高效c语言1快速入门|焦点热闻

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高效c语言1快速入门|焦点热闻

2023-05-10 10:10:07 来源：博客园

本章将开发你的第一个C语言程序：传统的 "Hello, world!"程序。然后讨论一些编辑器和编译器的选项，并阐述移植性问题。

(相关资料图)

Hello, world!

#include #include int main(void) {puts("Hello, world!");return EXIT_SUCCESS;}

在Linux和其他类似Unix的操作系统上，你可以用cc命令调用系统编译器:

$cc hello.c$lsa.out hello.c$./a.outHello, world!% cc -o hello hello.c% ./helloHello, world!

cc命令有许多标志和编译器选项。例如，-o文件标志让你给可执行文件起名字，而不是a.out。

hello.c程序的前两行使用了#include预处理器指令，它的行为就像你在完全相同的位置用指定文件的内容替换它一样。我们包括和头文件来访问这些头文件中声明的函数，然后我们可以在程序中调用这些函数。puts函数在中声明，而EXIT_SUCCESS宏在中定义。正如文件名所示，包含了C语言标准I/O函数的声明，而则包含了一般实用函数的声明。

C定义了两种可能的执行环境：独立的和托管的。独立环境可能不提供操作系统，通常用于嵌入式编程。这些执行环境提供了一套最小的库函数，程序启动时调用的函数的名称和类型是执行环境定义的。

我们定义main返回int类型的值，并将void放在括号内，表示该函数不接受参数。int类型是有符号的整数类型，可以用来表示正、负整数值以及零。与其他程序性语言类似，C语言程序由可以接受参数和返回值的过程(称为函数)组成。每个函数都可重用，你可以根据需要在程序中频繁调用。在本例中，主函数返回的值表示程序是否成功终止。

puts("Hello, world!")打印出"Hello, world!"。 puts函数是标准库函数，它将字符串参数写入stdout（通常代表控制台或终端窗口），并在输出中附加换行符。如果不需要换行可以使用fputs。

return语句退出程序，向主机环境或调用脚本返回一个整数值。EXIT_SUCCESS是类似对象的宏，通常扩展为0，通常定义为:#define EXIT_SUCCESS 0。

检查函数的返回值

函数通常会返回一个计算结果的值，或者表示函数是否成功完成了它的任务。例如，我们在 "Hello, world!"程序中使用的puts函数需要打印字符串并返回int类型的值。如果发生写入错误，puts函数返回宏EOF的值（负整数）；否则，它返回非负的整数值。

尽管对于我们的简单程序来说，puts函数不太可能失败并返回EOF，但这是可能的。因为对puts的调用可能会失败并返回EOF，这意味着你的第一个C程序有bug，或者，可以按以下方法改进。

#include #include int main(void) {  if (puts("Hello, world!") == EOF) {    return EXIT_FAILURE;    // code here never executes  }  return EXIT_SUCCESS;  // code here never executes}

注意(puts("Hello, world!")一定要有括号，否则编译会报错：

c$ cc hello2.chello2.c: In function ‘main’:hello2.c:5:5: error: expected ‘(’ before ‘puts’5 | if puts("Hello, world!") == EOF {| ^~~~| (

格式化的输出

puts函数是一种将字符串写入stdout的简单好方法，但最终你会需要使用printf函数来打印格式化的输出--例如，打印字符串以外的参数。printf函数接收定义输出格式的格式化字符串，然后是可变数量的参数，这些参数是你想打印的实际数值。例如，如果你想用printf函数来打印Hello, world！，你可以这样写。printf("%s\n", "Hello, world!")。

第一个参数是格式字符串"%s\n"。%s是转换规范，指示printf函数读取第二个参数（字符串字面）并将其打印到stdout。\n是一个字母转义序列，用于表示非图形字符，并告诉函数在该字符串后面包括新行。

注意不要将用户提供的数据作为第一个参数的一部分传递给printf函数，因为这样做会导致格式化输出的安全漏洞（Seacord 2013）。

编辑器和集成开发环境

可以使用各种编辑器和集成开发环境来开发你的C语言程序。图1-1显示了最常用的编辑器，根据2018年JetBrains的调查。

对于Microsoft Windows，Microsoft的Visual Studio IDE（https://visualstudio.microsoft.com/）是不错的选择。Visual Studio有三个版本。社区版、专业版和企业版。社区版的优点是免费，而其他版本的功能则需要付费。

