运行过程、常量、变量与标识符

main 函数种类

main 函数标准类型

无参：

int main(void) { return 0; }

有参：

int main(int argc, char *argv[]) { return 0; }

main 函数其他类型

下面这些写法都能正常运行，但是它们不是 main 的标准语法格式：

void main(int argc, char *argv[]);
void main(void);
int main();
int main(void);
main();
main(int argc, char *argv[]);

gcc 编译 4 步骤

整体过程

gcc 编译一共分为 4 个步骤：预处理、编译、汇编、连接。

预处理

参数：-E
生成的文件：xxx.i 预处理文件
使用命令：gcc -E xxx.c -o xxx.i
工具：预处理器（包含在 gcc 编译集合工具中）

完成的工作：

头文件展开
- 展开 stdio.h 文件内容，和源码一起，放到 xxx.i 文件中。
- 不检查语法错误！可以在此阶段展开任意文件。
- 测试命令：gcc -E hello.c -o hello.i -I(大 i) .(当前目录)
宏定义替换
- 将宏名，替换成宏值。
- #define PI 3.14 【解释】：define：创建宏；PI：宏名；3.14：宏值。
替换注释
- 把单行、多行注释替换成空行。
展开条件编译
- 根据条件来展开代码。

测试案例（使用命令：gcc -E hello.c -o hello.i）：

#include <stdio.h>
// 定义宏
#define PI 3.14
int main(void)
{
    printf("hello world\n");

    // 使用宏
    printf("PI = %f\n", PI);

    return 0;
}

条件编译测试案例：

// 测试案例
#include <stdio.h>
// 定义宏
// #define PI 3.14  // PI 定义与否，直接决定了下面的 ----666 是否打印。
int main(void)
{
    printf("hello world\n");

    // 使用宏
    //printf("PI = %f\n", PI);

    // 使用条件编译, 含义是：如果定义了 PI ，那么就打印 -----666， 否则不打印。
#ifdef PI
    printf("-------------6666\n");
#endif
    return 0;
}

编译

参数：-S
生成的文件：xxx.s 汇编文件
使用命令：gcc -S xxx.i -o xxx.s
工具：编译器（包含在 gcc 编译集合工具中）

完成的工作：

逐行检查语法错误！【重点】—— 编译过程是整个 gcc 编译 4 步骤中最耗时的。
将 C 程序翻译成汇编指令，得到 .s 汇编文件。

    .file   "hello.c"
    .text
    .def    __main; .scl    2;  .type   32; .endef
    .section .rdata,"dr"
.LC0:
    .ascii "hello world\0"
.LC2:
    .ascii "PI = %f\12\0"
.LC3:
    .ascii "-------------6666\0"
    .text
    .globl  main
    .def    main;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .seh_proc   main
main:
    pushq   %rbp
    .seh_pushreg    %rbp
    movq    %rsp, %rbp
    .seh_setframe   %rbp, 0
    subq    $32, %rsp
    .seh_stackalloc 32
    .seh_endprologue
    call    __main
    leaq    .LC0(%rip), %rcx
    call    puts
    movq    .LC1(%rip), %rax
    movq    %rax, %rdx
    movq    %rdx, %xmm1
    movq    %rax, %rdx
    leaq    .LC2(%rip), %rcx
    call    printf
    leaq    .LC3(%rip), %rcx
    call    puts
    movl    $0, %eax
    addq    $32, %rsp
    popq    %rbp
    ret
    .seh_endproc
    .section .rdata,"dr"
    .align 8
.LC1:
    .long   1374389535
    .long   1074339512
    .ident  "GCC: (x86_64-posix-sjlj-rev0, Built by MinGW-W64 project) 8.1.0"
    .def    puts;   .scl    2;  .type   32; .endef
    .def    printf; .scl    2;  .type   32; .endef

汇编

参数：-c
生成的文件：xxx.o 目标文件（二进制，人类看不懂）
使用命令：gcc -c xxx.s -o xxx.o
工具：汇编器（包含在 gcc 编译集合工具中）

