C語言基本結構（下）
Every program is a part of some other program and rarely fits.1
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思維導圖
寫在前面
如果只是寫個人學習總結的博客很容易，簡單寫一些感悟然後貼上代碼走人就可以了，甚至不用校審。但是我命名本系列爲【C語言必知必會】幫助你從入門到精通 C語言，那勢必要“事無鉅細”一些：既要考慮到沒有基礎的初學者，又不能止於基礎。所以本教程適合各類人羣學習，只要你看就一定會有幫助。
本教程是本人純手打併排版，校審由我與我的搭檔湯圓君一起完成的。你們看這一篇文章我要寫好幾個小時。如果文章對你有幫助，請不要“白嫖”。支持一下作者，作者會發更多幹貨好文。
》 此符號表示該內容以後的章節會講解，此章節內不要求理解。
簡單的程序結構
下面是一個簡單的程序，身高是給出的，體重是在程序中得到的，我們輸出的是體重與身高/體重的值。
這裏我們更注重的是程序的結構而非程序本身。
示例
1. 類型
每一個變量都有類型（type）。類型用來描述變量的數據的種類，也稱數據類型。
數值型變量的類型決定了變量所能存儲的最大值與最小值，以及是否允許小數點後出現數字。
示例中只有一種數據類型：int
int（integer）：即整型，表示整數。
數據類型還有很多，目前除了 int 以外，我們只再使用另一種：
float（floating-point）: 浮點型，可以表示小數
注意：雖然 float 型可以帶小數，但是進行算術運算時，float 型要比 int 型慢，而且 float 通常只是一個值的近似值。（比如在一個float 型變量中存儲 0.1， 但其實可能這個變量的值爲 0.09999987，這是舍入造成的誤差）
題外話：我當時學的時候，就沒有人告訴我這些知識，你們如果現在是初學，我都感覺到羨慕，你們要少走多少彎路啊！
2. 關鍵字
int 與float 都是C語言的關鍵字（keyword）,關鍵字是語言定義的單詞，不能用做其他用途。比如不能用作命名函數名與變量名。
關鍵字：斜體代表C99新增關鍵字
| auto | enum | unsigned | break | extern |
|---|---|---|---|---|
| return | void | case | float | short |
| volatile | char | for | signed | while |
| const | goto | sizeof | continue | if |
| static | default | struct | do | int |
| switch | double | long | typedef | else |
| register | union | |||
| restrict | inline | _Bool | _Complex | _Imaginary |
如果關鍵字使用不當（關鍵字作爲變量名），編譯器會將其視爲語法錯誤。
保留標識符（reserved identifier）：下劃線開頭的標識符和標準庫函數名（如：printf()）
C語言已經指定了這些標識符的用途或保留了它們的使用權，如果你使用它們作爲變量名，即使沒有語法錯誤，也不能隨便使用。
3. 聲明
聲明（declaration）：在使用變量（variable）之前，必須對其進行聲明（爲編譯器所作的描述）。
聲明的方式爲：數據類型 + 變量名（程序員自己決定變量名，命名規則後面會講）
示例中的 int weight完成了兩件事情。第一，函數中有個變量名爲 weight。第二，int 表明這個變量是整型。
編譯器用這些信息爲變量 weight 在內存中分配空間。
C99 前，如果有聲明，聲明一定要在語句之前。（就像示例那樣，函數體中第一塊是聲明，第二塊纔是語句。）
C99 和 C11 遵循 C++ 的慣例，可以把聲明放在任何位置。即可以使用時再聲明變量。以後C程序中這種做法可能會很流行。但是目前不建議這樣。
就書寫格式而言，我建議將聲明全部放在函數體頭部，聲明與語句之間空出一行。
4. 命名
weight,height 都是標識符，也就是一個變量，函數或其他實體的名稱。因此，聲明將特定標識符與計算機內存的特定位置聯繫起來，同時也就確定了存儲在某位置的信息類型或數據類型。