对于Linux来说，Vim、Emacs、Visual Studio Code和Eclipse都可选择。Vim是许多开发者和高级用户的首选编辑器。它是一个基于vi编辑器的文本编辑器，由Bill Joy在1970年代为Unix的一个版本编写。它继承了vi的按键绑定，但也增加了原vi所缺少的功能和可扩展性。你可以选择安装Vim插件，如YouCompleteMe（https://github.com/Valloric/YouCompleteMe/）或deoplete（https://github.com/Shougo/deoplete.nvim/），为C语言编程提供本地语义完成。

GNU Emacs是可扩展的、可定制的、免费的文本编辑器。它的核心是Emacs Lisp的解释器，这是一种Lisp编程语言的方言，具有支持文本编辑的扩展功能--尽管我从未发现这是个问题。

Visual Studio Code（VS Code）是精简的代码编辑器，支持开发操作，如调试、任务运行和版本控制。它提供了开发人员所需的工具，以实现快速的代码构建--调试循环。VS Code可以在macOS、Linux和Windows上运行，对私人或商业使用都是免费的。

编译器

现在有很多C语言编译器，他么编译器实现了不同版本的C标准。许多用于嵌入式系统的编译器只支持C89/C90。用于Linux和Windows的流行编译器更努力地支持现代版本的C标准，直到并包括对C2x的支持。

GNU 编译器集GNU编译器集合（GCC）包括C、C++和Objective-C以及其他语言的前台（https://gcc.gnu.org/）。GCC的开发在GCC指导委员会的指导下遵循明确的开发计划。

GCC已经被采纳为Linux系统的标准编译器，尽管也有用于微软Windows、macOS和其他平台的版本。在Linux上安装GCC很容易。例如，下面的命令在Ubuntu上安装GCC 8。

$ sudo apt-get install gcc-9$ gcc --versiongcc (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.This is free software; see the source for copying conditions. There is NOwarranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.$ sudo dnf install gcc # Fedora

Clang另一个流行的编译器是Clang（https://clang.llvm.org/）。在Linux上安装Clang也很容易。例如，下面的命令应该在Ubuntu上安装Clang。

$ sudo apt-get install clang你可以用下面的命令测试你所使用的Clang的版本。% clang --version$ clang --versionclang version 10.0.0-4ubuntu1Target: x86_64-pc-linux-gnuThread model: posixInstalledDir: /usr/bin

微软Visual Studio

Windows最流行的开发环境是Microsoft Visual Studio，它包括IDE和编译器。它与Visual C++ 2019捆绑在一起，其中包括C和C++编译器。你可以在项目属性页上为Visual Studio设置选项。在C/C++下的高级选项卡上，确保你通过使用编译为C代码（/TC）选项而不是编译为C++代码（/TP）选项来编译为C代码。默认情况下，当你命名一个以.c为扩展名的文件时，它是用/TC编译的。如果文件被命名为.cpp、.cxx或其他一些扩展名，则用/TP编译。

参考资料

本文涉及的python测试开发库谢谢点赞！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
python精品书籍下载 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
本书英文原版： Effective C An Introduction to Professional C Programming 2020 a4.5-103--.epub

https://url97.ctfile.com/f/18113597-810419181-1f9306 下载密码订阅号pythontesting 发送密码。

移植性

每个C语言编译器的实现都至少有一点不同。编译器不断发展，因此，例如，像GCC这样的编译器可能提供对C17的完全支持，但正在努力实现对C2x的支持，在这种情况下，它可能有一些C2x的功能实现，但没有其他。因此，编译器支持全部的C标准版本（包括中间的版本）。C语言实现的总体发展是缓慢的，许多编译器明显落后于C标准。

如果为C语言编写的程序只使用标准中规定的语言和库的那些功能，就可以认为是严格符合标准的。这些程序的目的是为了最大限度地提高可移植性。然而，由于实现行为的范围，现实世界中没有一个C语言程序是严格符合要求的，也不会是（可能也不应该是）。相反，C标准允许你编写符合要求的程序，这些程序可能依赖于非可移植的语言和库特性。