完成的工作：

翻译：将汇编指令翻译成对应的二进制指令。

连接

参数：无（-o 不是链接阶段参数，是用来指定文件名）
生成的文件：xxx.exe 可执行文件（二进制，人类看不懂）
使用命令：gcc xxx.o -o xxx.exe
工具：链接器（包含在 gcc 编译集合工具中）

完成的工作：

库引入
合并多目标文件
合并启动例程

小结

gcc 编译的 4 个步骤中，每个步骤之间都可相互转换。

printf 格式化输出 int

程序调试

前提：程序没有语法错误。（语法错误 VS 帮我检查）

作用：检查程序出现的逻辑错误！

核心思想：让程序一行一行地执行。

添加行号：工具 —— 选项 —— 文本编辑器 —— c/c++ —— 行号（勾选）。

#include <stdio.h>
#define PI 3.14
int main(void)
{
    int a = 10;
    printf("%d\n", a);      // %d：格式匹配符，匹配整数。
    printf("a = %d\n", a);  // a =  在“”中，代表普通字符串， 原样输出。
    printf("%d\n", 100);
    printf("%f\n", PI);     // %f：格式匹配符，匹配小数。
    printf("PI = %f\n", PI); // PI =  在“”中，代表普通字符串， 原样输出。
    printf("%f\n", 3.45678); // %f：格式匹配符，匹配小数。

    int b = 20;
    printf("%d + %d = %d\n", a, b, a+b);  // +、= 在 “”中，代表普通字符串， 原样输出。
    printf("%d + %d = %d\n", 3, 7, 3+7);
    return 0;
}

程序调试流程

添加断点（可以添加多个）。
1. 鼠标点击待添加断点行，左侧行号前灰色区域。再次点击取消。
2. 光标停止在待添加断点行的任意位置，按 F9 添加断点。再次按 F9 取消断点。
调试必须在 Debug 模式下进行。Release 模式无效。
F5 启动调试。
断点停止的位置，是尚未执行的指令。
开始调试：
1. 逐语句执行。逐语句执行下一行（F11）：遇见函数，进入自定义函数内部，逐条跟踪执行。
2. 逐过程执行。逐过程执行下一行（F10）：遇见函数，不进入函数内部，逐条跟踪执行。
3. 逐断点执行。代码中有多断点，直接跳转到下一个断点。——点击“继续”，无快捷键。
4. 跳出函数。跳出当前断点所在的函数。Shift + F10

变量

变量 3 要素

变量名：用来在程序中使用。
变量类型：开辟内存空间大小。
变量值：存储的实际数据。

变量定义

定义语法：类型名变量名 = 变量值（一般定义方法）。例如 int m = 57;

会开辟内存空间给变量。变量声明不会开辟内存空间。

变量声明

语法：

int a;          // 没有变量值的变量定义，叫做声明。
extern int a;   // 添加 extern 关键字。

特性：

变量要想使用，必须有定义。
编译器在使用变量之前，必须要看到变量定义。如果没有看到，编译器会自动找寻一个变量声明，提升成定义。
如果变量声明前添加了 extern 关键字，无法提升！

常量

不会变化、不能被修改的数据。

"hello"、'A'、57、-10、3.1415926（浮点常量）
#define PI 3.14 ——【宏定义】语法：#define 宏名宏值
- 强调：没有 ; 结束标记。
- 强调：没有 =。
const int a = 10; 定义语法：const 类型名变量名 = 变量值
- const 关键字：被该关键字修饰的变量，表示为只读变量。

练习：

#define PI 3.1415926        // 定义常量
int main(void)
{
    // 圆的面积 ：s = PI * r * r
    // 圆的周长 ：L = 2 * PI * r
    int r = 3;      // 变量的定义。
    float s = PI * r * r;   // 表达式。作为变量值。
    float l = 2 * PI * r;
    //printf("圆的面积：%f\n", s);// 28.274334  默认显示 6 位小数。
    //printf("圆的周长：%f\n", l);// 18.849556
    //printf("圆的面积：%.2f\n", s);// 28.27
    //printf("圆的周长：%.2f\n", l);// 18.85 指定保留小数点后两位，对第 3 位四舍五入
    float m = 3.4567891;
    printf("m=%6.2f\n", m);
    //共显示 6 位数，包含小数点，保留小数点后两位，对第 3 位四舍五入，不足 6 位用空格补齐。
    printf("m=%06.2f\n", m);
    //共显示 6 位数，包含小数点，保留小数点后两位，对第 3 位四舍五入，不足 6 位用 0 补齐。
    return 0;
}

