c语言编译器能不能找出逻辑错误,《C Primer Plus》 |
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本笔记写于2020年1月27日。 本系列文章参考的是《C Primer Plus》(第六版),其中里面会有笔者自己的相关补充。 以下示例均运行于macOS Catalina 10.15.2上,编译器为clang 11.0.0 PS:如果笔记中有任何的错误,请在下方评论中留言,我会及时回复并修改,谢谢 简单的C示例 首先来看一个非常简单的C程序示例 #include int main(void) { int num; num = 1; printf("I am a simple "); printf("computer.\n"); printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num); return 0; } 结果如下: 解析 上述示例看似简单,但也基本展示了C程序的方方面面。本节将详细解释其中的每一行代码 #include和头文件 第一行#include 是一条预处理指令。在第一章笔记的最后一幅图中,可以看到编译器将源代码文件编译为了目标文件,而实际上在编译操作执行前,编译器会对源代码文件进行一些处理操作,这些操作被称为预处理。(有关预处理器的更多知识请看第十六章的笔记) #include语句是一个文件引用的预处理指令,意思是将stdio.h文件中的所有内容复制到#include 的所在区域,实质上是一种“复制-粘贴”的工作。 引用的文件stdio.h则是C语言的标准库文件之一,该文件中包含了C语言常用的输入输出函数,如:示例中使用的printf函数。由于这类文件常常是在C语言代码文件的头部引用,因此也被称为头文件。 笔者补充:截止到2020年1月27日,C语言共包含标准库文件29个,其中包括C11标准中新增的5个 main函数 int main() C程序包含一个或多个函数,函数是C程序的基本模块。而示例第二行的main()函数,则是C程序的开始函数,所以的C程序都是从main()函数开始的。我们还可以定义很多其他的函数,但main()函数一定是开始函数。程序在执行时首先会寻找main()函数,然后依次执行函数中的语句。 圆括号()表明了main()是一个函数,而不是一个其他什么东西;int是main()函数的返回类型,表明main()函数返回的值是整数;括号中的void表明该函数的参数为空。(有关函数的更多的知识可以查看第九章的笔记) 笔者补充:main函数不一定是C程序的开始函数,只不过绝大部分的C语言编译器都以main()函数作为默认的程序入口点。我们可以通过一定的方法修改C程序的开始函数,如果有时间,笔者会专门写一篇这个笔记来介绍。 注释 上述示例中由于偷懒,笔者没有写注释,这里说一下。 C语言注释共有两种 多行注释:这是C语言原本的注释形式,程序中被/* */符号括起来的部分就是程序的注释/* 有效的注释 */ /* 分成了两行, 也是有效的注释 */ /* 有效的注释 */ /* 无效的注释,因为缺少了结束标记 单行注释:C99标准新增,以//开始,在双斜线后面处于同一行的所有内容都是程序的注释// 有效的注释 int num; // 也可以写在这里 花括号、函数体和块 所有的C函数都使用花括号标记函数的开始和结束,而且,只有花括号({})可以标记,圆括号(())和方括号([])都不行。同时,花括号还可以用于把函数中的多条语句合并为一个单元或块。 声明 声明是C语言最重要的特性之一。示例中的int num;语句是一条声明变量语句,它完成了两个工作: 在函数中有一个名为num的变量 num变量的类型是int类型,即整数类型 语句末尾的分号表明该语句已经结束,C语言以分号;作为语句结束的标志。 关键字和标识符 语句中的int是C语言的关键字,它表示了一种基本数据类型(关于基本数据类型请看第三章笔记)。关键字是语言定义的一种具有特定用途的单词,不能用作其他用途。截止到2020年1月17日,C语言中共包含了44个关键字。 语句中的num是一个标识符,它表示了一个变量、函数或其他实体的名称。通过标识符,程序将计算机内存中的特定位置与一个名称联系起来,也确定了存储在该特定位置的信息类型或数据类型。 标识符有以下需要注意的地方: 标识符应该要使用有意义的名称,使人望文生义。同时,如果标识符本身无法清楚的表达自身的用途,可以在注释中进行进一步的阐述 在C语言中,标识符是区分大小写的,也就是说num和Num是两个不同的标识符 标识符中可以包括小写字母、大写字母、数字和下划线,但名称的第一个字符必须是字符或下划线,不能是数字 不能使用关键字作为标识符,因为关键字已经有了其他用途了。同理,C语言中还存在有一些保留标识符(包括以下划线开头的部分标识符标准库函数名)也不应该作为标识符使用 赋值操作 赋值是C语言的基本操作之一。在介绍标识符中曾提到过,通过标识符,程序将计算机内存中的特定位置与一个名称联系起来。但之前的声明仅仅是告诉编译器要在内存中预留出这块空间来,并将这块空间与对应标识符联系起来,并没有使用这块空间。 赋值操作便是使用空间的一种方法。示例中num = 1;表示将数字1放入变量num对应的预留空间中,同时,还可以对该空间进行多次赋值,因此,num被叫做变量。 关于赋值操作更多的详细内容请看第五章笔记 printf()函数 printf("I am a simple "); printf("computer.