通常的做法是为一个参考实现编写代码，或者有时为几个实现编写代码，这取决于你打算在哪个平台上部署你的代码。C标准是确保这些实现不会有太大的差异，并允许你一次针对几个实现，而不必每次都学习一种新的语言。在C标准文件的附件J中列举了五种可移植性问题。

实现定义的行为
未指定的行为
未定义的行为
针对本地的行为
常见的扩展
实现定义的行为实现定义的行为是指C语言标准中没有规定的程序行为，它可能在不同的实现中提供不同的结果，但在一个实现中具有一致的、有记录的行为。实现定义的行为的一个例子是一个字节中的位数。

实现定义的行为大多是无害的，但在移植到不同的实现时可能会导致缺陷。在可能的情况下，避免编写依赖于实现定义的行为的代码，这些行为在你可能用来编译你的代码的C实现中是不同的。C标准的附件J.3中列举了实现定义行为的完整列表。你可以通过使用static_assert声明来记录你对这些实现定义的行为的依赖。

未指定的行为

未指定的行为是指标准提供了两个或多个选项的程序行为。该标准对在任何情况下选择哪个选项没有要求。每次执行一个给定的表达式可能会有不同的结果，或者产生与之前执行相同表达式不同的值。未指定行为的一个例子是函数参数存储布局，它在同一程序中的不同函数调用中可能会有所不同。避免编写依赖于C标准附件J.1中列举的非指定行为的代码。

未定义的行为未定义的行为是指C标准没有定义的行为，或者说是 "在使用不可移植的或错误的程序结构或错误的数据时，标准没有规定的行为"。未定义行为的例子包括有符号的整数溢出和解读一个无效的指针值。具有未定义行为的代码往往是错误的，但比这更有细微差别。标准中对未定义行为的识别如下。
当违反了 "应当 "或 "不应当 "的要求，并且该要求出现在约束条件之外时，该行为是未定义的
当行为被明确规定为 "未定义行为 "时
通过省略任何明确的行为定义前两种未定义行为经常被称为显式未定义行为，而第三种则被称为隐式未定义行为。这三者之间的重点没有区别，它们都描述了未定义的行为。C语言标准附件J.2 "未定义行为 "包含了C语言中显式未定义行为的列表。

开发者经常误认为未定义的行为是C标准中的错误或遗漏，但将行为归为未定义的决定是有意的，也是经过考虑的。C标准委员会将行为归类为未定义的行为是为了做到以下几点。

给予实现者许可，使其不去捕捉难以诊断的程序错误
避免定义晦涩难懂的案例，使之有利于一种实现策略而不是另一种策略
识别可能的符合要求的语言扩展领域，在这些领域中，实现者可以通过提供官方未定义行为的定义来增强语言。这三个原因实际上是完全不同的，但都被认为是可移植性问题。编译器（实现）有做以下事情的余地。
完全忽略未定义的行为，产生不可预测的结果
以环境特征的文件方式行事（有或没有发出诊断书）。
终止翻译或执行（发出诊断）。

这些选项都不是很好（尤其是第一个），所以最好避免未定义的行为，除非实现指定这些行为的定义是为了让你调用一个语言增强功能。

特定于本地的行为和通用扩展

特定于本地的行为取决于每个实现所记录的国籍、文化和语言的本地惯例。通用扩展在许多系统中被广泛使用，但并不能移植到所有的实现中。

小结

在这章中，你学会了如何编写简单的C语言程序，编译它，并运行它。然后，我们看了几个编辑器和交互式开发环境，以及一些编译器，你可以用它们来开发Windows、Linux和macOS系统上的C语言程序。一般来说，你应该使用较新版本的编译器和其他工具，因为它们往往支持C编程语言的较新功能，并提供更好的诊断和优化。如果较新版本的编译器破坏了你现有的代码，或者你正准备部署你的代码，你可能不想使用较新版本的编译器，以避免在你已经测试过的应用程序中引入不必要的变化。在本章的最后，我们讨论了C语言程序的可移植性。

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