基本语法

C 程序示例文件：

#include <stdio.h>
int main(void)  /* 一个简单的 C 程序 */
{
    int num;  /* 定义一个名为 num 的变量 */
    num = 1;  /* 为 num 赋一个值 */

    printf("I am a simple ");  /* 使用 printf() 函数 */
    printf("computer.\n");
    printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

    return 0;
}

标准库，头文件

程序需要用到的功能，不一定需要自己编写，C 语言可能已经自带了。程序员只要去调用这些自带的功能，就省得自己编写代码了。

C 语言自带的所有这些功能，统称为 标准库（standard library），因为它们是写入标准的，到底包括哪些功能，应该怎么使用的，都是规定好的，这样才能保证代码的规范和可移植。

不同的功能定义在不同的文件里面，这些文件统称为 头文件（header file）。如果系统自带某一个功能，就一定还会自带描述这个功能的头文件，比如：printf() 的头文件就是系统自带的 stdio.h。头文件的后缀通常是 .h。

如果要使用某个功能，就必须先加载对应的头文件，加载使用的是 #include 命令。加载头文件的 #include 语句不需要分号结尾。例如：

#include <stdio.h>

#include <stdio.h> 的作用相当于把 stdio.h 文件中的所有内容都输入该行所在的位置。实际上，这是一种 “拷贝-粘贴” 的操作。

#include 这行代码是一条 C 预处理器指令（preprocessor directive）。通常，C 编译器在编译前会对源代码做一些准备工作，即 预处理（preprocessing）。

stdio.h 文件中包含了供编译器使用的输入和输出函数（如：printf()）信息。该文件名的含义是 标准输入/输出头文件。通常，在 C 程序顶部的信息集合被称为 头文件。

函数

int main(void)

C 程序一定从 main() 函数开始执行（目前不必考虑例外的情况）。除了 main() 函数，你可以任意命名其他函数，而且 main() 函数必须是开始的函数。圆括号用于识别 main() 是一个函数。

int 是 main() 函数的返回类型。这表明 main() 函数返回的值是整数，并返回给操作系统。

通常，函数名后面的圆括号中包含一些传入函数的信息。该例中没有传递任何信息。因此，圆括号内是单词 void。

注释

注释是对代码的说明，编译器会忽略注释。

注释有两种表示方法：

• /* 注释内容 */

  将注释内容放在 /* */ 之间，内部可以分行。这种注释可以插在行内，跟在它后面的代码依然会有效执行。例如：

  /* 注释内容 */
  
  /* 一行注释内容
      另一行注释内容
  */
  
  int i; /* i = 1; */ i = 2;
  

• // 注释内容

  将注释内容放在 // 之后，这种注释只能是单行，可以放在行首，也可以放在一行语句的结尾。例如：

  // 注释内容
  int i;  // 注释内容
  

语句块

使用一对大括号 {} 将多个语句组成一个块，也称为复合语句（compounded statement）。大括号的结尾不需要添加分号。例如：

{
    int num;  /* 定义一个名为 num 的变量 */
    num = 1;  /* 为 num 赋一个值 */
    // ...省略部分内容
}

声明

int num;

这行代码叫作 声明（declaration）。声明是 C 语言最重要的特性之一，如果事先未声明变量，C 程序将无法通过编译。

在该例中，声明完成了两件事。其一，在函数中有一个名为 num 的 变量（variable）。其二，int 表明 num 是一个整数（即，没有小数点或小数部分的数）。int 是一种 数据类型。编译器使用这些信息为 num 变量在内存中分配存储空间。分号 在 C 语言中是大部分语句和声明的一部分，不像在 Pascal 中只是语句间的分隔符。

int 是 C 语言的一个 关键字（keyword），表示一种基本的 C 语言数据类型。关键字是语言定义的单词，不能做其他用途。例如：不能用 int 作为函数名和变量名。这些关键字在该语言以外不起作用。

num 是一个 标识符（identifier），也就是一个变量、函数或其他实体的名称。因此，声明把特定标识符与计算机内存中的特定位置联系起来，同时也确定了存储在某位置的信息类型或数据类型。

