C語言概述

本文章為學習筆記，如有不足還請多多包涵。同時歡迎各位一起學習交流。

1.1 什么是計算機語言

人和人之間的交流需要通過語言。人和計算機交流信息也要解決語言問題。需要創造一種計算機和人都能夠識別的語言，這就是計算機語言。計算機語言經歷了以下幾個發展階段。
機器語言 計算機工作基于二進制，從根本上說，計算機只能識別和接受由0和1組成的指令。在計算機發展初期，一般計算機的指令長度為16，即以16個二進制數（0或1）組成一條指令，16個0和1可以組成各種排列組合。

例如：1011011000000000

這種計算機能直接識別和接受的二進制代碼稱為機器指令。機器指令的集合就是該計算機的機器語言。在語言的規則中規定各種指令的表示形式以及他的作用。機器語言與人民習慣用的語言差別太大，難學，難寫，難記，難檢查，難修改，難以推廣使用，因此初期只有極少數的計算機專業人員會編寫計算機程序。

符號語言 為了克服機器語言的上述缺點，人們造出了符號語言，他們用一些英文字母和數字表示一個指令。例如用ADD代表“加”，SUB代表“減”，LD代表“傳送”等。

ADD A,B      (執行A+B=A，將寄存器A中的數與寄存器B中的數相加，放到寄存器A中)

計算機并不能直接識別和執行符號語言的指令，需要用稱為匯編程序的軟件吧符號語言的指令轉換為機器指令。一般，一條符號語言的指令對應轉換為一條機器指令。轉換過程為“代真”或“匯編”，因此，符號語言又稱為符號匯編語言或匯編語言。
匯編語言比機器語言簡單好記，但仍難以普及，只在專業人員中使用。
不同型號的計算機的機器語言和匯編語言是互不通用的。機器語言和匯編語言是完全依賴于具體機器特性的，是面向機器的語言。由于它“貼近”計算機，故稱為計算機低級語言

高級語言 為了克服低級語言的缺點，20世紀50年代創造出了第一個計算機高級語言——FORTARN語言。它很接近于人們習慣使用的自然語言和數學語言，

//例如在FORTARN語言中，計算輸出3.5*6sin（π/3）
PRINT *,3.5*6*SIN（3.1415926/3）

這種語言功能很強，且不依賴于具體機器，用它寫出的程序對任何型號的計算機都適用，它與具體機器距離較“遠”，故稱為計算機高級語言。
計算機也不能直接識別高級語言程序，也要進行“翻譯”。用一種稱為編譯器的軟件把用高級語言編寫的程序（源程序）轉換為機器指令的程序（目標程序），然后讓計算機執行機器指令程序，最后得到結果。高級語言的一個語句往往對應多條機器指令。
高級語言經歷了不同的發展階段：
（1）非結構化的語言
（2）結構化語言
（3）面向對象語言

1.2 C語言的發展及其特點

1972年，美國貝爾實驗室的D.M.Ritchie在B語言的基礎上設計出來C語言。1983年，美國國家標準協會（ANSI），根據C語言問世以來各種版本對C語言發展和擴充，制定了第一個C語言標準草案（'83 ANSI）。1989年，ANSI公布了一個完整的C語言標準——ANSI X3. 159-1989（常稱為ANSI C 或 C89）。1990年，國際化標準組織ISO接受C89作為國際標準ISO/IEC 9899:1990，他和ANSI的C89是相同的。1999年，ISO又對C語言標準進行修訂，在基本保留C語言特征的基礎上，針對應用的需要，增加了一些功能，并在2001年和2004年先后進行了兩次技術修正，它被稱為C99，C99是C89的擴充。

C語言的特點：
（1）語言簡潔、緊湊，使用方便靈活
（2）運算符豐富
（3）數據類型豐富
（4）具有結構化的控制語句
（5）語法限制不太嚴格，程序設計自由度大
（6）C語言允許直接訪問物理地址，能進行位操作，能實現匯編語言的大部分功能，可以直接對硬件進行操作
（7）用C語言編寫的程序可移植性好
（8）生成目標代碼質量高，程序執行率高

1.3 簡單的C語言程序

屏幕上打印 Hello Woeld

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

代碼解析：

//導入標準輸入輸出庫
#include<stdio.h>    //包含頭文件 std 標準庫 io input output 輸入輸出庫 <>系統庫 “”自定義頭文件
//主函數  一個程序有且只能有一個主函數
//函數的返回值類型 int整型
//函數的參數類型 void空類型
//{}程序體代碼體  函數體
int main(void){   
    //打印函數“”引起來的稱為字符串常量
    printf("Hello World");
    //函數的返回值 如果在主函數中遇到return代表程序結束
    return 0;
}

C語言程序結構
（1）一個程序有一個或多個源程序文件組成，在一個源程序文件中可以包括3個部分：
① 預處理指令
② 全局聲明
③ 函數定義
（2）函數是C程序的主要組成部分，一個C語言程序是由一個或多個函數組成的，其中必須包含一個main函數（且只能有一個main函數）
（3）一個程序包括兩個部分
①函數首部。即函數的第一行，包括函數名、函數類型、函數參數名、參數類型

②函數體。即函數首部下面花括號內的部分。函數體一般包括以下兩部分。
聲明部分。聲明部分包括：定義在本函數中所用到的變量；對本函數所調用函數進行聲明。
執行部分。由若干個語句組成，指定在函數中所進行的操作。
（4）程序總是從main函數開始執行的
（5）程序中要求計算機完成的操作是由函數中的C語句完成的
（6）在每個數據聲明和語句的最后必須有一個分號
（7）C語言本身不提供輸入輸出語句
（8）程序應當包含注釋

1.4 C語言編譯過程

1、預處理

• 宏定義展開
• 頭文件展開
• 刪除注釋
• 條件編譯

2、編譯

• 檢查語法
• 轉化成匯編語言

3、匯編

• 將匯編語言轉化成機器語言

4、鏈接

• 將庫文件鏈接變成可執行文件
  

1.5 集成開發環境IDE

集成開發環境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序開發環境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發軟件服務套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套（組）都可以叫集成開發環境。

Qt Creator
Qt Creator是跨平臺的 Qt IDE， Qt Creator 是 Qt 被 Nokia 收購后推出的一款新的輕量級集成開發環境（IDE）。此 IDE 能夠跨平臺運行，支持的系統包括 Linux（32 位及 64 位）、Mac OS X 以及 Windows。根據官方描述，Qt Creator 的設計目標是使開發人員能夠利用 Qt 這個應用程序框架更加快速及輕易的完成開發任務

Microsoft Visual Studio
Microsoft Visual Studio（簡稱VS）是美國微軟公司的開發工具包系列產品。VS是一個基本完整的開發工具集，它包括了整個軟件生命周期中所需要的大部分工具，如UML工具、代碼管控工具、集成開發環境(IDE)等等,所寫的目標代碼適用于微軟支持的所有平臺。Visual Studio是目前最流行的Windows平臺應用程序的集成開發環境。
Visual Studio4396錯誤
由于微軟在VS中不建議再使用C的傳統庫函數scanf,strcpy,sprintf等，所以直接使用這些庫函數會提示C4996錯誤：

VS建議采用帶_s的函數，如scanf_s、strcpy_s，但這些并不是標準C函數。要想繼續使用此函數，需要在源文件中添加以下指令就可以避免這個錯誤提示：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS     //這個宏定義最好要放到.c文件的第一行
#pragma warning(disable:4996)	//或者使用這個