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1、第1章 踏上征程前的思想动员首先要恭喜读者，无论出于什么样的原因，读者选择了自学C语言，这是一门强大而灵活的语言，同时也代表着学习上会遇到很多困难；但同样要恭喜读者选择了本书，因为笔者是十几年前自学的C语言，知道学习C语言的酸甜苦辣，因此笔者有信心带领读者轻松的学好C语言，用好C语言。本书面向的是纯C的初学者，初次接触C语言或者头一次接触编程领域。如果读者有过其他语言的编程经历，当然能帮助理解C语言。1.1 为什么选择C语言为什么要选择C语言？这个问题是每个读者要问自己的问题，如果掌握了C语言之后，还是不能满足读者的需求，那么学习C语言就是一件浪费时间的事情。笔者尝试回答这个问题，如果笔者的回
2、答不能令读者满意，也许读者该选择另外一门语言。1.1.1 在计算机领域，C语言大小通吃C语言的应用极其广泛，从网站后台，到底层操作系统，从多媒体应用到大型网络游戏，均可使用C语言来开发。（1）C语言可以写网站后台程序。（2）C语言可以写出绚丽的GUI界面。（3）C语言可以专门针对某个主题写出功能强大的程序库，然后供其他程序方便使用，从而让其他程序节省开发时间。（4）C语言可以写出大型游戏的引擎。（5）C语言可以写出另一个语言来。（6）C语言可以写操作系统和驱动程序，并且只能用C语言编写，Linux操作系统的全部源代码都可以从网上得到，要深入了解操作系统的运行秘密，懂C语言，就能看懂。（7）任何
3、设备只要配置了微处理器，就都支持C语言。从微波炉到手机，都是由C语言技术来推动的。1.1.2 掌握了C语言，其他类似语言不学自通当掌握了C语言后，再去学习其他面向过程的语言，最多一个星期就能学会。因为万变不离其宗，只是语法上有些许更改，而思想却没有更改。有些语言，甚至1个小时就明白如何使用。1.1.3 C语言久经考验，有现成的大量优秀代码和资料因为C语言已经存在很多年了，它有广泛的使用团体并且有大量的现成代码可以利用。这就使读者能在过去程序的基础上，快速和高效的编写新的算法和函数。C语言是一个开源组织的语言。全球著名的开源组织网站“”，能找到任何想要的开源代码。C语言使用者众多，讨论者也就众多
4、，有数不尽的资料可以学习。1.1.4 简洁、紧凑，使用方便、灵活，功能强大，执行效率高所有的优点都是基于C语言的简洁、紧凑，使用方便、灵活，功能强大，执行效率高。C语言仅有32个关键字，9种控制语句，却能完成无数的功能。某些方面C语言可能确实不如其他语言优秀，比如字符串处理方面，就不如Perl语言；比如数值计算方面，就不如Fortran语言；比如人工智能方面，就不如Lisp语言。可是这些语言在其他方面却远远不及C语言。而且C语言有其他诸如表达力强，移植性好的特点，现在也许读者还无法理解，随着时间的推移，将会慢慢了解到。如果上面的回答还是不能满足读者的需求，那么最后一条，一定可以满足：精通了C语
5、言，工作不用愁！1.2 如何学好C语言无论出于什么目的，一旦下定决心准备学习C语言，就要端正思想，因为听说C语言难，所以觉得学不好，是不可取的。只要读者掌握一些方法，克服心理上畏难、不轻言放弃，是完全可以学好的。（1）多动手少求人！所有的问题都可以通过自己编写代码观察结果解决。凡是可以通过编写代码观察到结果的问题，都不应该成为一个问题。（2）多学习优秀代码。C语言灵活简洁，即使编写出不好的代码，也可以编译出可以运行的程序来，但是却有更优秀的编程技巧，可以让程序更好的工作，这就要求读者多学习其他人优秀的代码。（3）多以人类的思考方法来类比计算机。计算机非常简单，需要什么数据，如何获取这些数据，得
6、到后如何存放，如何处理，处理后如何表现，多问些为什么，如果人类来处理，需要什么东西，一旦理解了计算机的处理过程，编程，就是一件非常轻松的事情了。（4）C语言只是一个基础设施，要想编写强大的软件，必须学习相关操作系统的API（应用程序编程接口），熟悉其他类库的使用，才能开发出满足用户需求的软件来。 1.3 什么是语言，什么是C语言也许读者读到这里，对于C语言到底是什么还很模糊。有必要做一个解释。一提到语言这个词，人们自然想到的是像英语、汉语等这样的自然语言，因为它是人和人相互交流信息不可缺少的工具。而今天，计算机遍布了我们生活的每一个角落，除了人和人之间的相互交流之外，我们必须和计算机交流。用什