給變量命名時要使用有意義的變量名或標識符。如果變量名無法清楚的表達自身的用途，可以在註釋中進一步說明，這是一種良好的編程習慣與編程技巧。
C99 與 C11 允許使用更長的標識符，但是編譯器只識別前 63個字符。對於外部標識符，只允許 31 個字符。事實上，你可以使用更長的字符，但是編譯器可能忽略超出的部分。（比如有兩個標識符都是 64 個字符，但只有最後一個字符不同。編譯器可能會視其爲同一個名字，也可能不會。標準並未定義在這種情況下會發生什麼。）
命名規則：可以用小寫字母，大寫字母，數字和下劃線（_）來命名。名稱的第一個字符必須是字符或下劃線，不能是數字
操作系統和C庫經常使用一個下劃線或兩個下劃線開始的標識符（如：_kcab），因此最好避免在自己的程序中使用這種名稱。（避免與操作系統和c庫的標識符重複）
C語言的名稱區分大小寫。即：star，Star，STAR 是不同的。
聲明變量的理由：
- 把所有變量放在一處，方便讀者查找和理解程序的用途。
- 聲明變量可以促使你在編寫程序之前做好計劃（比如你的程序要用什麼變量，你可以提前規劃）。
- 聲明變量有助於發現程序中的小錯誤，如拼寫錯誤。
- 不提前聲明變量，C程序編譯將無法通過
5. 賦值
賦值（assignment）：變量通過賦值的方式獲得值。
示例中，weight = 160;是一個 賦值表達式語句。意思是“把值 160 賦給 變量 weight”。
在執行 int weight;時，編譯器在計算機內存中爲變量 weight 預留的空間，然後在執行這行代碼時，把值存儲在之前預留的位置。可以給 weight 賦不同的值，這就是 weight 之所以被稱爲變量的原因。
注意：
-
該行表達式將值從右側賦到左側。
-
該語句以分號結尾。
-
=在計算機中不是相等的意思，而是賦值。我們在讀weight = 160;時，我們應該這麼讀：“將 160 賦給 weight” -
==表示相等
6. printf() 函數
printf(“我的體重是：%d斤\n，身高與體重的比爲：%d”, weight, height / weight);
這是我們示例中的 printf 函數，我們來看兩個不那麼複雜的：
main(void);
printf("Hi");
首先，printf() 的 圓括號是不是很像 main() ？這表示 printf 是一個函數名，它也是一個函數。圓括號內的內容是從 main() 函數傳遞給 printf() 函數的信息。該信息被稱爲參數，更確切的說，是實際參數（actual argument），簡稱實參。
既然是函數，它其實也是像我們看到的 main函數一樣，也有函數頭和函數體。
printf() 函數是一個庫函數，庫函數我們上一節講函數種類時說過，這是一種不需要程序員去寫的，只需要引用頭文件 stdio.h就可以直接使用的。但是我們應該知道這一點，詳細情況我們後面會說講。
當程序運行到 printf() 函數這一行時，控制權被轉給了printf()函數。函數執行結束後，控制權被返回至主調函數（calling function），該例中是 main() 。
printf() 函數的作用是向我們的顯示器輸出內容。
此例中，printf() 函數的括號內 分爲兩部分，一部分在雙引號內，另一部分在雙引號外，它們中間以逗號隔開。雙引號外有兩個參數 weight 和 height / weight ，他們分別是變量和表達式（含有常量，變量和運算符的式子），也是指定要被打印的參數（打印到你的屏幕上）。
我們發現，最終我們屏幕上看到的是引號內的內容。我們可以來看一下輸出的內容：
我的體重是：160斤
身高與體重的比爲：1
我們發現：首先引號內的 %d 和\n並沒有被輸出，%d的位置被替換成了一個整數。爲什麼會這樣呢？
\n代表一個換行符(newline character)。對於 printf 函數來說，它的意思是：“在下一行的最左邊開始新的一行”。也就是說換行符和在鍵盤上按下 Enter按鍵相同。既然如此，爲何不在鍵入 printf() 參數時直接使用 Enter鍵呢？因爲編輯器可能認爲這是直接的命令，而不是存儲在源代碼中的指令。換句話說，如果直接按下 Enter鍵，編輯器會退出當前行並開始新的一行。但是，換行符會影響程序輸出的（顯示）格式。
