高效c語言1快速入門-有解無憂

本章將開發你的第一個C語言程式：傳統的 "Hello, world!"程式，然后討論一些編輯器和編譯器的選項，并闡述移植性問題，

Hello, world!

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

int main(void) {
puts("Hello, world!");
return EXIT_SUCCESS;
}

在Linux和其他類似Unix的作業系統上，你可以用cc命令呼叫系統編譯器:

$cc hello.c
$ls
a.out hello.c
$./a.out
Hello, world!
% cc -o hello hello.c
% ./hello
Hello, world!

cc命令有許多標志和編譯器選項，例如，-o檔案標志讓你給可執行檔案起名字，而不是a.out，

hello.c程式的前兩行使用了#include前處理器指令，它的行為就像你在完全相同的位置用指定檔案的內容替換它一樣，我們包括<stdio.h>和<stdlib.h>頭檔案來訪問這些頭檔案中宣告的函式，然后我們可以在程式中呼叫這些函式，puts函式在<stdio.h>中宣告，而EXIT_SUCCESS宏在<stdlib.h>中定義，正如檔案名所示，<stdio.h>包含了C語言標準I/O函式的宣告，而<stdlib.h>則包含了一般實用函式的宣告，

C定義了兩種可能的執行環境：獨立的和托管的，獨立環境可能不提供作業系統，通常用于嵌入式編程，這些執行環境提供了一套最小的庫函式，程式啟動時呼叫的函式的名稱和型別是執行環境定義的，

我們定義main回傳int型別的值，并將void放在括號內，表示該函式不接受引數，int型別是有符號的整數型別，可以用來表示正、負整數值以及零，與其他程式性語言類似，C語言程式由可以接受引數和回傳值的程序(稱為函式)組成，每個函式都可重用，你可以根據需要在程式中頻繁呼叫，在本例中，主函式回傳的值表示程式是否成功終止，

puts("Hello, world!")列印出"Hello, world!"， puts函式是標準庫函式，它將字串引數寫入stdout（通常代表控制臺或終端視窗），并在輸出中附加換行符，如果不需要換行可以使用fputs，

return陳述句退出程式，向主機環境或呼叫腳本回傳一個整數值，EXIT_SUCCESS是類似物件的宏，通常擴展為0，通常定義為:#define EXIT_SUCCESS 0，

檢查函式的回傳值

函式通常會回傳一個計算結果的值，或者表示函式是否成功完成了它的任務，例如，我們在 "Hello, world!"程式中使用的puts函式需要列印字串并回傳int型別的值，如果發生寫入錯誤，puts函式回傳宏EOF的值（負整數）；否則，它回傳非負的整數值，

盡管對于我們的簡單程式來說，puts函式不太可能失敗并回傳EOF，但這是可能的，因為對puts的呼叫可能會失敗并回傳EOF，這意味著你的第一個C程式有bug，或者，可以按以下方法改進，

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
  if (puts("Hello, world!") == EOF) {
    return EXIT_FAILURE;
    // code here never executes
  }
  return EXIT_SUCCESS;
  // code here never executes
}

注意(puts("Hello, world!")一定要有括號，否則編譯會報錯：

c$ cc hello2.c
hello2.c: In function ‘main’:
hello2.c:5:5: error: expected ‘(’ before ‘puts’
5 | if puts("Hello, world!") == EOF {
| ^~~~
| (

格式化的輸出

puts函式是一種將字串寫入stdout的簡單好方法，但最終你會需要使用printf函式來列印格式化的輸出--例如，列印字串以外的引數，printf函式接收定義輸出格式的格式化字串，然后是可變數量的引數，這些引數是你想列印的實際數值，例如，如果你想用printf函式來列印Hello, world！，你可以這樣寫，
printf("%s\n", "Hello, world!")，

第一個引數是格式字串"%s\n"，%s是轉換規范，指示printf函式讀取第二個引數（字串字面）并將其列印到stdout，\n是一個字母轉義序列，用于表示非圖形字符，并告訴函式在該字串后面包括新行，

注意不要將用戶提供的資料作為第一個引數的一部分傳遞給printf函式，因為這樣做會導致格式化輸出的安全漏洞（Seacord 2013），

編輯器和集成開發環境

可以使用各種編輯器和集成開發環境來開發你的C語言程式，圖1-1顯示了最常用的編輯器，根據2018年JetBrains的調查，

對于Microsoft Windows，Microsoft的Visual Studio IDE（https://visualstudio.microsoft.com/）是不錯的選擇，Visual Studio有三個版本，社區版、專業版和企業版，社區版的優點是免費，而其他版本的功能則需要付費，