7、么样的方式和计算机做最直接的交流呢？人们自然想到的是最古老也最方便的方式语言。1.3.1 什么是语言类比人类的语言，比如汉语言，英语言，法语言，就可以总结些共性的东西出来：（1）语言是用来交流沟通的。有一方说，有另一方听，必须有两方参与。这是语言最重要的功能。语言就是用来表达意思传递信息的。说的一方传递信息，听的一方接受信息；说的一方下达指令，听的一方遵从命令做事情。没有语言，双方就无法交流沟通，也就只能单兵作战，独自发展，也许人类就灭亡了。甚至在远古时代，没有语言，人类可以通过眼神，通过动作，通过叫唤来传递信息，而这些，也可以看作是语言。这引出了语言的另一特点：（2）语言有独特的语法规则。交
8、流双方都了解明白并遵守这些规则。一个只会说汉语的中国人，和一个只会说法语的法国人，如果戴上面具，只通过嘴巴发出声音互相交流，结果一定是鸡同鸭讲，信息完全传递不出去。为什么？因为互相不知道对方的语法规则，当然听不懂了。为什么要戴面具？为什么只能通过嘴巴？因为人类的一些面部表情，身体动作，这些却是相通的，不通过声音，而通过肢体语言，也能多少表达出一些意思来。1.3.2 什么是机器语言计算机是一个忠实的仆人，时刻等候着主人的命令。如何才能使计算机听话呢？当然是用计算机听得懂的语言去命令它了。计算机的大脑或者说心脏就是CPU，它控制着整个计算机的运作。每种CPU，都有自己的指令系统。这个指令系统，就是
9、该CPU的机器语言。机器语言是一组由0和1系列组成的指令码，这些指令码，是CPU制作厂商规定出来的，然后发布出来，请程序员遵守。比如下面是某CPU指令系统中的两条指令：1000000加1001000减要让计算机干活，就得用这样的语言去命令它。这样的命令，不是一条两条，而是上百条。由于不同型号的计算机其机器语言是不相通的，按着一种计算机的机器指令编制的程序，不能在另一种计算机上执行。1.3.3 计算机如何执行指令是一个非常简单的示意图，表示个大概意思，实际上并不是这么简陋，但其核心思想却正如图所示。1.3.4 什么是汇编语言在倒下了一批用机器语言编程的程序员后，一批顽强而聪明的先行者终于发明了汇
10、编语言。一门人类可以比较轻松认识的编程语言。只是这门语言计算机并不认识，所以人类还不能用这门语言命令计算机做事情。如同上文提到过的中国人和法国人交流一样，如何才能让中国人说的话法国人明白呢？聪明的读者一定想到了：翻译！是，一个既懂汉语又懂法语的人，不就可以将中文翻译给法国人听么，二者不就又可以继续交流了么？所以，有一类专门的程序，既认识机器语言，又认识汇编语言，而且还很聪明，知道怎么把汇编语言翻译成机器语言。于是，人类和机器间的交流，终于又畅通了，而且人类可以比较轻松的编写程序了。1.3.5 面向过程的语言汇编语言和机器语言都是面向机器的，机器不同，语言也不同。既然有办法让汇编语言翻译成机器语
11、言，难道就不能把其他更人性化的语言翻译成机器语言？1954年，Fortran语言出现了，其后相继出现了其他的类似语言。这批语言，使程序员摆脱了计算机硬件的桎梏，把主要精力放在了程序设计上，不在关注低层的计算机硬件。这类语言，称为高级语言。同样的，高级语言要被计算机执行，也需要一个翻译程序将其翻译成机器语言，这就是编译程序。这类高级语言解决问题的方法是分析出解决问题所需要的步骤，把程序看作是数据被加工的过程。基于这类方法的程序设计语言成为面向过程的语言。C语言就是这种面向过程的程序设计语言。1.3.6 什么是C语言这本书就是告诉读者，什么是C语言的书。如果读者对C语言的历史比较感兴趣，可以参考其
12、他相关书籍。本书不再罗列众人皆知的东西了。一般来说，C语言可以简称C，注意C是大写的。至于什么是C语言，请读者自学完本书后，作一个定义。1.4 刻认识程序如何生产出来程序开发周期在Windows下，利用“记事本”（notepad.exe）这个小软件，我们可以输入文字，编辑文字，然后保存到计算机硬盘上。保存到硬盘上的数据以文件的形式存在，比如将文件保存到“d:”，在保存的时候，“记事本”软件会提示用户输入文件名和保存的路径，我们以“C.txt”作为文件名，以“d:”作为文件路径。保存后，通过Windows的文件浏览器定位到“d:”就可以看到文件“C.txt”。同样的，画图小软件可以信手涂鸦，也能
13、保存一个扩展名为bmp的文件到硬盘上。如图13。1.4.1 编辑C源代码编辑就是（1）逐个输入字符，如汉字、英文、标点符号或者其他可以用键盘输入的字符；（2）通过插入、删除、移动、复制、粘贴等方法修改已经输入的字符；（3）将输入修改完毕的所有字符保存到硬盘上。一篇由汉字、英文、标点符号或者其他可以用键盘输入的字符组合的内容被称作文本。能够进行文字编辑的软件被称作编辑器。源代码通俗的讲就是程序员输入编写的符合C语言语法规则的文本。比如下列片段就是一段源代码：void main(void)printf(“nHello World!”);1.4.2 编译C源代码编译是把C语言源代码翻译成用二进制指令
