引言

C語(yǔ)言是一門(mén)面向過(guò)程的、抽象化的通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于底層開(kāi)發(fā)。它在編程語(yǔ)言中具有舉足輕重的地位。
此文為【C語(yǔ)言必知必會(huì)】系列第一篇，帶你初步了解C語(yǔ)言，為之后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)

1??發(fā)展歷史

C語(yǔ)言起源于美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的貝爾實(shí)驗(yàn)室，由丹尼斯·里奇和肯尼斯·湯普森于20世紀(jì)70年代初期開(kāi)發(fā)而成。起初，他們使用B語(yǔ)言對(duì)UNIX操作系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，并逐步將其重寫(xiě)成了C語(yǔ)言。

隨著UNIX的發(fā)展，C語(yǔ)言也得到了不斷的完善和推廣。為了確立C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)，許多專(zhuān)家、學(xué)者和硬件廠商參與組建了C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)。1989年，他們發(fā)布了第一個(gè)完整的C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，即ANSI C（C89）。

隨后，C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了多次修訂和更新。1999年發(fā)布了C99標(biāo)準(zhǔn)，其中包含了一些新的特性和語(yǔ)法改進(jìn)。2011年發(fā)布了C11標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步擴(kuò)展了C語(yǔ)言的功能和表達(dá)能力。

C語(yǔ)言以其簡(jiǎn)潔、高效、可移植性和廣泛應(yīng)用性而聞名。它成為了許多編程領(lǐng)域的首選語(yǔ)言，包括系統(tǒng)級(jí)編程、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。 許多重要的軟件和工具，如UNIX、Linux和MySQL等，都是使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。

截至目前，在計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程領(lǐng)域，C語(yǔ)言仍然是一門(mén)重要且廣泛應(yīng)用的編程語(yǔ)言，對(duì)后續(xù)語(yǔ)言的發(fā)展也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

2??語(yǔ)言特點(diǎn)

C語(yǔ)言是一種結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言，它有著清晰的層次，可按照模塊的方式對(duì)程序進(jìn)行編寫(xiě)，十分有利于程序的調(diào)試，且c語(yǔ)言的處理和表現(xiàn)能力都非常的強(qiáng)大，依靠非常全面的運(yùn)算符和多樣的數(shù)據(jù)類(lèi)型，可以輕易完成各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，通過(guò)指針類(lèi)型更可對(duì)內(nèi)存直接尋址以及對(duì)硬件進(jìn)行直接操作，因此既能夠用于開(kāi)發(fā)系統(tǒng)程序，也可用于開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。

C語(yǔ)言具有以下幾個(gè)主要的語(yǔ)言特點(diǎn)：

1.C語(yǔ)言的語(yǔ)法相對(duì)簡(jiǎn)單，并且提供了一些核心的編程結(jié)構(gòu)，使得程序員可以用更少的代碼實(shí)現(xiàn)功能。C語(yǔ)言的底層控制和內(nèi)存管理能力使其在編寫(xiě)高效的程序時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。

2.C語(yǔ)言是一種面向過(guò)程的編程語(yǔ)言，它側(cè)重于按照順序執(zhí)行一系列操作步驟，通過(guò)函數(shù)調(diào)用和模塊化的方式組織代碼。這種特點(diǎn)使得C語(yǔ)言非常適合系統(tǒng)級(jí)編程和底層開(kāi)發(fā)。

3.可移植性強(qiáng)：C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化以及對(duì)底層硬件的直接訪問(wèn)使得它在不同平臺(tái)和操作系統(tǒng)上具有很高的可移植性。C語(yǔ)言編寫(xiě)的程序通常可以在多個(gè)系統(tǒng)上進(jìn)行編譯和運(yùn)行。

4.C語(yǔ)言提供了指針的概念，允許直接訪問(wèn)和操作內(nèi)存地址。 這為程序員提供了更高的靈活性和對(duì)底層資源的直接控制能力。

5.C語(yǔ)言提供了廣泛的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，包含了大量的函數(shù)和工具，可以方便地進(jìn)行文件操作、字符串處理、內(nèi)存分配等常見(jiàn)任務(wù)。

