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2. C 语言基本语法

文章来源:知付 更新时间:2022-05-28 15:57 热度:277
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  • 语句

  • 表达式

  • 语句块

  • 空格

  • 注释

  • printf()

  • 基本用法

  • 占位符

  • 输出格式

  • 标准库,头文件

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。

int x = 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。

int x; x = 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。

int x;
x
=
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。

;

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 + 2

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。

8;
3 + 4;

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。

{
  int x;
  x = 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。

int x = 1;
// 等同于
int x=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。

int    x =     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。

// 缩进四个空格
if (x > 0)
    printf("positiven");

// 缩进两个空格
if (x > 0)
  printf("positiven");

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。

/* 注释 */

/*
  这是一行注释
*/

这种注释可以插在行内。

int open(char* s /* file name */, int mode);

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。

printf("a "); /* 注释一
printf("b ");
printf("c "); /* 注释二 */
printf("d ");

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。

// 这是一行注释

int x = 1; // 这也是注释

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。

printf("// hello /* world */ ");

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。

printf("Hello World");

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

printf("Hello Worldn");

如果文本内部有换行,也是通过插入换行符来实现。

printf("HellonWorldn");

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。

printf("Hellon");
printf("Worldn");

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。

#include <stdio.h>

int main(void) {
  printf("Hello Worldn");
}

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。

// 输出 There are 3 apples
printf("There are %i applesn", 3);

上面示例中, There are %i applesn 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。

printf("%s will come tonightn", "Jane");

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。

printf("%s says it is %i o'clockn", "Ben", 21);

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。

  • %zdsize_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。

printf("%5dn", 123); // 输出为 "  123"

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。

printf("%-5dn", 123); // 输出为 "123  "

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。

// 输出 "  123.450000"
printf("%12fn", 123.45);

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 +

printf("%+dn", 12); // 输出 +12
printf("%+dn", -12); // 输出 -12

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

// 输出 Number is 0.50
printf("Number is %.2fn", 0.5);

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。

// 输出为 "  0.50"
printf("%6.2fn", 0.5);

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。

printf("%*.*fn", 6, 2, 0.5);

// 等同于
printf("%6.2fn", 0.5);

上面示例中, %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 62 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。

// 输出 hello
printf("%.5sn", "hello world");

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。

#include <stdio.h>

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。

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