标识符

变量和常量总称。

硬性要求

标识符不能是关键字、函数名。如 system、printf、int、main、return ……
只能由字母、数字、下划线组成。a-z / A-Z / 0-9 / _
- 例如：abc_1 / abc_2 / _abc_1 / a_b_c_d

不能以数字开头。

int a5ir = 10;    // ok
int _34F = 6;     // ok
float 98ti_54 = 5.4;  // error;

大小写严格区分。
- 通常使用大写来定义常量。#define MAX 100
- 通常使用小写来定义变量。

命名规范

大驼峰法：int HelloWorldHahaHohoHehe = 10;
- 多个单词组成变量名，每个单词首字母大写。
小驼峰法：int helloWorldHahaHohoHehe = 10;
- 多个单词组成变量名，首个单词的首字母小写，其余每个单词首字母大写。
小写 + 下划线：int hello_world_haha_hoho_hehe = 10;
- C 语言专用！

整型

sizeof 关键字

sizeof 不是函数。
求取变量、数据类型占用的内存空间大小。
使用方法：
1. sizeof(变量名) —— 返回变量大小，单位整数字节。
2. sizeof(类型名) —— 返回数据类型大小，单位整数字节。
3. sizeof 变量名 —— C 语言支持该写法，不推荐使用。

有符号整型

整型名	名称	格式匹配符	占用的大小	最小值	最大值
int	整型	%d	4 字节	-2147483648	2147483647
short	短整型	%hd	2 字节	-32768	32767
long	长整型	%ld	Windows：32/64 位：4 字节；Linux 下：32 位：4 字节、64 位：8 字节	-2147483648	2147483647
long long	长长整型	%lld	8 字节	-9223372036854775808	9223372036854775807

获取数据类型的最小值、最大值，可以使用 #include <limits.h>。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(void)
{
    printf("int大小 = %u\n", sizeof(int));
    printf("int最小值：%d, 最大值：%d\n", INT_MIN, INT_MAX);
    printf("short大小 = %u\n", sizeof(short));
    printf("short最小值：%hd, 最大值：%hd\n", SHRT_MIN, SHRT_MAX);
    printf("long大小 = %u\n", sizeof(long));
    printf("long最小值：%ld, 最大值：%ld\n", LONG_MIN, LONG_MAX);
    printf("long long大小 = %u\n", sizeof(long long));
    printf("long long最小值：%lld, 最大值：%lld\n", LLONG_MIN, LLONG_MAX);
    return 0;
}

无符号整型

整型名	名称	格式匹配符	占用的大小
unsigned int	无符号整型	%u	4 字节
unsigned short	无符号短整型	%hu	2 字节
unsigned long	无符号长整型	%lu	Windows：32/64 位：4 字节；Linux 下：32 位：4 字节、64 位：8 字节
unsigned long long	无符号长长整型	%llu	8 字节

main 函数种类​

main 函数标准类型​

main 函数其他类型​

gcc 编译 4 步骤​

整体过程​

预处理​

编译​

汇编​

连接​

小结​

printf 格式化输出 int​

程序调试​

程序调试流程​

变量​

变量 3 要素​

变量定义​

变量声明​

常量​

标识符​

硬性要求​

命名规范​

整型​

sizeof 关键字​

有符号整型​

无符号整型​

main 函数种类

main 函数标准类型

main 函数其他类型

gcc 编译 4 步骤

整体过程

预处理

编译

汇编

连接

小结

printf 格式化输出 int

程序调试

程序调试流程

变量

变量 3 要素

变量定义

变量声明

常量

标识符

硬性要求

命名规范

整型

sizeof 关键字

有符号整型

无符号整型