C生萬物盏求,7行代碼寫了人生第一個C語言程序

Visual Studio系列開發(fā)工具支持中文噪漾,在編譯器設置方面很友好充活,具備提示功能蜂莉。本節(jié)將通過一個向控制臺輸出“Hello, world!”的程序為讀者演示如何使用Visual Studio 2019工具開發(fā)C語言應用程序,具體實現(xiàn)步驟如下堪唐。

1巡语、新建項目

(1)打開Visual Studio2019,單擊【繼續(xù)但無需代碼】選項淮菠,如圖1-9所示男公。進入Visual Studio2019主界面后,在菜單欄依次點擊【文件】→【新建】→【項目】合陵,在彈出界面選擇空項目選項枢赔,如圖1所示。

圖1 創(chuàng)建項目

(2)在圖1中拥知,選擇【空項目】后踏拜,單擊【下一步】按鈕,進入配置項目界面低剔,如圖2所示速梗。

圖2 項目配置

(3)在圖2中,設置項目名稱襟齿、選擇項目存儲路徑姻锁,并勾選“將項目解決方案和項目放在同一個目錄中”選項。配置完成之后猜欺,單擊【創(chuàng)建】按鈕完成項目創(chuàng)建位隶,進入Visual Studio 2019主界面如圖3所示。

圖3 Visual項目管理主界面

2开皿、編寫程序代碼

(1)在圖3所示界面中涧黄,選擇源文件目錄右擊à【添加】à【新建項】,彈出添加新項對話框赋荆,如圖4所示笋妥。

圖4 編寫程序代碼

(2)在圖4中,將文件命名為“helloworld.c”糠睡,單擊【添加】按鈕挽鞠,helloworld.c源文件創(chuàng)建成功。雙擊打開helloworld.c文件狈孔,在文件空白區(qū)域編寫代碼信认,如圖5所示。

圖5 程序編寫

1#include 2intmain()3{4//使用系統(tǒng)提供的標準輸出均抽,在控制臺顯示信息5printf("Hello, world!\n");6return0;7}

3嫁赏、編譯運行程序

單擊圖5菜單欄的【調試】→【開始運行(不調試)】運行程序,或單擊菜單欄【本地Windows調試器】按鈕運行程序油挥。程序運行后潦蝇,會彈出運行結果的命令行窗口,該窗口會輸出程序的運行結果深寥,如圖6所示攘乒。

圖6 例1-1運行結果

4、代碼分析

Helloworld.c程序共包含7行代碼惋鹅,各行代碼的功能與含義分別如下:

● 第1行代碼的作用是進行相關的預處理操作则酝。其中字符“#”是預處理標志,include后面跟著一對尖括號闰集,表示頭文件在尖括號內讀入沽讹。stdio.h就是標準輸入輸出頭文件,因為第5行用到了標準庫中的printf()輸出函數(shù)武鲁,printf()函數(shù)定義在該頭文件中爽雄,所以程序需要包含此頭文件。

● 第2行代碼聲明了一個main()函數(shù)沐鼠,該函數(shù)是程序的入口挚瘟,程序運行從main()函數(shù)開始執(zhí)行。main()函數(shù)前面的int表示該函數(shù)的返回值類型是整型饲梭。第3~7行代碼乘盖,“{}”中的內容是函數(shù)體,程序的相關操作都要寫在函數(shù)體中,在“{}”內的語句被稱為語句塊排拷。

● 第4行是程序注釋侧漓,注釋使用“//”表示,從“//”開始到該行結束部分屬于注釋部分监氢,注釋不參與程序編譯過程布蔗。

● 第5行代碼調用了格式化輸出函數(shù)printf(),該函數(shù)用于輸出一行信息浪腐,可以簡單理解為向控制臺輸出文字或符號等纵揍。printf()括號中的內容稱為函數(shù)的參數(shù),括號內可以看到輸出的字符串“Hello, world!\n”议街,其中“\n”表示換行操作泽谨。

● 第6行代碼中return語句的作用是將函數(shù)的執(zhí)行結果返回,后面緊跟著函數(shù)的返回值,如果程序的返回值是0吧雹,表示正常退出骨杂。

在C語言程序中,以分號“雄卷;”為結束標記的代碼都可稱為語句搓蚪,如helloworld程序中的第5行、第6行代碼都是語句丁鹉。

C程序編譯過程

在前面小節(jié)提到早期的編程使用匯編進行編程妒潭,匯編程序難于移植,使得開發(fā)效率低下揣钦。C語言的出現(xiàn)使得編程關注程序邏輯本身抛蚤,提高了編程的效率低散。那么計算機是如何理解C語言代碼,進而執(zhí)行程序,給出運行結果的呢筋夏?其中編譯器的作用就是將編寫的C源程序翻譯成機器能夠執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)刘绣,機器能夠直接執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)稱為可執(zhí)行代碼咸灿。C語言從源代碼到可執(zhí)行代碼需要經過預處理沮尿、編譯、匯編和鏈接四個步驟空凸,如圖1所示嚎花。

