Mdr-C-Tutorial

主题

一个简单的 C 程序 ​

c
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

/*
 * 这是 main 函数 (main function)
 * 一般情况下（有宿主环境）C 程序的入口点
 */
int main(void) {

    // 输出一行字
    puts("hello world");

    int a, b;
    scanf("%d%d", &a, &b);

    assert(b != 0, "b cannot be zero");
    printf("%g\n", (double)a / b);

    return 0;
}

1. C 项目的创建（以 Lightly 为例） ​

提示

本小节和下一小节以 Lightly 为例，但你也可以用自己本地的环境运行。

  1. 打开 lightly打开 lightly

  2. 点击 在线使用在线使用

  3. 点击 新建项目，选择 C，C 语言标准 选择 C11，项目名称自拟，其他可选项默认

  4. 经过一小段时间的初始化，工作区已经准备好了： 工作区准备完毕

可以见到项目里面新建了两个文件夹，源码文件 main.c 里面生成了一个输出 hello world 的示例代码； 源码文件上面还有一个叫 .clang-format 的文件，里面有些设置项

2. C 文件的编译运行 ​

  1. 打开 main.c ，将上方代码粘贴进去，点击绿色三角形按钮即可编译运行 编译运行
  2. 在屏幕上输出了 hello worldhello world

3. 包含标准库头文件 ​

看以下的高亮代码行：

c
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

/*
 * 这是 main 函数 (main function)
 * 一般情况下（有宿主环境）C 程序的入口点
 */

我们可以看到，代码的第一行和第二行具有 #include <...> 的形式，这是包含标准库头文件的写法。

  1. 以 # 开头的是一条预处理器指令 (Preprocessor Directive)，我们将在 10 - 预处理器 这一章中详细讲解预处理器的功能。
  2. #include 指令是把目标文件的内容“原封不动”地粘贴到此文件，我们将在 10.2 #include 这一节中详细讲解 #include 的用法。
  3. <stdio.h> 是标准库提供的一个头文件，需要包含它才能使用其中的内容。第 11 章 标准库概述 会提到 <stdio.h> 这个头文件及其功能。

4. 注释 (Comment) ​

看以下的高亮代码行：

c
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

/*
 * 这是 main 函数 (main function)
 * 一般情况下（有宿主环境）C 程序的入口点
 */
int main(void) {

    // 输出一行字
    puts("hello world");

这片代码中有两种注释：行内注释和块注释。我们将在 3.1 注释 中详细讲解。

5. main 函数 ​

c
/*
 * 这是 main 函数 (main function)
 * 一般情况下（有宿主环境）C 程序的入口点
 */
int main(void) {

    // 输出一行字
    puts("hello world");

5.1 程序入口点 ​

  1. 一般来说，一个 C 程序从 main() 函数开始执行，也从 main() 函数结束

5.2 main 函数的几种原型 ​

  1. 标准规定的：int main(void)
  2. 标准规定的：int main(int argc, char* argv[])
  3. 很多编译器实现的：int main(int argc, char* argv[], char* envp[])

6. 返回值 (return value, RV) ​

看下面的高亮代码行：

c
    printf("%g\n", (double)a / b);

    return 0;
}
  1. return 的东西是函数的返回值
  2. 如果 main() 函数的返回值为 0，则说明程序正常退出。我们将在 21 - 程序支持 中讲解 main() 函数退出时发生的一些情况，以及那时可以进行的一些操作。
  3. 主函数正常执行到末尾如同返回 0。

7. 库函数 ​

看下面的高亮代码行：

c
    // 输出一行字
    puts("hello world");

    int a, b;
    scanf("%d%d", &a, &b);

    assert(b != 0, "b cannot be zero");
    printf("%g\n", (double)a / b);

puts scanf printf 这三个是标准库提供的函数。它们的功能如下：

  1. puts 用于输出字符串并换行。
  2. scanf 用于读取数据。
  3. printf 用于格式化输出。

除此之外，也可以定义自己的函数。我们将在 6. 函数 中详细介绍如何定义自己的函数。

8. 初识断言 (Assertion) ​

看下面的高亮代码行：

c
    assert(b != 0, "b cannot be zero");
    printf("%g\n", (double)a / b);

我们可以看到，第 16 行具有 assert( ... ) 的形式，它是一个断言。

8.1 什么是断言 ​

断言是用于进行调试和错误处理的工具。

它允许程序员在代码中插入条件检查，以确保程序在运行时满足特定的前提条件。

如果断言的条件不成立，程序将终止执行并生成一条错误消息，提供关于出错位置和原因的信息。有个被普遍应用的技巧是使用逗号运算符额外提供错误消息。

8.2 使用断言 ​

c
#include <assert.h>

int main(void){
    int a = -5;
    assert(a > 0);
}

程序终止执行，因为断言的条件 a > 0 不成立。

控制台可能打印出以下内容：

txt
***.c:4: main: Assertion `a > 0' failed.
Program terminated with signal: SIGSEGV

8.3 用途 ​

用于防御性编程，缩小错误可能存在的范围，便于调试。