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C语言探索之旅-第一部分第三课你的第一个程序

jiezi

作者 谢恩铭，公众号「程序员联盟」。
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原文：https://www.jianshu.com/p/c73…

《C 语言探索之旅》全系列

内容简介

  1. 前言
  2. 控制台程序还是窗口程序
  3. 最基础的代码
  4. 特殊字符
  5. 注释，很有用
  6. 总结
  7. 第一部分第四课预告

1. 前言

在上一课 C 语言探索之旅 | 第一部分第二课：工欲善其事，必先利其器 中我们说过，你可以用自己喜欢的 IDE，或者用文本编辑器、编译器和调试器这样的组合来学习本课程。

不过，我觉得对于初学者，还是有必要演示一下某款 IDE 的具体下载和安装等操作。我就以 Code::Blocks 这款免费开源且跨平台的 IDE 为例吧。

下载 Code::Blocks

先去 Code::Blocks 的官方下载页面：http://www.codeblocks.org/dow…。

2020 年 3 月 29 日 Code::Blocks 终于更新了 20.03 版（不容易啊，上一次的版本还是 2017 年的），不过可惜的是 macOS 的版本还是停留在 13.12（网站上标识的是 13.12，但实际安装之后是 17.12 版）。

  • Windows 用户请下载 .exe 的文件，一般来说是下载 codeblocks-20.03mingw-setup.exe 这样的最新的 .exe 的安装文件。记得要有 mingw 字样的，才包含 GCC 编译器和 GDB 调试器。
  • Linux 用户请下载对应你的操作系统的版本。目前有 Debian、Ubuntu 和 RedHat 系。Ubuntu 可以用 apt 命令来安装，请看官方文档。
  • 苹果 macOS 用户请下载最新版的 dmg 文件，例如 CodeBlocks-13.12-mac.zip。不过这个版本有点旧了，可能会有 bug。

安装运行 Code::Blocks

Code::Blocks 的安装很简单，和安装 QQ 这样的普通软件没多大区别，一路默认到底就好。

安装完之后双击运行，你可以看到类似下图的界面：

上图中标注了四个区域：

  1. 工具栏：有很多按钮，但只有几个是我们时常用到的。
  2. 项目文件列表区：左边的栏里面显示了你的项目的所有文件。
  3. 主界面：写代码的地方。
  4. 通知栏：会看到运行的错误，编译的问题，等等。

那么，如何创建一个 C 语言基本的控制台应用程序呢？

首先到菜单里，依次点击“File -> New -> Project”，

会打开类似如下的窗口：

可以看到，Code::Blocks 支持非常多的程序类型，这些程序类型用到不同的库，比如 SDL（开发 2D 程序），OpenGL（开发 3D 程序），Qt 和 wxWidgets，等等。甚至还支持 Arduino、ARM 这样的嵌入式项目。

目前，这些图标很多都只是好看而已，因为你还没安装对应的库，所有不能用。

暂时我们只用最基本的 Console application（表示“控制台应用”，简单来说就是会弹出一个框，里面显示程序运行的结果，你也可以输入东西）。

选择 Console application，点击 Go 按钮到下一步：

这一步是让你选择要使用的编程语言，有 C 和 C++ 两个选项，我们选择 C，表示要创建的是 C 语言的项目。然后点击 Next 进入下一步：

Project Title 里面填写你要创建的项目名称，我们填的是著名的 HelloWorld。Folder to create project in 是选择项目存放的路径。

Project filename 是指项目文件名称，可以看到是 .cbp 结尾的文件类型，cbp 是 Code Blocks Project 的首字母缩写，表示“Code::Blocks 项目”。

点击 Next 到下一步：

这里我们不必更改什么，默认就好。点击 Finish（“完成”）结束配置，Code::Blocks 就会创建你的第一个项目了。

打开 Sources 里的 main.c 这个 C 语言的源代码文件。点击上面工具栏里有一个绿色的三角形按钮，是用于运行程序，它会提示你是否要编译，点击 yes（当然了，你也可以点击绿色三角形边上的带齿轮的绿色三角形按钮，是用于“编译再运行”），运行起来后我们的第一个控制台程序输出：

Hello world!

