C 语言基本语法
语句
C 语言的代码由一行行语句(statement)组成。语句就是程序执行的一个操作命令。C 语言规定,语句必须使用分号结尾,除非有明确规定可以不写分号。
1 |
|
上面就是一个变量声明语句,声明整数变量x
,并且将值设为1
。
多个语句可以写在一行。
1 |
|
上面示例是两个语句写在一行。所以,语句之间的换行符并不是必需的,只是为了方便阅读代码。
一个语句也可以写成多行,这时就要依靠分号判断语句在哪一行结束。
1 |
|
上面示例中,第二个语句x = 1;
被拆成了四行。编译器会自动忽略代码里面的换行。
单个分号也是有效语句,称为“空语句”,虽然毫无作用。
1 |
|
表达式
C 语言的各种计算,主要通过表达式完成。表达式(expression)是一个计算式,用来获取值。
1 |
|
上面代码就是一个表达式,用来获取1 + 2
这个算术计算的结果。
表达式加上分号,也可以成为语句,但是没有实际的作用。
1 |
|
上面示例是两个表达式,加上分号以后成为语句。
表达式与语句的区别主要是两点:
- 语句可以包含表达式,但是表达式本身不构成语句。
- 表达式都有返回值,语句不一定有。因为语句用来执行某个命令,很多时候不需要返回值,比如变量声明语句(
int x = 1
)就没有返回值。
语句块
C 语言允许多个语句使用一对大括号{}
,组成一个块,也称为复合语句(compounded statement)。在语法上,语句块可以视为多个语句组成的一个复合语句。
1 |
|
上面示例中,大括号形成了一个语句块。
大括号的结尾不需要添加分号。
空格
C 语言里面的空格,主要用来帮助编译器区分语法单位。如果语法单位不用空格就能区分,空格就不是必须的,只是为了增加代码的可读性。
1 |
|
上面示例中,赋值号(=
)前后有没有空格都可以,因为编译器这里不借助空格,就能区分语法单位。
语法单位之间的多个空格,等同于单个空格。
1 |
|
上面示例中,各个语法单位之间的多个空格,跟单个空格的效果是一样的。
空格还用来表示缩进。多层级的代码有没有缩进,其实对于编译器来说并没有差别,没有缩进的代码也是完全可以运行的。强调代码缩进,只是为了增强代码可读性,便于区分代码块。
大多数 C 语言的风格要求是,下一级代码比上一级缩进4个空格。为了书写的紧凑,本书采用缩写两个空格。
1 |
|
只包含空格的行被称为空白行,编译器会完全忽略该行。
注释
注释是对代码的说明,编译器会忽略注释,也就是说,注释对实际代码没有影响。
C 语言的注释有两种表示方法。第一种方法是将注释放在/*...*/
之间,内部可以分行。
1 |
|
这种注释可以插在行内。
1 |
|
上面示例中,/* file name */
用来对函数参数进行说明,跟在它后面的代码依然会有效执行。
这种注释一定不能忘记写结束符号*/
,否则很容易导致错误。
1 |
|
上面示例的原意是,第一行和第三行代码的尾部,有两个注释。但是,第一行注释忘记写结束符号,导致注释一延续到第三行结束。
第二种写法是将注释放在双斜杠//
后面,从双斜杠到行尾都属于注释。这种注释只能是单行,可以放在行首,也可以放在一行语句的结尾。这是 C99 标准新增的语法。
1 |
|
不管是哪一种注释,都不能放在双引号里面。双引号里面的注释符号,会成为字符串的一部分,解释为普通符号,失去注释作用。
1 |
|
上面示例中,双引号里面的注释符号,都会被视为普通字符,没有注释作用。
编译时,注释会被替换成一个空格,所以min/* space */Value
会变成min Value
,而不是minValue
。
printf()
基本用法
本书的示例会大量用到printf()
函数,这里先介绍一下这个函数。
printf()
的作用是将参数文本输出到屏幕。它名字里面的f
代表format
(格式化),表示可以定制输出文本的格式。
1 |
|
上面命令会在屏幕上输出一行文字“Hello World”。
printf()
不会在行尾自动添加换行符,运行结束后,光标就停留在输出结束的地方,不会自动换行。为了让光标移到下一行的开头,可以在输出文本的结尾,添加一个换行符\n
。
1 |
|
如果文本内部有换行,也是通过插入换行符来实现。
1 |
|
上面示例先输出一个Hello
,然后换行,在下一行开头输出World
,然后又是一个换行。
上面示例也可以写成两个printf()
,效果完全一样。
1 |
|
printf()
是在标准库的头文件stdio.h
定义的。使用这个函数之前,必须在源码文件头部引入这个头文件。
1 |
|
上面示例中,只有在源码头部加上#include <stdio.h>
,才能使用printf()
这个函数。#include
指令的详细解释,请看《预处理器》一章。
占位符
printf()
可以在输出文本中指定占位符。所谓“占位符”,就是这个位置可以用其他值代入。
1 |
|
上面示例中,There are %i apples\n
是输出文本,里面的%i
就是占位符,表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为百分号%
,第二个字符表示占位符的类型,%i
表示这里代入的值必须是一个整数。
printf()
的第二个参数就是替换占位符的值,上面的例子是整数3
替换%i
。执行后的输出结果就是There are 3 apples
。
常用的占位符除了%i
,还有%s
表示代入的是字符串。
1 |
|
上面示例中,%s
表示代入的是一个字符串,所以printf()
的第二个参数就必须是字符串,这个例子是Jane
