第一个C语言程序（从Hello World开始）

程序员之间有一个约定俗成的习惯，我们在学习任何编程语言时，所写的第一个程序，就是在显示屏上打印一行字符​​“Hello World”​​。

这个习惯出自哪里呢，首先回顾C语言的历史，就可以了解到这个习惯的出处。

1972年，C语言

书中的第一个示例程序，就是在屏幕上输出一串字符​​“Hello World”​​。

至今，众多编程语言教材也沿袭了这个习惯。所以，如果你有看过​​Java​​​，​​PHP​​​，​​Go​​​等编程语言的教材，就会发现它们的第一个示例程序也是​​“Hello World”​​。

可见大家还是非常认可这个习惯，并在自己的著作中延续了这个传统。

尽管没人能够科学地解释为什么 ​​Hello World​​ 如此地流行，但是，​​Hello World​​ 程序的确在计算机发展历史上成为了一个具有重要意义的里程碑。

环境准备：​​C语言开发环境安装​​

示例代码：

#include <stdio.h> int main(){ printf("Hello World"); return 0; }

示例代码的效果：这个程序所实现的效果很简单，就是在屏幕上输出了一行字符​​"Hello World"​​。

1. 主函数

首先，主函数 main ，一个标准的主函数如下：

int main() // 这是主函数 
{ 
    return 0; // 主函数返回值 
}

​​main​​在C语言里面表示一个主函数。

双斜杠后面的为 注释 ，一般来说，注释用于标注这段代码的用途或解释思路等。因为注释不会被当作代码进行编译，所以无论添加什么注释内容，都不会对代码的实际运行产生任何影响。

2. 什么是函数？

数学领域中的 函数 ，与编程语言中的 函数 完全不同。

在编程语言里面，你可以把函数看做一个盒子，这个盒子有如下几个特性：

1. 开始执行时，函数可以被输入一些值
2. 执行过程中，函数可以做一些事情
3. 执行完成后，函数可以返回一些值

以上边的示例代码为例进行解释：

1. 主函数什么都没有输入 (​​main()​​：输入参数为空)
2. 主函数打印了一行字到屏幕上（​​printf("Hello World");​​）
3. 主函数返回了0（​​return 0;​​）

其中， ​​int​​​ 表明了函数的 返回值类型 为整数类型， ​​int​​​ 是 ​​integer​​（整数） 的缩写。这是由语言标准规定的，不可以写成别的单词。

​​main​​​ 是 函数名 ， ​​main​​​ 后面的括号 () 内为输入参数，目前为空。
​​​return​​​ 后跟函数的 返回值 ，为0。而0是一个整数，和函数名前面的 ​​int​​ 对应。

总结函数的写法公式:

函数返回值类型 函数名(函数输入参数值) { 做点什么事情 return 函数返回值; }

被花括号包括的被称为 函数体 ，注意函数体一定要被花括号包括且不可省略。花括号上面的函数名、函数参数及返回值被称作 函数头

3. 写一个自己的函数

需求：根据上面的函数写法的公式，写一个两个整数加法的函数。这个函数需要做到：输入两个整数，返回它们相加的结果。

这个既然这个函数是用于计算加法的，我们把函数名取名为 ​​add​​​ 。当然自定义函数的函数名可以按照自己的喜好来写，就算写成​​aaaaa​​也行。不过，为了函数名拥有语义化，方便人阅读理解，我们一般使用英文来作为函数名。

// 这一段代码被称之为add函数的函数定义 
int add(int a, int b) { 
    return a + b; 
}

解释：定义一个返回值为​​int​​​类型(整型)的函数，函数名为​​add​​​,输入值为：​​整数a​​​和​​整数b​​​,
返回值：返回两个整数的和，两个加数都是整数，所以结果也是一个整数。

这一段代码被称之为​​add函数​​的函数定义。

4. 主函数是整个C语言程序的入口

​​add函数​​ 能直接运行嘛？答案是不行的。

所有的C语言代码都有一个起始入口，而这个入口就是 ​​主函数main​​ 。进入了主函数以后，才能经由主函数来调用其他函数。

这也意味着，每个C语言代码，只能有且只有一个main函数。

稍作修改后的代码：

#include <stdio.h> int add(int a, int b) { return a + b; } int main() { int result; result = add(2, 3); printf("%d", result); return 0; }