總而言之，C語(yǔ)言以其簡(jiǎn)潔、高效、可移植和底層控制能力而聞名，成為廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)級(jí)編程、嵌入式開(kāi)發(fā)和底層軟件開(kāi)發(fā)的重要語(yǔ)言。

3??語(yǔ)言組成

數(shù)據(jù)類(lèi)型：

C語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類(lèi)型用來(lái)定義變量的性質(zhì)和存儲(chǔ)空間的大小。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)類(lèi)型包括整型（int）、浮點(diǎn)型（float、double）、字符型（char），以及派生的復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型如結(jié)構(gòu)體（struct）和枚舉（enum）等。

常量與變量：

在C語(yǔ)言中，常量是指在程序執(zhí)行期間值不會(huì)改變的數(shù)據(jù)。常量可以是字面值（如整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符等）或使用const關(guān)鍵字進(jìn)行聲明。變量是用于存儲(chǔ)和表示可變數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符。 在使用變量之前，需要先聲明并指定其數(shù)據(jù)類(lèi)型。

注意： 變量名是由字母、數(shù)字和下劃線組成的標(biāo)識(shí)符，且不能以數(shù)字開(kāi)頭。變量名區(qū)分大小寫(xiě)，例如myVariable和myvariable是不同的變量名。

數(shù)組：

數(shù)組是相同數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素按一定次序排列而成的集合。在C語(yǔ)言中，數(shù)組使用方括號(hào)[]來(lái)聲明，并通過(guò)下標(biāo)訪問(wèn)其中的元素。數(shù)組的大小在聲明時(shí)確定，并且下標(biāo)從0開(kāi)始。

指針：

指針是用來(lái)存儲(chǔ)變量地址的變量。通過(guò)指針，我們可以直接訪問(wèn)和操作內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。在C語(yǔ)言中，可以使用星號(hào)*來(lái)聲明指針變量，并通過(guò)取地址運(yùn)算符&獲取變量的地址，或者通過(guò)解引用運(yùn)算符*訪問(wèn)指針指向的值。

字符串：

字符串是由字符組成的數(shù)組，以空字符'\0'作為結(jié)束標(biāo)志。在C語(yǔ)言中，可以使用字符數(shù)組或者指針來(lái)表示字符串，并通過(guò)一系列的字符串操作函數(shù)（如strcpy、strlen等）進(jìn)行處理。

運(yùn)算符：

C語(yǔ)言提供了各種各樣的運(yùn)算符，用于完成不同類(lèi)型的運(yùn)算任務(wù)。常見(jiàn)的運(yùn)算符包括算術(shù)運(yùn)算符（+、-、*、/等）、關(guān)系運(yùn)算符（<、>、==等）、邏輯運(yùn)算符（&&、||、!等）等。

算術(shù)運(yùn)算符>邏輯運(yùn)算符>賦值運(yùn)算符

例如，表達(dá)式a + b * c中，乘法運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)高于加法運(yùn)算符，所以先計(jì)算b * c，然后再與a相加。如果要先計(jì)算a + b，可以使用括號(hào)來(lái)改變優(yōu)先級(jí)，如(a + b) * c。

示例如下：

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10, b = 5, c = 2;
    int result;

    result = a + b * c;         // 優(yōu)先級(jí)：乘法 > 加法
    printf("a + b * c = %d\n", result);

    result = (a + b) * c;       // 優(yōu)先級(jí)：括號(hào) > 加法 > 乘法
    printf("(a + b) * c = %d\n", result);

    result = a / b + c;         // 優(yōu)先級(jí)：除法 > 加法
    printf("a / b + c = %d\n", result);

    result = a / (b + c);       // 優(yōu)先級(jí)：括號(hào) > 加法 > 除法
    printf("a / (b + c) = %d\n", result);

    result = a % b + c * 2;     // 優(yōu)先級(jí)：乘法 > 取模 > 加法
    printf("a %% b + c * 2 = %d\n", result);

    result = (a % b) + (c * 2); // 優(yōu)先級(jí)：括號(hào) > 取模 > 乘法 > 加法
    printf("(a %% b) + (c * 2) = %d\n", result);

    return 0;
}

結(jié)果如下：

了解運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)可以幫助我們編寫(xiě)正確和清晰的表達(dá)式，并避免出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。