對于Linux來說，Vim、Emacs、Visual Studio Code和Eclipse都可選擇，Vim是許多開發者和高級用戶的首選編輯器，它是一個基于vi編輯器的文本編輯器，由Bill Joy在1970年代為Unix的一個版本撰寫，它繼承了vi的按鍵系結，但也增加了原vi所缺少的功能和可擴展性，你可以選擇安裝Vim插件，如YouCompleteMe（https://github.com/Valloric/YouCompleteMe/）或deoplete（https://github.com/Shougo/deoplete.nvim/），為C語言編程提供本地語意完成，

GNU Emacs是可擴展的、可定制的、免費的文本編輯器，它的核心是Emacs Lisp的解釋器，這是一種Lisp編程語言的方言，具有支持文本編輯的擴展功能--盡管我從未發現這是個問題，

Visual Studio Code（VS Code）是精簡的代碼編輯器，支持開發操作，如除錯、任務運行和版本控制，它提供了開發人員所需的工具，以實作快速的代碼構建--除錯回圈，VS Code可以在macOS、Linux和Windows上運行，對私人或商業使用都是免費的，

編譯器

現在有很多C語言編譯器，他么編譯器實作了不同版本的C標準，許多用于嵌入式系統的編譯器只支持C89/C90，用于Linux和Windows的流行編譯器更努力地支持現代版本的C標準，直到并包括對C2x的支持，

GNU 編譯器集
GNU編譯器集合（GCC）包括C、C++和Objective-C以及其他語言的前臺（https://gcc.gnu.org/），GCC的開發在GCC指導委員會的指導下遵循明確的開發計劃，

GCC已經被采納為Linux系統的標準編譯器，盡管也有用于微軟Windows、macOS和其他平臺的版本，在Linux上安裝GCC很容易，例如，下面的命令在Ubuntu上安裝GCC 8，

$ sudo apt-get install gcc-9
$ gcc --version
gcc (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
$ sudo dnf install gcc # Fedora

Clang
另一個流行的編譯器是Clang（https://clang.llvm.org/），在Linux上安裝Clang也很容易，例如，下面的命令應該在Ubuntu上安裝Clang，

$ sudo apt-get install clang

你可以用下面的命令測驗你所使用的Clang的版本，
% clang --version
$ clang --version
clang version 10.0.0-4ubuntu1
Target: x86_64-pc-linux-gnu
Thread model: posix
InstalledDir: /usr/bin

微軟Visual Studio

Windows最流行的開發環境是Microsoft Visual Studio，它包括IDE和編譯器，它與Visual C++ 2019捆綁在一起，其中包括C和C++編譯器，
你可以在專案屬性頁上為Visual Studio設定選項，在C/C++下的高級選項卡上，確保你通過使用編譯為C代碼（/TC）選項而不是編譯為C++代碼（/TP）選項來編譯為C代碼，默認情況下，當你命名一個以.c為擴展名的檔案時，它是用/TC編譯的，如果檔案被命名為.cpp、.cxx或其他一些擴展名，則用/TP編譯，

參考資料

本文涉及的python測驗開發庫謝謝點贊！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
python精品書籍下載 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
本書英文原版： Effective C An Introduction to Professional C Programming 2020 a4.5-103--.epub

https://url97.ctfile.com/f/18113597-810419181-1f9306 下載密碼訂閱號pythontesting 發送密碼，

移植性

每個C語言編譯器的實作都至少有一點不同，編譯器不斷發展，因此，例如，像GCC這樣的編譯器可能提供對C17的完全支持，但正在努力實作對C2x的支持，在這種情況下，它可能有一些C2x的功能實作，但沒有其他，因此，編譯器支持全部的C標準版本（包括中間的版本），C語言實作的總體發展是緩慢的，許多編譯器明顯落后于C標準，

如果為C語言撰寫的程式只使用標準中規定的語言和庫的那些功能，就可以認為是嚴格符合標準的，這些程式的目的是為了最大限度地提高可移植性，然而，由于實作行為的范圍，現實世界中沒有一個C語言程式是嚴格符合要求的，也不會是（可能也不應該是），相反，C標準允許你撰寫符合要求的程式，這些程式可能依賴于非可移植的語言和庫特性，