圖1 編譯原理

下面以“HelloWord.c”程序為例,并結合圖1講解C語言程序的執(zhí)行過程呀洲。

(1)預處理

預處理主要處理代碼中以“#”開頭的預處理語句(預處理語句將在第10章講解)紊选,預處理完成后,會生成*.i文件道逗。預處理操作具體包括:

● 展開所有宏定義(#define)兵罢,將宏替換為它定義的值;

● 處理所有條件編譯指令(#ifdef滓窍、#ifndef卖词、#endif等)。

● 處理文件包含語句(#include)吏夯,將包含的文件直接插入到語句所在處此蜈。

需要注意的是,代碼中的編譯器指令(#pragma)會被保留噪生。除此之外裆赵,預處理還會進行以下操作:

● 刪除所有注釋;

● 添加行號和文件標識跺嗽,以便在調試和編譯出錯時快速定位到錯誤所在行战授。

(2)編譯

編譯過程是最復雜的過程页藻,需要進行詞法分析、語法分析植兰、語義分析份帐、優(yōu)化處理等工作,最終將預處理文件“.i”生成匯編文件“.s”钉跷。編譯的過程是優(yōu)化過程弥鹦,包括中間代碼優(yōu)化和針對目標代碼生成優(yōu)化肚逸。

(3)匯編

匯編操作指將生成的匯編文件.s翻譯成計算機能夠執(zhí)行的指令爷辙,稱為目標文件或者中間文件。在Linux系統(tǒng)中的二進制文件是“*.o”文件朦促,Windows系統(tǒng)中是“.obj”文件膝晾,通常匯編后的文件包含了代碼段和數(shù)據(jù)段。

(4)鏈接

生成二進制文件后务冕,文件尚不能運行血当,若想運行文件,需要將二進制文件與代碼中用到庫文件進行綁定禀忆,這個過程稱為鏈接臊旭。鏈接的主要工作就處理程序各個模塊之間的關系,完成地址分配箩退、空間分配离熏、地址綁定等操作,鏈接操作完成后將生成可執(zhí)行文件戴涝。鏈接過可以分為靜態(tài)庫鏈接和動態(tài)庫鏈接滋戳。

靜態(tài)庫在Linux中是“.a”文件,Windows下是“.lib”文件啥刻。這些靜態(tài)庫文件本質上是一組目標文件的集合奸鸯,靜態(tài)庫鏈接指的是在程序鏈接過程中將包含該函數(shù)功能的庫文件全部鏈接到目標文件中。程序在編譯完成后的可執(zhí)行程序無需靜態(tài)庫支持可帽,但靜態(tài)鏈接帶來程序開發(fā)效率高的同時也存在著內從空間和模塊更新難等問題的出現(xiàn)娄涩。

動態(tài)庫在Linux中是“.so”文件,也稱為共享庫映跟,Windows下是“.dll”文件蓄拣。動態(tài)庫鏈接指的是在程序運行時只對需要的目標文件進行鏈接,因此程序在運行過程中離不開動態(tài)庫文件申窘,動態(tài)庫解決了靜態(tài)庫資源的浪費并且實現(xiàn)了代碼共享弯蚜、隱藏了實現(xiàn)細節(jié)、便于升級維護等特點剃法。

多學一招:C語言編譯器

C語言編譯器在編譯源碼過程中會進行詞法分析碎捺、語法分析、語義分析、中間語言生成收厨、目標代碼生成與優(yōu)化晋柱、鏈接庫文件(動態(tài)庫或靜態(tài)庫)處理。不同的編譯器對程序的優(yōu)化處理不一樣诵叁,本書中使用的MSVC編譯器是微軟公司專用于Visual Studio系列的編譯器CL雁竞,其他常見的C語言編譯器有GCC、MinGW拧额、Clang碑诉、Cygwin。讀者可查找相關資料使用編譯器指令將源文件按照編譯過程生成最終的可執(zhí)行文件侥锦,對編譯過程有更詳細的了解进栽。

最適合自學的C語言基礎

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