換行符是一個轉義序列（escape sequence）。轉義序列用於難以表示或無法輸入的字符。如,\t代表 Tab鍵，即製表符。\b代表 Backspace鍵，即退格鍵。我們在後面會繼續討論。
這樣就解釋了爲何一行的printf() 函數會輸出兩行。
以下這部分不能理解可以只看結論，能理解更好。
在解釋 %d 之前我們先來看一下，weight 和 height / weight 所代表的值。
weight 是被賦值爲 160 的，所以 weight 的值就是 160
C語言中，/表示除法， * 表示乘法。
那麼 height / weight 的值是多少呢？我們現在不知道這個表達式的值是多少，但是我們知道這個它肯定代表 180 / 160
而最終輸出的值是 1 ，這和我們想的不一樣，我們知道結果應該是個小數，那麼這是爲什麼呢？
我想可能的原因有兩個：
- %d 將小數轉換爲整數
- 180 / 160 本身在C語言中的值就是整數
我們來測試一下：
int main(void) {
int a = 3;
int b = 2;
float c = 1.1f;//f 表示1.1是浮點數
printf("%d\n", c);//%d 用來輸出整型
printf("%f\n", a / b);//%f 用來輸出浮點型
return 0;
}
輸出：
-1717986918
0.000000
輸出並不是我們想要的內容，我們來看一下編譯器的警告：
編譯器警告：
“printf”: 格式字符串“%d”需要類型“int”的參數，但可變參數 1 擁有了類型“double”
“printf”: 格式字符串“%f”需要類型“double”的參數，但可變參數 1 擁有了類型“int”
可以不去理解報錯的內容。輸出與報錯至少說明了一點：
%d 在我的編譯器上無法輸出浮點型；整型 / 整型 不是浮點型。
那就說明了原因2是對的，即：180 / 160 的值就是 1
爲什麼 180 / 160 == 1(180 / 160 的值是 1)呢？
因爲 weight 和 height 都整數，它們相除結果取整數（向下取整）。
如何輸出 float 類型的浮點數？
printf("%f", 2.0f);
%d是一個佔位符，其作用是指明 num 值的位置。d 代表 以十進制的格式。
還有一點要注意的是，在示例中，第二個輸出的整數的參數（height / weight ）是一個表達式，我們也可以在程序中添加一個新的變量，然後用這個變量代替上面的表達式作爲 printf() 的參數。如：
int main(void)
{
int height = 180;
int weight, scale;//scale:比例
weight = 160;
scale = height / weight;
printf(“我的體重是：%d斤\n，身高與體重的比爲：%d”, weight, scale);
return 0;
}
合理的使用表達式作爲函數的參數可以簡化程序。
也說明在任何需要數值的地方，都可以使用具有相同類型的表達式。
7. 初始化
當程序開始執行時，某些變量會被自動設置爲0，而大多數不會。沒有默認值並且尚未在程序中被賦值的變量時未初始化的（uninitialized）。
如果試圖訪問未初始化的變量，可能會得到不可預知的值。在某些編譯器中，可能會發生更壞的情況（甚至程序崩潰）。
我們可以用賦值的辦法給變量賦初值，但還有更簡潔的做法：在變量聲明中加入初始值。
例如示例中的 int height = 180數值 180 就是一個初始化式（initializer）。
同一個聲明中可以對任意數量的變量進行初始化。如：
int a = 10, b = 15, c = 20;
上述每個變量都擁有屬於自己的初始化式。接下來的例子，只有 c 有初始化式，a，b沒有。
int a, b, c = 20;
參考資料：《C Primer Plus》《C語言程序設計：現代方法》
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https://github.com/hairrrrr/C-CrashCourse
以上就是本次的內容。
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我是程序圓，我們下次再見。
每個程序都是其他程序不合適的一部分。 ↩︎