当程序运行时，首先会进入 主函数main

函数的定义中规定了需要传a、b，2个参数，我们调用的时候，也必须传2个，并且类型也需要尽量一致，否则编译可能会报错。（若类型不同，编译器会尝试自动类型转换。自动类型转换失败则会编译失败。）

问题： 主函数是被谁调用的？主函数的返回值必须是 int 吗？

回答： 主函数在程序开始的时候被自动调用，不需要在程序内主动调用主函数。而主函数的返回值会返回给调用这个程序的程序。

C语言标准中规定主函数有返回值且必须是 int 。如果程序正常结束，一般将返回值设置为0。

5. 要调用函数，必须先知道函数

编译器会从代码开始，按照从上往下的顺序阅读代码。

编译器首先看到了一个函数的定义，描述了一个叫 ​​add​​​ 的函数。接着，在 ​​main​​​ 中需要使用 ​​add​​​ ，由于编译器已经知道了 ​​add​​ 的定义，因此编译器可以正常编译通过。(ps：先定义，后使用)

如果将函数的定义和函数调用顺序反过来会怎样呢？

首先，编译器看到了 ​​add​​​ 这个名称，编译器会很疑惑， ​​add​​​ 是什么呢？编译器无法理解 ​​add​​ 究竟是什么。因此，编译器将报错，并停止编译。

6. 什么是变量？

在 ​​add函数​​​ 计算完毕之后，需要有一个东西来接受 add 返回回来的值。所以，我们在 add 前面声明了一个 ​​int整型​​​ 的 ​​变量​​ 。

什么是变量呢？你可以把它看做一个空箱子，里面可以装任何其他的和它类型一致的值。

​​result​​​ 只是我们给它起的一个名字，当然，可以任意起名。比如叫​​he​​​，叫​​xiangzi​​，都可以(ps：起名要有语义性)。

我们把 ​​add​​​返回回来的5，装进了 ​​result​​​ 。因此， ​​result​​ 里面装着的值是5了。

= 等号，在C语言中是 赋值运算符，它有把右边的值装进左边变量的功能了。和函数一样，这里的等号和数学里面的等号，也是有很大不同的，它并不是相等的意思。

赋值运算符：将符号右边的值，装进左边的变量的一种运算符。

上边写的示例就是​​add函数​​​ 接受2,3为输入，返回5，被赋值号 = 赋值给 ​​result​​ 的流程。

那能不能这样写呢？去掉 ​​int result​​; 这一条。

int main() { 
    result = add(2, 3); 
    printf("%d", result); 
    return 0; 
}

答案是不行的，变量必须先声明后使用。

编译器看到 ​​result​​​ 这个名称，但是从未见过 ​​result​​ 的定义时，肯定也会疑惑它究竟是个什么类型的变量，甚至它有可能不是变量而是一个函数。这样，编译器只能遗憾地给出一个编译错误的提示，并结束编译了。

int result;

必须像上面这样，声明有一个变量，名字叫 ​​result​​​ ，类型是 ​​int​​​ 。接下来，编辑器就能记下 ​​result​​​ 为一个 ​​int​​​ 类型的变量。在后面的代码中，即可愉快地使用这个 ​​result​​ 变量了。

7.标识符

在前面的代码中，由我们自己命名，用于指代某一个实体的名称，例如:​​add​​​，​​result​​，函数的参数a，b都是一个 标识符 。

标识符由我们自己命名的一个特殊标识，用于表示一个变量、函数或其他实体的名称。

例如：前面我们的自定义函数取名为​​add​​​是为了清晰地表明函数意图。而将变量命名为​​result​​​，也是为了表明变量内保存的是​​函数返回的结果​​。

并且，要让编译器能够识别标识符，必须进行声明或定义。例如，add被定义成了一个函数，result， a，b被声明成了一个整数类型变量。如果编译器遇到未经定义或声明的标识符，将会无法理解这个标识符具体是一个什么实体的名称而报错。