。执行后的输出就是Jane will come tonight
。
输出文本里面可以使用多个占位符。
1 |
|
上面示例中,输出文本%s says it is %i o'clock
有两个占位符,第一个是字符串占位符%s
,第二个是整数占位符%i
,分别对应printf()
的第二个参数(Ben
)和第三个参数(21
)。执行后的输出就是Ben says it is 21 o'clock
。
printf()
参数与占位符是一一对应关系,如果有n
个占位符,printf()
的参数就应该有n + 1
个。如果参数个数少于对应的占位符,printf()
可能会输出内存中的任意值。
printf()
的占位符有许多种类,与 C 语言的数据类型相对应。下面按照字母顺序,列出常用的占位符,方便查找,具体含义在后面章节介绍。
%a
:浮点数。%A
:浮点数。%c
:字符。%d
:十进制整数。%e
:使用科学计数法的浮点数,指数部分的e
为小写。%E
:使用科学计数法的浮点数,指数部分的E
为大写。%i
:整数,基本等同于%d
。%f
:小数(包含float
类型和double
类型)。%g
:6个有效数字的浮点数。整数部分一旦超过6位,就会自动转为科学计数法,指数部分的e
为小写。%G
:等同于%g
,唯一的区别是指数部分的E
为大写。%hd
:十进制 short int 类型。%ho
:八进制 short int 类型。%hx
:十六进制 short int 类型。%hu
:unsigned short int 类型。%ld
:十进制 long int 类型。%lo
:八进制 long int 类型。%lx
:十六进制 long int 类型。%lu
:unsigned long int 类型。%lld
:十进制 long long int 类型。%llo
:八进制 long long int 类型。%llx
:十六进制 long long int 类型。%llu
:unsigned long long int 类型。%Le
:科学计数法表示的 long double 类型浮点数。%Lf
:long double 类型浮点数。%n
:已输出的字符串数量。该占位符本身不输出,只将值存储在指定变量之中。%o
:八进制整数。%p
:指针。%s
:字符串。%u
:无符号整数(unsigned int)。%x
:十六进制整数。%zd
:size_t
类型。%%
:输出一个百分号。
输出格式
printf()
可以定制占位符的输出格式。
(1)限定宽度
printf()
允许限定占位符的最小宽度。
1 |
|
上面示例中,%5d
表示这个占位符的宽度至少为5位。如果不满5位,对应的值的前面会添加空格。
输出的值默认是右对齐,即输出内容前面会有空格;如果希望改成左对齐,在输出内容后面添加空格,可以在占位符的%
的后面插入一个-
号。
1 |
|
上面示例中,输出内容123
的后面添加了空格。
对于小数,这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。
1 |
|
上面示例中,%12f
表示输出的浮点数最少要占据12位。由于小数的默认显示精度是小数点后6位,所以123.45
输出结果的头部会添加2个空格。
(2)总是显示正负号
默认情况下,printf()
不对正数显示+
号,只对负数显示-
号。如果想让正数也输出+
号,可以在占位符的%
后面加一个+
。
1 |
|
上面示例中,%+d
可以确保输出的数值,总是带有正负号。
(3)限定小数位数
输出小数时,有时希望限定小数的位数。举例来说,希望小数点后面只保留两位,占位符可以写成%.2f
。
1 |
|
上面示例中,如果希望小数点后面输出3位(0.500
),占位符就要写成%.3f
。
这种写法可以与限定宽度占位符,结合使用。
1 |
|
上面示例中,%6.2f
表示输出字符串最小宽度为6,小数位数为2。所以,输出字符串的头部有两个空格。
最小宽度和小数位数这两个限定值,都可以用*
代替,通过printf()
的参数传入。
1 |
|
上面示例中,%*.*f
的两个星号通过printf()
的两个参数6
和2
传入。
(4)输出部分字符串
%s
占位符用来输出字符串,默认是全部输出。如果只想输出开头的部分,可以用%.[m]s
指定输出的长度,其中[m]
代表一个数字,表示所要输出的长度。
1 |
|
上面示例中,占位符%.5s
表示只输出字符串“hello world”的前5个字符,即“hello”。
标准库,头文件
程序需要用到的功能,不一定需要自己编写,C 语言可能已经自带了。程序员只要去调用这些自带的功能,就省得自己编写代码了。举例来说,printf()
这个函数就是 C 语言自带的,只要去调用它,就能实现在屏幕上输出内容。
C 语言自带的所有这些功能,统称为“标准库”(standard library),因为它们是写入标准的,到底包括哪些功能,应该怎么使用的,都是规定好的,这样才能保证代码的规范和可移植。
不同的功能定义在不同的文件里面,这些文件统称为“头文件”(header file)。如果系统自带某一个功能,就一定还会自带描述这个功能的头文件,比如printf()
的头文件就是系统自带的stdio.h
。头文件的后缀通常是.h
。
如果要使用某个功能,就必须先加载对应的头文件,加载使用的是#include
命令。这就是为什么使用printf()
之前,必须先加载stdio.h
的原因。
1 |
|
注意,加载头文件的#include
语句不需要分号结尾,详见《预处理器》一章。