關(guān)鍵字：

關(guān)鍵字又稱(chēng)為保留字，就是已被C語(yǔ)言本身使用，不能作其它用途使用的字。 例如關(guān)鍵字不能用作變量名、函數(shù)名等標(biāo)識(shí)符。

數(shù)據(jù)類(lèi)型關(guān)鍵字：
short：修飾int，短整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。（K&R時(shí)期引入）
long：修飾int，長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。（K&R時(shí)期引入）
long long：修飾int，超長(zhǎng)整型數(shù)據(jù)，可省略被修飾的int。（C99標(biāo)準(zhǔn)新增）
signed：修飾整型數(shù)據(jù)，有符號(hào)數(shù)據(jù)類(lèi)型。（C89標(biāo)準(zhǔn)新增）
unsigned：修飾整型數(shù)據(jù)，無(wú)符號(hào)數(shù)據(jù)類(lèi)型。（K&R時(shí)期引入）
restrict：用于限定和約束指針，并表明指針是訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的初始且唯一的方式。（C99標(biāo)準(zhǔn)新增）

復(fù)雜類(lèi)型關(guān)鍵字：
struct：結(jié)構(gòu)體聲明。（K&R時(shí)期引入）
union：聯(lián)合體聲明。（K&R時(shí)期引入）
enum：枚舉聲明。（C89標(biāo)準(zhǔn)新增）
typedef：聲明類(lèi)型別名。（K&R時(shí)期引入）
sizeof：得到特定類(lèi)型或特定類(lèi)型變量的大小。（K&R時(shí)期引入）
inline:內(nèi)聯(lián)函數(shù)用于取代宏定義，會(huì)在任何調(diào)用它的地方展開(kāi)。（C99標(biāo)準(zhǔn)新增）

存儲(chǔ)級(jí)別關(guān)鍵字：
auto：指定為自動(dòng)變量，由編譯器自動(dòng)分配及釋放。通常在棧上分配。與static相反。當(dāng)變量未指定時(shí)默認(rèn)為auto。（K&R時(shí)期引入）
static：指定為靜態(tài)變量，分配在靜態(tài)變量區(qū)，修飾函數(shù)時(shí)，指定函數(shù)作用域?yàn)槲募?nèi)部。（K&R時(shí)期引入）
register：指定為寄存器變量，建議編譯器將變量存儲(chǔ)到寄存器中使用，也可以修飾函數(shù)形參，建議編譯器通過(guò)寄存器而不是堆棧傳遞參數(shù)。（K&R時(shí)期引入）

#include <stdio.h>

int main() {
   register int i;  // 聲明一個(gè)寄存器變量

   for (i = 0; i < 10; i++) {
       printf("%d ", i);
   }
   
   return 0;
}

在上面的代碼中，我們使用register關(guān)鍵字聲明了一個(gè)整型變量i，然后在for循環(huán)中使用它進(jìn)行迭代。

extern：指定對(duì)應(yīng)變量為外部變量，即標(biāo)示變量或者函數(shù)的定義在別的文件中，提示編譯器遇到此變量和函數(shù)時(shí)在其他模塊中尋找其定義。（K&R時(shí)期引入）
const：指定變量不可被當(dāng)前線程改變（但有可能被系統(tǒng)或其他線程改變）。（C89標(biāo)準(zhǔn)新增）
volatile：指定變量的值有可能會(huì)被系統(tǒng)或其他線程改變，強(qiáng)制編譯器每次從內(nèi)存中取得該變量的值，阻止編譯器把該變量?jī)?yōu)化成寄存器變量。（C89標(biāo)準(zhǔn)新增）

這些概念是C語(yǔ)言中非常重要的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于理解和編寫(xiě)C程序至關(guān)重要。

4??總結(jié)

此文為 【C語(yǔ)言必知必會(huì)】系列之第一篇 ，帶領(lǐng)讀者初步了解C語(yǔ)言，為之后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

后續(xù)將發(fā)布 【C語(yǔ)言必知必會(huì)】系列之第二篇：編譯器的安裝與使用，讀者可訂閱專(zhuān)欄持續(xù)跟進(jìn)專(zhuān)欄更新。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-715879.html

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