C语言(2) | 清弦子@博客

1. HelloWorld

配置部署好 vsCode 之后，就可以直接在上面写代码了，新建一个新的C程序文件，向屏幕输出一串字符 “Hello World!”，如下图所示：

最简单的 Hello World 程序

下面，从整体上来分析一下这个最简单的C语言程序，将这个最简程序的各个部分剖析清楚，明白我们写下的每一个字符的具体含义。

2. 程序的基本结构

2.1 头文件

C语言程序中，任何符号（包括变量和函数）的使用，都是需要提前声明的。

如果程序用到了系统库函数，那么就需要包含相应的系统头文件来进行声明。

上述代码中用到了库函数 printf，而这个函数的声明在头文件 stdio.h 中，因此在该程序中需要包含此头文件。

声明

概念：对源文件外定义的某个符号进行描述的过程，称为声明

作用：经过声明的符号，编译器才能正确识别和编译，否则编译器不认识，无法判定语法错误

符号：变量、函数等

示例：

2.2 主函数

主函数是必须有的，每一个C语言程序都有main函数，哪怕是空的。

主函数的名字是固定的，叫 main ，这个函数名不可被挪作他用。

主函数是程序的入口，也就是程序开始运行的地方。

主函数分解如下：

在 Linux 环境下，主函数 main 根据程序最终是否需要接收外部命令行参数，实际上有两个版本：

在初学阶段，可不必理会带外部参数的版本，等到学完数组和指针再回过来复习即可。

2.3 printf函数

C语言被称为是一种面向过程的模块化语言，所谓的模块，值得是一个个功能明确、各司其职的封装函数，它们就像一块块积木，被合理有机地拼搭起来，形成复杂、健壮的程序。

在这之中，系统标准C库提供了非常多“模块”，printf 就是其中之一，它的功能就是：向终端输出一段指定格式的数据。

格式输出控制符

概念：函数 printf 被称为格式化IO函数，因为它是按照指定格式来操作数据的。以常见的整数、浮点数和字符串为例，printf 函数相关的控制格式符如下所示：

语法点：

类似 %d、%f 被称为格式控制符
一个格式控制符对应一个数据
‘\n’ 是一个字符，表示回车符，详细 ASCII 码表参阅教案3。

格式控制符：

十进制整数：%d

八进制整数：%o

十六进制整数：%x

字符：%c

字符串：%s

单精度浮点数：%f

双精度浮点数：%lf

长双精度浮点数：%Lf

地址：%p

序号	格式控制符	对应数据类型	备注
1	%d	int	整型数据
2	%u	unsigned int	无符号整型数据
3	%ld	long int	长整型数据
4	%lu	unsigned long int	无符号长整型数据
5	%hd	short int	短整型数据
6	%hu	unsigned short int	无符号短整型数据
7	%lld	long long int	长长整型数据
8	%llu	unsigned long long int	无符号长长整型数据
9	%hhd	char	单字节整型数据
10	%hhu	unsigned char	无符号单字节整型数据
11	%c	char	字符
12	%s	char *	字符串
13	%f 或 %e	float	单精度浮点数
14	%lf 或 %le	double	双精度浮点数
15	%Lf 或 %Le	long double	长双精度浮点数
16	%p	void *	指针
12	%.ns	char *	取字符串前n个字符，n要改为具体数字
13	%.nf	float	保留n位有效数字，n要改为具体数字
15	%x	unsigned 或 int	十六进制整型数据
17	%o	unsigned 或 int	八进制整型数据
15	%#x	unsigned 或 int	十六进制整型数据，带0x前缀
17	%#o	unsigned 或 int	八进制整型数据，带0前缀

2.4 return语句

C语言中的关键字 return 的含义是结束一个函数，并返回某个数据（若有）。而具体到 main 函数中时，由于主函数 main 的结束同时也意味着整个程序的结束，因此在上述 Hello World 程序中 return 后整个程序就退出了。

一般而言，程序正常退出时，main函数返回值是0；当程序异常退出时，main函数返回值是非0。

注意，main函数的返回值是给上一级进程的，因此理论上讲在当前的单进程程序中，main函数的返回值究竟是多少都无所谓，因为根本没有去使用这个返回值，除非在多进程程序中，进程间才需要使用main函数的返回值来传递信息。

3 man帮助手册

编程开发的过程中，需要使用众多的系统指令、各类函数库、系统调用、各类系统脚本文件等，这些种类繁多、功能各异的信息，可以通过统一的man手册来获取第一手资料，man文档是帮助信息的权威通道，是大多数教程、书籍的知识来源。

由于 man 手册所需要罗列的帮助条目众多，因此 man 手册被妥善地分为9册，不同的帮助信息被放入对应的man分册中：

man文档的九个分册：

Shell命令（默认已安装）

系统调用

库函数

文件的特殊格式或协定（例如/etc/passwd的格式）

游戏

杂项（例如一些宏定义）

系统管理员命令（通常只能由管理员执行）

非标准内核例程

3.1 man手册的安装

注意，在安装了虚拟机Ubuntu或者WSL之后，可以在这类Linux系统上安装man手册，在默认情况下，系统只安装第一册，其他的帮助信息一般需要用户自己手动安装，安装指令如下：