2. 控制台程序还是窗口程序

现在，既然我们已经把舞台都搭好了，该是时候把我们的主角 C 语言请出来了。我们将一起来写第一个 C 语言程序。

当然了，这个程序会是黑白的，也不会跟你打招呼，更不会帮你泡咖啡。可能显得毫无用处，但却是你的第一个程序，我保证你会有成就感的。

我们在 Code::Blocks 这个 IDE 中看到，当你要创建一个项目时，IDE 会问你是创建 console（控制台）程序还是 window（窗口）程序。

之前我们为了快速演示，选择的是控制台程序。

其实只有这两种类型，没有其他的了：

  • 窗口程序
  • 控制台程序

先来介绍一下窗口程序，因为比较直观，比较漂亮，颜值爆表。

这样的程序你肯定见到过，下图对大多数人来说很熟悉吧。

是的，上图就是 Windows 系统的画图程序。它是一个窗口程序，就是有窗口的程序（有时候不止一个窗口）。我想你肯定想学习创建这样的程序，但是如果你是第一次接触编程，那有点难。

一开始还是最好从 console（控制台）程序入门。

那么，所谓的控制台程序长什么样呢？

最初的程序都是控制台程序，因为那个年代电脑还只能显示黑白色，而且也没有强大到可以运行窗口程序，不像今天的电脑。

当然了，时代在进步。Microsoft（微软）公司的 Windows 系统使得电脑能被广大群众使用，就是因为它操作很简单，几乎所有操作都可以用窗口程序完成。

Windows 实在是太流行了，以至于大多数人都不知道 console（控制台）程序长什么样。不过，我有一个好消息：“控制台程序并没有死！”

实际上，Linux 操作系统给很多的人展示了控制台程序的魅力，下图就是 Linux 下的控制台程序的截图：

看上去还不错，是吗？好了，现在你已经对控制台程序有了初步概念了。

有一些注意点：

  1. 今天电脑已经可以显示彩色了，所以上面看到的控制台也不是完全黑白的了。
  2. 对于初学编程的人来说，控制台还是令人不太适应的。
  3. 如果我们掌握了这个工具，可以用它来做很多事情。

就如我们上面提到的，创建像上图中的控制台程序，其实很简单，而且非常适合初学者。现在的控制台程序不仅可以显示彩色，而且如果你要给它设置一个背景图片，也是可以办到的。

说了这些，那是不是只有 Linux 才有控制台程序，Windows 就没有呢？

当然也有，在 Windows 中它被称为 cmd，也就是 command（表示“命令”）的缩写，也称为“命令提示符”，是 Windows 环境下的虚拟 DOS 窗口。只不过它比较隐秘。可以用以下两种把它请出来：

  1. 点击“开始 -> 搜索 -> 输入“cmd”，然后按回车键，或点击“确定”。
  2. 用组合键 win+R 调出 (win 键就是键盘最下面从左边数第二个键，上面有个 Windows 系统标志的)，再输入 cmd，然后按回车键，或点击“确定”。

上图就是 Windows 里面奇妙的控制台。

当然了，苹果的 macOS 操作系统中，我们也可以打开控制台的，只要运行 Terminal 这个系统自带的应用程序：

3. 最基础的代码

对于 C 语言的每一个程序，我们都要输入最基础的几行代码。这几行代码不是太特别，但是必不可少。

我们现在就来看看“最基础的代码”长什么样。

让 IDE 为我们生成“最基础的代码”

之前我们已经演示了，Code::Blocks 会为我们生成 C 语言程序的最基础代码，如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

其中

int main()

这一行也可以写成

int main(int argc, char *argv[])

两种写法都是可以的，不过第二种（复杂一些的）更常用，也更专业。以后的课程我们会用 int main(int argc, char *argv[]) 这种形式。

分析最基础的代码

对于第一次接触编程的朋友，可能这个最基础的代码也是令人难以理解。

所以我们才要一起来学习如何阅读代码。

先从前两行开始吧：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

这两行很特别，我们会在源代码开头的地方见到这样的以 # 号开头的语句。像这样特别的行，称为 预编译指令。

这个术语听起来有点复杂。预编译指令会在编译开始的时候，被一种叫做 预编译器 的程序所读取。

其实编译器为我们做很多事情，我们之后的课程会详细来说明。

但是这两行到底是什么意思呢？

这里的 # 号是预编译指令开始的标志，没有什么特别的含义，后面接着的 include 表示“包含”，所以这两句话的意思就是在我们的程序里包含 stdio.h 和 stdlib.h 这两个文件，这两个文件在系统的库里已经存在了，这些文件被称为 库文件。

如果没有这两句话，那我们就不能在程序里调用这两个文件定义的东西了。

接着，我们看到了下面的语句：

int main()
{printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

以上我们所看到的语句块，被称为 函数。其实 C 语言的程序基本就是由函数来构成的。所以目前我们的程序只有一个函数。

我们现在还不会讲很多函数的细节，因为那将是后面的函数那一课的内容，现在还早。但是我们会大体说一下函数的组成。

第一行包含了函数的名字，是第二个单词 main。所以这里的函数称为 main 函数。这是一个特殊的函数，程序执行总是从 main 函数开始。

一个函数有开始和结束，使用大括号 {} 来标识。所以我们的 main 函数包含以下两行代码

printf("Hello world!\n");
return 0;