在 C 语言中，所有变量都必须先声明才能使用。这意味着必须列出程序中用到的所有变量名及其类型。

• 数据类型：C 语言可以处理多种类型的数据，如：整数、字符和浮点数。把变量声明为整型或字符类型，计算机才能正确地存储、读取和解释数据
• 命名：给变量命名时要使用有意义的变量名或标识符（如：程序中需要一个变量数羊，该变量名应该是 sheep_count 而不是 x3）。如果变量名无法清楚地表达自身的用途，可在注释中进一步说明。这种方法让程序的可读性更高。

赋值

num = 1;

这行代码是 赋值表达式语句。赋值是 C 语言的基本操作之一。该行代码的意思是 “把值 1 赋给变量 num”。在执行 int num; 声明时，编译器在计算机内存中为变量 num 预留了空间，然后在执行这行赋值表达式语句时，把值存储在之前预留的位置。可以给 num 赋不同的值，这就是 num 之所以被称为变量（variable）的原因。注意：该赋值表达式语句从右侧把值赋到左侧。

C 语言是通过赋值运算符而不是赋值语句完成赋值操作。根据 C 标准，C 语言并没有所谓的 “赋值语句”。

printf()

printf("I am a simple ");
printf("computer.\n");
printf("My favorite number is %d because it is first.\n",num);

第 1 行把 I am a simple 传递给 printf() 函数。该信息被称为 参数，或者更确切地说，是函数的 实际参数（actual argument）。在 C 语言中，实际参数（简称 实参）是传递给函数的特定值，形式参数（简称 形参）是函数中用于存储值的变量。

第 1 行 printf() 演示了在 C 语言中如何 调用 函数。只需输入函数名，把所需的参数填入圆括号即可。当程序运行到这一行时，控制权被转给已命名的函数（该例中是 printf()）。函数执行结束后，控制权被返回至 主调函数（calling function），该例中是 main()。

基本用法

printf() 的作用是将参数文本输出到屏幕。f 代表 format（格式化），表示可以定制输出文本的格式。

printf() 不会在行尾自动添加 换行符，运行结束后，光标就停留在输出结束的地方，不会自动换行。为了让光标移到下一行的开头，可以在输出文本的结尾，添加一个换行符 \n。换行符是一个 转义序列（escape sequence）。转义序列用于代表难以表示或无法输入的字符。如：\t 代表 Tab 键，\b 代表 Backspace 键（退格键）。每个转义序列都以 反斜杠字符（\）开始。

printf() 是在标准库的头文件 stdio.h 定义的。使用这个函数之前，必须在源码文件头部引入这个头文件。

占位符

printf() 可以在输出文本中指定 占位符。所谓占位符就是这个位置可以用其他值代入。例如：

int num;
num = 1;

printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num);

%d 就是占位符，表示这个位置要用其他值来替换。占位符的第一个字符一律为 百分号（%），第二个字符表示占位符的 类型。

常用的占位符如下：

• %a：十六进制浮点数，字母输出为小写
• %A：十六进制浮点数，字母输出为大写
• %c：字符
• %d：十进制整数
• %e：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 e 为小写
• %E：使用科学计数法的浮点数，指数部分的 E 为大写
• %i：整数，基本等同于 %d
• %f：小数（包含 float 类型和 double 类型）
• %g：6 个有效数字的浮点数。整数部分一旦超过 6 位，就会自动转为科学计数法，指数部分的 e 为小写
• %G：等同于 %g，唯一的区别是指数部分的 E 为大写
• %hd：十进制 short int 类型
• %ho：八进制 short int 类型
• %hx：十六进制 short int 类型
• %hu：unsigned short int 类型
• %ld：十进制 long int 类型
• %lo：八进制 long int 类型
• %lx：十六进制 long int 类型
• %lu：unsigned long int 类型
• %lld：十进制 long long int 类型
• %llo：八进制 long long int 类型
• %llx：十六进制 long long int 类型
• %llu：unsigned long long int 类型
• %Le：科学计数法表示的 long double 类型浮点数
• %Lf：long double 类型浮点数
• %n：已输出的字符串数量。该占位符本身不输出，只将值存储在指定变量之中
• %o：八进制整数
• %p：指针
• %s：字符串
• %u：无符号整数（unsigned int）
• %x：十六进制整数
• %X：等同于 %x，唯一的区别是指数部分的 X 为大写
• %zd：size_t 类型
• %%：输出一个百分号