14、表示的目标文件。注意这里的目标文件与机器语言还有一段距离，并不是真正的机器语言，所以不能被计算机直接运行。编译着重于“译”，就是翻译。声明：读者要注意区分编辑和编译的概念。虽然一字之差，意义却大不相同。编辑，是指对文本的修改，插入，删除。而编译却是将编辑好的源代码翻译成目标文件。编译过程由C编译系统提供的编译程序完成。编译程序简称为编译器。编译程序运行后，自动对源程序进行句法和语法检查，当发现错误时，就将错误的类型和所在的位置显示出来，提供给用户，以帮助用户修改源程序中的错误。用户可以继续利用编辑器来方便的修改程序。修改好后，重新进行编译直到编译通过。如果未发现句法和语法错误，就自动形成目标代
15、码并对目标代码进行优化后生成目标文件。目标程序文件的扩展名.obj是目标程序的文件类型标识。不同的编译系统，或者不同版本的编译程序，它们的启动命令不同，生成的目标文件也不相同。扩展名有时候也不一定相同。当然格式也不相同。但是其作用相同。1.4.3 链接目标文件目标文件计算机还是不能执行的。多个源代码对应了多个目标文件，此时还没有将其组合装配成一个可以运行的整体。链接过程是用链接程序将目标文件、第三方目标文件、C语言提供的运行时库文件链接装配成一个完整的可执行的目标程序。链接程序简称链接器。可执行程序文件的扩展名“.exe”，是可执行程序的文件类型标识。绝大部分系统生成的可执行文件的扩展名是“.
16、exe”，但UNIX系统中，生成的可执行文件自动确定为“a.out”，除非在编译时用户特别规定自己的文件名。有的C编译系统把编译和连接放在一个命令文件中，用一条命令即可完成编译和连接任务，减少了操作过程。开发程序，除了程序员编写的自己的代码外，有时候会使用其他人提供的库文件。比如读者要编写一个mp3播放器软件，对于mp3解码部分，因为已经有现成的第三方代码库做好了这件事情，读者可以直接拿这个第三方库文件来使用。这个库提供的功能可供读者的播放器软件调用。为了方便开发，C语言也提供了一批库函数，一般编译厂商都会提供给开发人员使用。1.4.4 编译链接过程示例有时候为了叙述简便，将编译链接两个步骤，
17、统一用编译一个词语代替，读者应该清楚实际是经历过了两步。在VC.net 2003编程环境里，当用户下达“build”（构建）命令后，编程环境就开始编译链接工作。本节的示例，没有列出源文件，源文件是main.c，内容可以暂时不考虑，读者请关注编译、链接的步骤即可。1.4.5 运行程序运行程序是指将可执行的目标程序投入运行。以获取程序处理的结果。如果程序运行结果不正确，可重新回到第一步，重新对程序进行编辑修改、编译和运行。与编译、连接不同的是，运行程序可以脱离语言处理环境。因为它是对一个可执行程序进行操作，与C语言本身已经没有联系，所以可以在语言开发环境下运行，也可直接在操作系统下运行。1.5 V
18、C+，C+，C，TC：跳出这团浆糊认识开发环境和语言的区别这几个单词都带有C，可以说和C都有联系。（1）C就是指C语言了。（2）VC+ VC+，一般是指微软公司的Visual Studio 6开发套件中的Visual C+开发环境。Visual Studio 6套件，包含了Visual C+, Visual Basic, Visual FoxPro等开发环境。所谓开发环境，是集成了源代码编辑，编译，链接，调试等功能的一个综合程序。（3）C+C+，是另外一门有些类似C语言语法的面向对象的高级语言。虽然C语言不加修改就可以被C+编译器编译，但C和C+是完全不同思想的两门语言，不应将C+看作是C的超
19、集。（4）TCTC是Borland公司早年在16位机器上开发的C编程环境，是Trobe C 的简称。最后版本是2.0，一般简称TC2。一般学习C语言，都使用该编程环境，只是这已经算是老古董了，对于现在的操作系统，使用TC2来编写程序，已经很不合时宜了。（5）其他编译器及环境Linux下面开发软件，主要是使用GCC（the GNU Compiler Collection），GNU编译器集合，免费。1.6 小结本章带领读者囫囵吞枣式的学习了C语言的一些特征，这些特征其他书籍一般不特别强调。还了解了编程相关的一些背景知识。读者应该对什么是计算机语言有了一个大概的了解。要深入的精通一门语言，还需要更深入的学习。通过本章的学习，读者还应该了解一个可运行的程序如何被产生出来，了解了编程的步骤，也了解了开发环境和语言的区别。这些知识看似与语言学习关联不大，但是却对学习语言大有帮助。
