第一章 初始C语言

? ? ? ?第一章主要介绍了有关C语言的历史和特性、编写程序的步骤、编译器和链接器的一些知识、C标准。

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目录

1.1 C语言的起源

1.2 选择C语言的理由

优点

缺点

1.3 C语言的应用范围

1.4 计算机能做什么

相关知识：

1.5 高级计算机语言和编译器

1.6 语言标准

1.7 使用C语言的7个步骤

1. 定义程序的目标

2. 设计程序

3. 编写代码

4. 编译

5. 运行程序

6. 测试和调试程序

7. 维护和修改代码

1.8 编程机制

1. 目标代码文件、可执行文件和库

2. UNIX系统

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1.1 C语言的起源

• 时间: 1972年
• 地点：贝尔实验室
• 人物：丹尼斯?里奇和肯?汤普逊
• 事件：在开发UNIX操作系统时设计的C语言，C语言是在B语言的基础上进行设计的成果
• 设计初衷：作为程序员使用的一种编程工具，成为有用的语言
• 其他语言例子：Pascal是为了更好的学习编程原理提供扎实的基础；BASIC是为了开发出类似英文的语言，让不熟悉计算机的学生轻松学习编程

1.2 选择C语言的理由

优点

1. 设计特性

C语言的设计理念让用户可以完成自顶向下的规划、结构化编程和模块化设计，更易懂、可靠。

2. 高效性

C语言程序相对更加紧凑，运行速度快。具有汇编语言具有的微调控制能力，可根据具体情况微调程序以获得最大运行速度或最有效的使用内存。

3.可移植性

在一种系统中编写的C程序稍作修改或不修改就能在其他系统运行，如需修改，也只需简单更改主程序头文件中的少许项即可。

（注意：程序中针对特殊硬件设备（如，显示监视器）或操作系统特殊功能（如，Windows 8或OS X）编写的部分，通常是不可移植的。

4. 强大而灵活

C语言应用广泛（UNIX操作系统、其他语言的编译器、物理学和工程学问题、电影的动画特效）

5. 面向程序员

（1）程序员可以利用C访问硬件、操控内存中的位

（2）丰富的运算符让程序员可以简洁表达自己的意图

（3）虽没Pasal严谨，但比C++限制多；处理简洁，但可能会犯莫名其妙的错误

（4）拥有大型库提供有用的C函数，用于处理程序员经常需要解决的问题

缺点

1. 指针的存在让编程的错误难以察觉

2. 大量的运算符导致晦涩代码的产生?

1.3 C语言的应用范围

1.4 计算机能做什么

相关知识：

1. 计算机中存储的都是数字，计算机以数字形式存储数字和字符

2. 计算机程序最终必须以数字指令（机器语言）来表示

1.5 高级计算机语言和编译器

编译器：将高级语言程序翻译成机器语言指令集的程序。

注：不同CPU制造商使用的指令系统和编码格式不同，但找到与特定类型CPU匹配的编译器就可以将高级语言程序转换为不同类型CPU使用的机器语言程序。故，高级语言是以更抽象的方法描述行为，不受限于特定CPU或指令集。

1.6 语言标准

1989年，ANSI/ISO C标准发布，别称C89；

保持C的精神：

1994年，ANSI/ISO联合委员会开始修订C标准，C99问世。

不是在C语言中添加新特性，而是为了达到新的目标

? ? ?（1）支持国际化编程

? ? ?（2）调整现有实践致力于解决明显缺陷

? ? ?（3）为适应科学和工程项目中的关键数值计算，提高C的适应性，让C比FORTRAN更有竞争力

2011年，发布C11标准，不那么强调“信任程序员”目标，修订是为了跟进新的技术。

1.7 使用C语言的7个步骤

1. 定义程序的目标

2. 设计程序

使用一般术语而不是具体代码来描述问题

3. 编写代码

例如：

#include<stdio.h>

int main(){
    int dogs;
    printf("How many dogs do you have?\n");
    scanf("%d",&dogs);
    printf("So you have %d dog(s)!\n",dogs);
    return 0;
}

4. 编译

编译器将源代码转换成可执行代码。

若编译器发现错误，就不生成可执行文件并报错。

5. 运行程序

6. 测试和调试程序

7. 维护和修改代码

1.8 编程机制

1. 目标代码文件、可执行文件和库

源代码——.c结尾，例如buget.c，对于文件名，不同OS要求不同

编译器——将源代码转换成可执行代码。

链接器——将目标代码、系统的标准启动代码和库代码合并成可执行文件

目标文件和可执行文件都由机器语言指令组成。

目标文件只包含编译器翻译你的代码的机器语言；可执行文件还包含了程序中使用的库函数和启动代码的机器代码。

2. UNIX系统

在编辑时注意，UNIX系统区分大小写，buget.c和BUGET.c和Buget.c是三个不同但都有效的C源文件名。但是.C是无效的。

编译命令：假设对于inform.c

cc inform.c

利用ls命令列出文件，会发现a.out文件，是包含已翻译程序的可执行文件，运行该文件：
?

a.out

一旦链接器生成了完整的可执行程序，会删除目标代码文件inform.o。若原始程序有多个源代码文件，则保留目标代码文件。

有关GNU编译器集合和LLVM项目：