输出格式

printf() 可以定制占位符的输出格式。

• 限定宽度

  printf() 允许限定占位符的最小宽度。例如：

  printf("%5d\n", 123);  // 输出为 "  123"
  

  %5d 表示这个占位符的宽度至少为 5 位。如果不满 5 位，对应的值的前面会添加空格。

  输出的值默认是右对齐，即输出内容前面会有空格；如果希望改成左对齐，在输出内容后面添加空格，可以在占位符的 % 的后面插入一个 - 号。例如：

  printf("%-5d\n", 123);  // 输出为 "123  "
  

  对于小数，这个限定符会限制所有数字的最小显示宽度。例如：

  printf("%12f\n", 123.45);  // 输出为 "  123.450000"
  

  %12f 表示输出的浮点数最少要占据 12 位。由于小数的默认显示精度是小数点后 6 位，所以 123.45 输出结果的头部会添加 2 个空格。

• 总是显示正负号

  默认情况下，printf() 不对正数显示 + 号，只对负数显示 - 号。如果想让正数也输出 + 号，可以在占位符的 % 后面加一个 +。例如：

  printf("%+d\n", 12);  // 输出 +12
  printf("%+d\n", -12);  // 输出 -12
  

  %+d 可以确保输出的数值，总是带有正负号。

• 限定小数位数

  输出小数时，有时希望限定小数的位数。比如：希望小数点后面只保留两位。占位符可以写成 %.2f。例如：

  printf("Number is %.2f\n", 0.5);  // 输出 Number is 0.50
  

  这种写法可以与限定宽度占位符，结合使用。例如：

  printf("%6.2f\n", 0.5);  // 输出为 "  0.50"
  

  %6.2f 表示输出字符串最小宽度为 6，小数位数为 2。所以，输出字符串的头部有两个空格。

  最小宽度和小数位数这两个限定值，都可以用 * 代替，通过 printf() 的参数传入。例如：

  printf("%*.*f\n", 6, 2, 0.5);
  // 等同于
  printf("%6.2f\n", 0.5);
  

  %*.*f 的两个星号通过 printf() 的两个参数 6 和 2 传入。

• 输出部分字符串

  %s 占位符用来输出字符串，默认是全部输出。如果只想输出开头的部分，可以用 %.[m]s 指定输出的长度，其中 [m] 代表一个数字，表示所要输出的长度。例如：

  printf("%.5s\n", "hello world");  // 输出 hello
  

  %.5s 表示只输出字符串 “hello world” 的前 5 个字符，即 “hello”。

return

return 0;

int main(void) 中的 int 表明 main() 函数应返回一个整数。C 标准要求 main() 这样做。有返回值的 C 函数要有 return 语句。该语句以 return 关键字开始，后面是待返回的值，并以分号结尾。

如果遗漏 main() 函数中的 return 语句，程序在运行至最外面的右花括号（}）时会返回 0。因此，可以省略 main() 函数末尾的 return 语句。但是，不要在其他有返回值的函数中漏掉它。

语句

C 语言的代码由一行行语句（statement）组成。一行语句就是程序执行的一个操作命令。C 语言规定，语句必须使用分号结尾，除非有明确规定可以不写分号，分号表明语句结束符。例如：

int num;
num = 1;

多个语句可以写在一行。例如：

int num; num = 1;

一个语句也可以写成多行，这时就要依靠分号判断语句在哪一行结束。例如：

int
num
;

num
=
1
;

表达式

C 语言的各种计算，主要通过表达式完成。表达式（expression）是一个计算式，用来获取值。例如：

1 + 2

表达式与语句的区别

• 语句可以包含表达式，但是表达式不构成语句
• 表达式都有返回值，语句不一定有。因为语句用来执行某个命令，很多时候不需要返回值，比如：变量声明语句 int i = 1;

空格

空格主要用来帮助编译器区分语法单位，只是为了增加代码的可读性。语法单位之间的多个空格，等同于单个空格。例如：

num = 1;
// 等同于
num=1;
// 等同于
i =     1;