結，學到後面了，你就會不自覺地就知道它們是什麼意思了。

 

七、clang指令匯總

這些指令不用去死記，大致有個了解，用到時再來查資料即可

1.編譯單個c源文件，並產生一個目標文件

cc -c one.c
這條命令產生一個名為one.o的目標文件

 

2.編譯多個c源文件，並為每個文件產生一個目標文件

cc -c one.c two.c three.c
這條命令產生3個目標文件：one.o、two.o、three.o

 

3.連結單個目標文件

cc one.o
這條命令產生一個名為a.out的可執行文件

 

4.連結多個目標文件

cc one.o two.o three.o
這條命令產生一個名為a.out的可執行文件

 

5.編譯並連結一個c源文件

cc one.c
這條命令產生一個名為a.out的可執行文件。中間會產生一個名為one.o的目標文件，但它在連結過程完成後會被刪除。

 

6.編譯並連結多個c源文件

cc one.c two.c three.c
這條命令產生一個名為a.out的可執行文件。當編譯的源文件超過一個時，目標文件便不會被刪除。這就允許你對程序進行修改後，只對那些進行過改動的源文件進行重新編譯。

 

7.編譯一個c源文件，並把它和現存的目標文件連結在一起

cc one.o two.o three.c
這條命令產生一個名為a.out的可執行文件

 

8.上面那些可以產生可執行文件的指令均可以加上「-o name」這個選項，產生的可執行文件就叫做name

比如 cc -o abc one.c
這條指令會產生一個名為abc的可執行文件

 

9.執行可執行文件

./a.out
這條指令可以執行一個名為a.out的可執行文件

來自：博客園

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