这些在函数里的行也有名字，被称为 指令。每一条指令都会让电脑做特定的事情。一个函数大体来说是用来集中一定数目的指令。比如我们可以创建一个函数叫做“打开文件”，这个函数会让电脑为你打开某个文件。

函数的优势就是当你写好了这个函数之后，你只需要使用（专业术语叫做 调用）“打开文件”这个函数，电脑就会为你执行函数里面的指令。你不必每次在需要实现“打开文件”功能的地方都重复写那些指令。函数可以大大节约代码空间，提高效率。

printf("Hello world!\n");

这一行指令使得屏幕显示 “Hello World!”（表示“你好，世界！”）这一句话。当你的程序执行到这一行时，就在屏幕上显示相应的信息。然后会执行下一个指令。

printf 也是一个函数，定义在 stdio 库中，现在你知道

#include <stdio.h>

这句话的重要性了吧，如果没有引入 stdio 这个库，那我们的 main 函数就不能调用 printf 这个函数。

第二个指令 return 0; 大致就是表示函数结束了，并且返回 0 值。

那么，为什么我的函数返回 0，不是返回其他值呢？

实际上，每个 C 语言程序结束时都会返回一个值，0 表示一切正常结束，其他的值表示异常。

这里我们只是简单介绍了一下函数的概念。关于函数的细节，请期待之后的课程。

测试你的程序

在 Code::Blocks 里面编译（Build / Compile）并运行（Run）你的最基础代码。得到如下结果

可以看到你的第一个程序在屏幕上显示了 “Hello world!”。

下面的那几行文字是 Code::Blocks 生成的，表示程序顺利执行，并且耗时 0.297 秒。

“Press any key to continue” 这句话是让你按键盘上的任意键来退出控制台程序。

4. 特殊字符

特殊字符的作用是用来表示“换行”，“隔开一个制表符的空间”，等等。

特殊字符很好辨认，经常是两个字符的组合，第一个字符是反斜杠（\），第二个字符是一个数字或者一个字母。

下面的两个特殊字符是我们经常会用到的：

  • \n：换行符（作用类似按回车键）。
  • \t：制表符（作用是空出几个空格。空格的数目可以配置）。

5. 注释，很有用

在结束这一课前，我们必须再来讲一下 注释。不论什么编程语言，我们都可以在源代码里添加注释。C 语言当然也不例外。

注释，到底是什么啊？

简单地说，注释就是在你程序之中用来标注这个程序的作用，某一行代码的作用，等等的文字。注释真的很重要，因为即使是一个计算机天才，也要在某些地方做一些注解。注释有如下作用：

在之后阅读自己写的代码时不至于迷失方向。不可否认，在重新阅读之前写的代码时，我们常常会忘记这个函数是干什么的，那个地方为什么要这样写。特别是代码量很大，几千几万行甚至更多时，如果没有注释，那阅读起来会很费力。

如果你把你的代码给别人阅读，注释往往可以节省对方理解你的代码的时间。

要在 C 语言的代码中插入注释，有几种形式：

  • 如果你的注释比较短，在一行里就能写完，那可以用 //... 这样的形式。
  • 如果你的注释跨越好几行，那可以用 /* ... */ 的形式。

虽然程序行数变多了，但是注释却使我们的代码变得易读很多。编译代码的时候，编译器会忽略所有的注释，这些注释不会出现在最终的程序里，只是为程序员服务的。

记住 ：
注释要起到引导阅读代码的作用，以便理清头绪。但是不要在很显然就能懂的地方添加注释。

引用 IBM 公司的一句格言：
“如果一个程序，在你仅仅看完它的注释之后，你不能了解它的作用，那么把这个程序扔了吧。”
— 大公司就是这么严格，这么任性。

6. 总结

  1. 程序可以通过一个控制台（Console）或者窗口（Window）和用户交互。
  2. 对初学者来说用控制台来编写第一个程序要简单很多，虽然不太吸引人。
  3. C 语言的程序主要是由分号结尾的语句构成的。
  4. 多条指令可以写在一个函数里，就好像包装在一个盒子里一样。
  5. main 函数是程序的启动函数，程序运行时会执行 main 函数里的指令。
  6. printf 函数使我们可以在控制台的屏幕上显示信息。
  7. printf 函数是定义在一个库（Library）中的。库中经常包含不止一个函数，可以给我们程序调用。

7. 第一部分第四课预告

今天的课就到这里，一起加油吧！

下一课：C 语言探索之旅 | 第一部分第四课：变量的世界（一），内存那档事

下一课开始，我们一起探寻 C 语言的变量的奇幻世界，还会聊到内存哦，有些难度。

我是 谢恩铭，公众号「程序员联盟」运营者，慕课网精英讲师 Oscar 老师，终生学习者。
热爱生活，喜欢游泳，略懂烹饪。
人生格言：「向着标杆直跑」

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