逐字符讲解 C 语言 HelloWorld 程序

本文将逐字符讲解 C 语言 HelloWorld 程序，并详细介绍 C 语言的基本语法和常用预处理命令。

简体中文

C 语言往往是我们接触到的第一门语言，而 HelloWorld 往往又是我们第一次运行的代码，但是你真的了解 C 语言的 HelloWorld 吗？

#include <stdio.h>
// 我的第一个 C 语言程序
int main(int argc, char *argv[])
{
		printf("Hello, World! \n");
		return 0;
}
c
UTF-8

有的可能不写 return 0

有的可能会将返回参数从 int 写成 void

有的可能不写参数 ~~int argc, char *argv[]~~

以上是一个最标准的 C 语言 HelloWorld 代码，写法上的差异放在最后讲解

一、# 预处理

# 为 预处理标示符，顾名思义是在编译之前执行的事情

以下为常见的预处理命令

指令描述
#define定义宏
#include包含一个源代码文件
#undef取消已定义的宏
#ifdef如果宏已经定义，则返回真
#ifndef如果宏没有定义，则返回真
#if如果给定条件为真，则编译下面代码
#else#if 的替代方案
#elif如果前面的 #if 给定条件不为真，当前条件为真，则编译下面代码
#endif结束一个 #if……#else 条件编译块
#error当遇到标准错误时，输出错误消息
#pragma使用标准化方法，向编译器发布特殊的命令到编译器中

1、#include

include 包含，#include 是一个预处理命令，用来 引入头文件，效果是直接把头文件的内容复制在代码上方，可减少代码量

2、.h 头文件

以 .h 为拓展名的是 C 语言的头文件，包含了 C 函数声明和宏定义，被多个源文件中引用共享。

有两种类型的头文件：程序员编写的头文件和编译器自带的头文件。

要在程序中使用头文件，需要使用 C 预处理指令  #include  来引用它。

引用头文件的语法有以下两种

#include <file>

#include "file"

3、stdio.h 文件

  • std：代表符合 standard 标准
  • i：代表 input 输入
  • o：代表 output 输出

因此，stdio.h 是 C 语言标准库中的一个头文件，提供了标准输入输出的函数声明。

这个头文件是由 C 语言标准规定的，因此是编译器自带的标准头文件之一。

编译器自带的头文件放在 /usr/include/ 目录下

可以看到 printf 函数被定义在这个文件中

只有包含了 stdio.h 头文件才能使用 printf 函数

二、main() 函数

在 C 语言中，main 函数是程序的入口点，也是程序执行的起始位置。每个 C 程序都必须包含一个 main 函数。当程序运行时，操作系统调用 main 函数来启动程序的执行。

main 函数的基本形式如下：

int main(void)
{
// 代码块
    return 0; // 可选的返回值，表示程序成功结束
}
c
UTF-8

这里有一些关键点：

  1. 函数签名： main 函数的返回类型通常是整数类型，一般是 int。返回值可以用来指示程序的执行状态，一般约定 返回 0 表示程序成功结束，而其他值则表示错误或异常情况。

  2. 参数： main 函数可以接受两个参数，用于处理命令行参数。

    int main(int argc, char *argv[])
{
    // 代码块
    return 0;
}
    c
    UTF-8

    或者可以使用不带参数的形式：

    int main(void){
    // 代码块
    return 0;
}
    c
    UTF-8

    注意，如果直接使用 int main() 在标准 C 中也是合法的，但有些编译器可能对参数的形式有一些要求。

    因此，如果你的编译器对带参数的 main 有特殊要求，可以选择使用 int main(void) 形式来明确表示不接受参数。

  3. 代码块： main 函数的主体包含了程序的实际执行代码。这是程序的主要逻辑所在。

    printf("Hello World!);

  4. 返回值： return 0; 是可选的，但通常在 main 函数中使用，0 是程序正常的状态码，表示程序成功结束。其他非零的返回值通常用于指示程序异常结束或错误状态。

整个程序的执行流程是从 main 函数开始，然后按照代码中的逻辑依次执行，直至 main 函数的末尾。

三、本例中包含的 C 令牌（Token）

C 程序由各种令牌组成，令牌可以是关键字、标识符、常量、字符串值，或者是一个符号。例如，下面的 C 语句包括五个令牌：

printf("Hello, World! \n");
  1. printf：这是一个标识符（Identifier），表示调用的函数名。
  2. (：这是一个左圆括号，表示函数调用的开始。
  3. "Hello, World! \n"：这是一个字符串常量，表示要被打印输出的字符串。
  4. )：这是一个右圆括号，表示函数调用的结束。
  5. ;：这是一个分号，表示语句的结束。

每个令牌在 C 语言中都有特定的含义和用途。这些令牌共同构成了一条 C 语句的结构。在上述例子中，printf 是一个函数调用语句，包含了一个字符串常量作为参数，然后以分号结束这条语句。

1、标识符

C 标识符 是用来标识 变量、函数，或任何其他用户自定义 项目的名称。一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始，后跟零个或多个字母、下划线和数字（0-9）。