通常的做法是為一個參考實作撰寫代碼，或者有時為幾個實作撰寫代碼，這取決于你打算在哪個平臺上部署你的代碼，C標準是確保這些實作不會有太大的差異，并允許你一次針對幾個實作，而不必每次都學習一種新的語言，
在C標準檔案的附件J中列舉了五種可移植性問題，

實作定義的行為
未指定的行為
未定義的行為
針對本地的行為
常見的擴展
實作定義的行為
實作定義的行為是指C語言標準中沒有規定的程式行為，它可能在不同的實作中提供不同的結果，但在一個實作中具有一致的、有記錄的行為，實作定義的行為的一個例子是一個位元組中的位數，

實作定義的行為大多是無害的，但在移植到不同的實作時可能會導致缺陷，在可能的情況下，避免撰寫依賴于實作定義的行為的代碼，這些行為在你可能用來編譯你的代碼的C實作中是不同的，C標準的附件J.3中列舉了實作定義行為的完整串列，你可以通過使用static_assert宣告來記錄你對這些實作定義的行為的依賴，

未指定的行為

未指定的行為是指標準提供了兩個或多個選項的程式行為，該標準對在任何情況下選擇哪個選項沒有要求，每次執行一個給定的運算式可能會有不同的結果，或者產生與之前執行相同運算式不同的值，未指定行為的一個例子是函式引數存盤布局，它在同一程式中的不同函式呼叫中可能會有所不同，避免撰寫依賴于C標準附件J.1中列舉的非指定行為的代碼，

未定義的行為
未定義的行為是指C標準沒有定義的行為，或者說是 "在使用不可移植的或錯誤的程式結構或錯誤的資料時，標準沒有規定的行為"，未定義行為的例子包括有符號的整數溢位和解讀一個無效的指標值，具有未定義行為的代碼往往是錯誤的，但比這更有細微差別，標準中對未定義行為的識別如下，
當違反了 "應當 "或 "不應當 "的要求，并且該要求出現在約束條件之外時，該行為是未定義的
當行為被明確規定為 "未定義行為 "時
通過省略任何明確的行為定義
前兩種未定義行為經常被稱為顯式未定義行為，而第三種則被稱為隱式未定義行為，這三者之間的重點沒有區別，它們都描述了未定義的行為，C語言標準附件J.2 "未定義行為 "包含了C語言中顯式未定義行為的串列，

開發者經常誤認為未定義的行為是C標準中的錯誤或遺漏，但將行為歸為未定義的決定是有意的，也是經過考慮的，C標準委員會將行為歸類為未定義的行為是為了做到以下幾點，

給予實作者許可，使其不去捕捉難以診斷的程式錯誤
避免定義晦澀難懂的案例，使之有利于一種實作策略而不是另一種策略
識別可能的符合要求的語言擴展領域，在這些領域中，實作者可以通過提供官方未定義行為的定義來增強語言，
這三個原因實際上是完全不同的，但都被認為是可移植性問題，編譯器（實作）有做以下事情的余地，
完全忽略未定義的行為，產生不可預測的結果
以環境特征的檔案方式行事（有或沒有發出診斷書），
終止翻譯或執行（發出診斷），

這些選項都不是很好（尤其是第一個），所以最好避免未定義的行為，除非實作指定這些行為的定義是為了讓你呼叫一個語言增強功能，

特定于本地的行為和通用擴展

特定于本地的行為取決于每個實作所記錄的國籍、文化和語言的本地慣例，通用擴展在許多系統中被廣泛使用，但并不能移植到所有的實作中，

小結

在這章中，你學會了如何撰寫簡單的C語言程式，編譯它，并運行它，然后，我們看了幾個編輯器和互動式開發環境，以及一些編譯器，你可以用它們來開發Windows、Linux和macOS系統上的C語言程式，一般來說，你應該使用較新版本的編譯器和其他工具，因為它們往往支持C編程語言的較新功能，并提供更好的診斷和優化，如果較新版本的編譯器破壞了你現有的代碼，或者你正準備部署你的代碼，你可能不想使用較新版本的編譯器，以避免在你已經測驗過的應用程式中引入不必要的變化，在本章的最后，我們討論了C語言程式的可移植性，

釘釘或微信號: pythontesting 微信公眾號：pythontesting

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標籤：C++

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