3.2 man手册的查询

使用man手册查询命令、函数时，一般直接在man后面接上待查条目即可，但有时候会遇到同一个待查询的条目存在于多个man分册的情况，这就需要先罗列出该条目所在的分册信息，然后再根据需要去选择帮助文档的序号。

注意： 进入man手册之后，可以按q退出

在 Windows 系统中，无法使用上述命令，可上官方网站在线查找帮助，或直接下载离线版帮助手册即可：

点击进入在线 man官网

点击下载离线帮助手册.zip

「课堂练习3」

使用man手册查询系统调用fork函数的用法，并编写一个程序试试它的效果。

4 代码风格规范

缩进：凡是有代码块的地方都必须缩进，一对大括号 { } 代表一个代码块

空格：标点符号后面，一般加空格

空行：不同逻辑段落中间，一般加空行

符号命名：尽量能一望便知，做到顾名思义，避免使用无意义字符

《C程序风格规范英文版》

「课堂练习4」

麻花疼同学写了下面这个程序，请指出你认为不妥的地方。

#include "stdio.h"
main{}
(
float g; h;
float tax, rate;
g = e21;
tax = rate * g;
printf("%f\n", tax);
)

1】问：视频中的虚拟机VMware和Ubuntu到哪里下载？

【1】答：原则上可以自己下载，自己安装，但如果想要直接一键下载，开箱即食，可以点击下面的链接：

下载虚拟机VMware-16pro-含注册码（776MB）：

下载 Ubuntu-20.04（3.75GB）：

【2】问：可以用DEV-C++、vc++、virtual studio等软件来写C语言程序吗？

【2】答：可以。用什么IDE编辑编译C语言程序，理论上都是可以的，C语言的核心语法都是一样的，但由于嵌入式课程的核心技术之一是Linux，因此在Linux环境下编写C语言代码是最好的方式，推荐直接在Linux系统中写代码，或者在 Windows 下安装带有Cygwin环境的 vsCode 都是可以的。

【3】问：需要安装虚拟机吗？

【3】答：可以，如果电脑硬件资源配置足够，安装虚拟机并在上面运行Linux系统直接进行C语言编程当然是可以的，在后续的嵌入式学习中，纯Linux的编程开发是必备的技能，只不过在初学C语言阶段，在电脑硬件配置不足的情形下，可以不必安装虚拟机的。

【4】问：苹果电脑的vsCode怎么配置？

【4】答：苹果电脑中的vsCode安装配置与windows的基本一样，要注意的是安装软件的格式不同，另外无需安装 MinGW或Cygwin。

安装vscode。

下载 VSCode-darwin-universal.zip（249MB）：

从官网下载

在下载界面，找到对应系统的版本。

由于macOS系统本身已经自带了C/C++的编译环境，因此可以直接在文件夹中创建源码文件，编辑并编译运行。编译的时候，右键点击文件，在弹出的菜单中点击“在终端中打开”:

在终端中，直接敲命令编译程序：

【5】问：vsCode通过SSH连接不上Ubuntu怎么解决？

【5】答：尝试如下操作：

Ubuntu已安装SSH服务，且处于running状态（命令：sudo apt install ssh、sudo service ssh status）

关闭Windows、Ubuntu防火墙（命令: sudo ufw disable）

vsCode中的SSH插件的IP地址和用户名填写正确

配置vsCode的SSH插件，正确设置config文件的路径，如：

确保Ubuntu的网络服务正在运行，如：（按win+r打开命令行输入 services.msc）

删除 Ubuntu 系统中 ~/.vscode-server，重新连接

删除 Windows 系统中的C:\Users\Administrator\.ssh\ 下的所有文件，重新链接

「课堂练习1」

使用 vsCode 编写一段代码，显示自己的学校和姓名。

解答

本题主要考察 vsCode 软件的安装和配置。

参考代码

「课堂练习2」

使用 qtCreator 编写一段代码，显示自己的学校和姓名。

解答

本题主要考察 qtCreator 软件的安装和配置。

参考代码

「课堂练习3」

使用man手册查询系统调用fork函数的用法，并编写一个程序试试它的效果

解析

通过man手册查看fork函数的用法：

通过查阅代码，得知 fork 函数专用于创建一个新的进程，可以让原有的进程“分裂”成两个一模一样的进程，也就是有两个进程执行 fork 后续的代码。可以用下面的代码简单地验证这个结论：

参考代码

「课堂练习4」

麻花疼同学写了下面这个程序，请指出你认为不妥的地方。

解析:

系统原有的头文件要用尖括号，自定义的头文件采用双引号，因此第一行要改成 <stdio.h>

C语言主函数返回值类型为整型，参数列表可以为空，改成： int main()

函数主体必须使用大括号括起来

代码块必须要缩进

浮点数的科学计数法中的e或E前面必须有数字，因此 e21 是错误的，可以改成1e21

题目中rate是未初始化的变量，因此其值是无意义的

#include <stdio.h>
int main()
{
    float g, h;
    float tax, rate=1;
    g = 1e21;
    tax = rate * g;
    printf("%f\n", tax);
)