在C语言中，标识符的可以按照你的喜好自己随意命名，但是必须遵循以下规则：

标识符可以用小写字母、大写字母、数字和下划线来命名。但是，标识符的第一个字符必须是字母或下划线，而不是数字。并且，标识符区分大小写。

8. 关键词

问题：​​int​​​是一个 标识符 吗？
答案：不是。首先int并不是我们随意命名的，其次int并不是任何实体的名称。

​​int​​是C语言中的一个 关键词 。

关键词

C语言中的关键词如下表所示。

auto	_Bool*	break	case
char	_Complex*	const	continue
default	restrict*	do	double
else	enum	extern	float
for	goto	if	_Imaginary*
inline*	int	long	register
return	short	signed	sizeof
static	struct	switch	typedef
union	unsigned	void	volatile
while

9. 什么是字面常量？

问题：那么，像2，3，这种数值，需不需要声明呢？
回答：不需要，他们是 ​​​常量​​ ，无法被更改。并且一旦被写出来，就已经知道它们是整型int类型的常量了。

同样的， 字符串字面常量 也不需要被声明，例如：​​"Hello World"​​。被双引号包裹的，我们认为它是一个字符串，以区别于数值。

变量我们可以通过赋值来更改，常量不能更改，所以不能对它进行赋值。

2 = 3; // 错误 
"Hello" = "World"; // 错误

10. printf函数

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("Hello World");
    return 0;
}

和 ​​add​​​ 一样， ​​printf​​​ 也是一个函数，但是这个并不是一个自定义函数，而是一个系统自带的函数。
我们把字符串字面常量 ​​​"Hello World"​​​ 传给了 printf函数 。运行代码时，我们在屏幕上看到了这行字
符。显然， ​​​printf函数​​ 的作用就是将字符串输出到控制台上了。

​​printf​​​ 由单词 ​​print​​​（打印） 和单词 ​​format​​​（格式） 的首字母​​f​​组成，意为 格式化打印。

在早期，计算机的输出主要是靠连接打印机将字符打印在纸张上。而如今，计算机的输出大部分都在屏幕上实现。但是​​print​​这个词却被保留了下来。有时候我们会沿用打印这种说法，而实际上，我们是在屏幕上的控制台中输出字符。

​​printf​​函数更多用法

int main() { 
    int result; 
    result = add(2, 3); 
    printf("%d", result); 
    return 0; 
}

比较两段代码，我们写 ​​Hello World​​​ 时只传了1个参数给 ​​printf​​​ ，但为什么在 ​​add​​函数 后却能传2个给它呢？函数定义的参数个数和类型需要和函数调用时候的保持一致吗？

​​printf​​ 是一个很特别的函数，它是一个 变参函数 ，所以可以接受可变数量和类型的输入参数。这里我们无需太过关心怎样写一个可变参数函数，暂时只需要使用它即可。

通过如下示例，我们可以简单了解 ​​printf​​函数 的更多用法。

用于打印一个整数：printf(“%d”, 整型int);

printf("%d", 12345);

用于打印两个整数：printf(“%d\n%d\n”, 整型int1, 整型int2);

// \n表示换行，就是从下一行开始再继续打印 printf("A=%d\nB=%d\n", 123, 456);

总结一下 ​​printf​​​ 的公式
printf(“XXX占位1 XXX 占位2 XXX占位3”, 替换1, 替换2, 替换3);

​​printf​​​ 的第一个参数必须是 字符串 ，这里我们传入了一个字符串字面常量（被双引号包裹）。其中，占位用 ​​%​​​转换操作 表示。例如：整型​​int​​​的占位符为 ​​%d​​​ 。后面的替换参数，会依次替换前面的占位。 ​​printf​​是一个变长参数函数，只要第一个字符串参数占位符写对了，后面可以加任意多的替换参数。

11. #include命令

​​printf函数​​ 并不是我们定义的函数，而是系统自带的函数。这个函数被写在文件 stdio.h 中，我们要使用 printf 就必须先让编译器理解 printf 。

假定 ​​printf​​​ 的函数定义写在文件 ​​stdio.h​​​ 中，用 ​​#include​​​ 命令，可以将文件 ​​stdio.h​​ 的代码复制到我们的代码中。

ps：​​stdio.h​​​里面并未定义​​printf函数​​​，但是它里面有​​printf函数​​​的函数声明。初学者可以理解为​​stdio.h​​​里面，写了​​printf​​的函数定义。