\n"); printf("My favorite number is %d because it is first.\n", num); 首先,圆括号()表明了这是一个函数,printf是这个函数的名称,即函数的标识符。而圆括号中的内容是main()函数传递给printf()函数的信息,被称为函数参数。示例中的printf()函数是C语言的一个标准函数,作用是格式化输出参数信息。 关于printf()函数以及函数参数中的\n、%d等更多的信息请查看第四章笔记 return语句 在上面关于main()函数介绍中,曾说”int是main()函数的返回类型,表明main()函数返回的值是整数“。return语句的作用便是返回相应的值。示例的最后一句return 0;表示要返回数字0。 C语言规定,有返回值的C函数必须要求return语句,该语句以return关键字开始,后面待返回的值。如果函数不需要返回任何值的话,则需要在对应位置使用void关键字表明该函数不需要返回任何值。 进一步使用C 在看过第一个简单的C程序之后,再看一个更复杂的C程序 // fathm_ft.c -- 把2英寸转换为英尺 # include int main(void) { int feet, fathoms; fathoms = 2; feet = 6 * fathoms; printf("There are %d feet in %d fathoms!\n", feet, fathoms); printf("Yes, I said %d feet!\n", 6 * fathoms); return 0; } 结果如下: 解析 示例2-2比起示例2-1来说,变化不大,主要新增了 声明多个变量。声明多个变量时,变量与变量之间需要使用逗号隔开int feet, fathoms; 乘法。示例2-2中使用了语句feet = 6 * fathoms;来执行乘法操作,主要意思是将变量fathoms的值乘以6,然后将计算结果赋给变量feet 打印多个值。在第一条printf()语句中使用了两个替换符,替换符与变量一一对应,变量之间用逗号隔开;第二条printf()语句说明待打印的值可以不是变量,只要是合适类型的变量即可 多个函数的C程序 上面的示例中我们都只编写了main()函数,并在main()函数中调用了的printf()函数,但printf()函数是C语言提供的。在示例2-3中我们将使用自己编写的函数,并在main()函数中完成调用。 // two_func.c -- 一个文件中包含了两个函数 #include void butler(void); // C99标准的函数原型 int main(void) { printf("I will summon the butler function.\n"); butler(); // 函数调用 printf("Yes. Bring me some tea and writeable DVDs.\n"); return 0; } void butler(void) // 函数定义 { printf("You rang, sir?\n"); } 运行结果如下: 解析 在示例2-3中,butler()函数一共出现了三次。 函数原型,也可以称为函数声明,作用是告知编译器在程序中要使用该函数。在使用函数前,对函数进行声明是非常重要,就像变量一样,如果不进行声明,编译器在编译过程便会报错。同时,函数声明的形式也很重要,要以返回类型 函数名称(函数参数);形式,注意后面的分号不能忘记 函数调用,示例中在main()函数中调用了butler()函数 函数定义,函数定义中便是函数本身的源代码 PS:何时执行函数取决于函数在main()中被调用的位置,而不取决于函数定义的位置。即使将bulter()函数定义写在main()函数之前,也不会改变程序的执行顺序,仍然是上面的执行结果 关于函数的更多详细内容请查看第九章笔记 程序中的错误 在编写程序时,很容易就会犯一些错误,程序中出现的错误被称为bugs,而找出并修正错误的过程就叫做debug 程序中出现的错误总结归为以下两类 语法错误,即不遵循C语言的语法规则。最常见的语法错误就是忘记写分号,C语言规定每条语句结尾都应该有分号,如果忘记写分号,编译器就会报错 逻辑错误,程序没有得到预期的结果,即程序中出现逻辑上的错误。比如:本来要计算a的3次方,但由于编写程序失误,计算成了a的4次方。这种情况下,程序的语法没有错误,编译器顺利编译运行,但运行后的结果出错 一般来说,编译器可以直接报出语法错误,但对于逻辑错误,编译器便没有办法了,这时候可以使用调试器debugger来协助发现逻辑错误。 笔者 第二章主要的目的是对C程序有一个简单的了解。 从这章中我学到了 C程序由一个或多个函数组成。函数是C程序的基本模块。每个C程序都有一个main()函数,程序从main()函数开始执行 C语句以分号表示结束 声明是C语言的一个重要特性。在变量和函数使用前,都要进行声明,主要作用是向编译器表明程序中要使用这个变量或函数了 学会了printf()函数;学习了int关键字,表示整型变量,可以在printf()函数中使用%d输出 来源:https://www.cnblogs.com/ChenGuangW/p/12240812.html |
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