C 标识符内不允许出现标点字符，比如 @、$ 和 %。C 是 区分大小写 的编程语言。因此，在 C 中，Manpower  和  manpower  是两个不同的标识符。下面列出几个有效的标识符：

mohd zara abc move_name a_123myname50 _temp j a23b9 retVal

2、分号

在 C 程序中，分号是 语句结束符。也就是说，每个语句必须以分号结束。它表明一个逻辑实体的结束。

例如，下面是两个不同的语句：

printf("Hello, World! \n");
return 0;
c
UTF-8

在没有分号的情况下，编译器将无法正确解析代码结构，因此分号是 C 语言中必不可少的语法元素。

3、注释

注释是用来提高代码可读性和维护性的工具，可以用于添加说明、临时禁用代码等。在编译时，注释的内容会被完全忽略。

在 C 语言中，有两种主要的注释形式，分别是单行注释和多行注释。

  • 单行注释

    使用 // 进行单行注释。在 // 出现的位置，其后的内容都被视为注释，直到该行结束。

    // 这是单行注释，这一行的内容都是注释
int main()
{
    // 这是 main 函数
    printf("Hello, world!\n"); 	// 这是打印语句
    return 0; // 返回 0 表示程序正常结束
}
    c
    UTF-8

  • 多行注释

    使用 /* 开始注释块，使用 */ 结束注释块。注释块中的所有内容都被视为注释。

    /*这是多行注释*/
int main()
{
    /*
    这是 main 函数
    这是另一个注释块
    */
    printf("Hello, world!\n");	/* 这是打印语句 */
    return 0; /* 返回 0 表示程序正常结束 */
}
    c
    UTF-8

多行注释不能嵌套使用，例如 /_ /_ 这是注释 _/ _/ 是不合法的。

四、转义字符

在 C 语言中，转义字符是一种特殊的字符序列，用于表示一些无法直接输入或打印的字符。转义字符以反斜杠（\）开头，后跟一个或多个字符。

转义字符的初衷是用于 ASCII 编码，所以它的取值范围有限：

  • 八进制形式的转义字符最多后跟三个数字，也即\ddd，最大取值是\177；
  • 十六进制形式的转义字符最多后跟两个数字，也即\xdd，最大取值是\x7f。

超出范围的转义字符的行为是未定义的，有的编译器会将编码值直接输出，有的编译器会报错。

不过，直接使用 ASCII 码记忆不方便，也不容易理解，所以，针对常用的控制字符，C 语言又定义了简写方式，完整的列表如下：

转义字符意义ASCII 码值（十进制）
\a响铃(BEL)007
\b退格(BS) ，将当前位置移到前一列008
\f换页(FF)，将当前位置移到下页开头012
\n换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头010
\r回车(CR) ，将当前位置移到本行开头013
\t水平制表(HT)009
\v垂直制表(VT)011
'单引号039
"双引号034
\反斜杠092

例如，本例中提到的 "Hello, World! \n" 中的 \n 表示换行符，使得在输出字符串后会在控制台中换行显示。

五、总结

  1. 包含头文件： #include <stdio.h> 表示引入标准输入输出库的头文件，其中包含了 printf 函数的声明。
  2. 注释： // 我的第一个 C 语言程序 是一个单行注释，用于提供对程序的简要描述。
  3. main 函数： int main(int argc, char *argv[]) 是程序的入口点。argc 表示命令行参数的数量，argv 是一个指向字符串数组的指针，存储了实际的命令行参数。
  4. printf 函数： printf("Hello, World! \n"); 是一个输出语句，它将字符串 “Hello, World!” 和一个换行符打印到标准输出设备（通常是控制台）。
  5. 返回值： return 0; 表示 main 函数成功执行并正常结束，返回值为 0。在 C 语言中，返回值为 0 通常表示程序成功执行。

这个程序的主要目的是输出 “Hello, World!” 到控制台，这是一个传统的、用于学习编程语言的入门示例。

六、争论写法上的差异问题

  • int main 还是 void main ?

    标准规定 main 函数返回一个整数值，通常用于指示程序的执行状态。返回值为 0 通常表示程序正常结束，而其他非零值则表示程序异常结束或错误状态。

    因此，正确的形式是：

    int main()
{
    // 你的代码
    return 0;
}
    c
    UTF-8

    不推荐使用 void main()，因为根据 C 语言标准，main 函数应该返回一个整数值。虽然有些编译器可能会接受 void main()，但这并不是标准的写法，可能导致不同编译器之间的兼容性问题。

  • 该不该写 main 函数的那两个参数？

    在 C 语言中，main 函数的标准形式是带有参数，即 int main(int argc, char *argv[])

    然而，如果你选择不写这两个参数，编译器通常也会接受。

    // 如本例中完全可以不写两个参数
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}
    c
    UTF-8

    这个程序是合法的，并且在很多编译器中会正常工作。

    在这个特定的例子中，省略了 argc 和 argv 参数，因为这个简单的程序没有使用命令行参数。

    在实际应用中，是否使用带参数的 main 函数取决于你的程序是否需要处理命令行输入。如果不需要，可以使用不带参数的形式。

  • 不写 return 0 会怎么样?

    按照约定，返回值为 0 表示程序正常结束，而其他非零值通常表示程序发生了错误或异常情况。如果省略 return 语句，编译器通常会 默认返回 0，但一些编译器可能会给出警告，因为这样的代码可能会让人误解程序的执行状态。

    在这个例子中，虽然缺少了 return 0;，但许多编译器仍然会默认认为程序正常结束，返回值为 0。然而，为了养成良好的编程习惯，强烈建议在 main 函数中使用 return 语句，以提高代码的清晰性和可读性。

原视频如下

文章分类在技术
#C/C++#编程
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