深度理解C语言的编译机制和语言标准，万物皆可C！

灰太狼 2023-01-01 03:59 138阅读 0赞

### 编程机制 ###

编写程序时必须遵循确切步骤主要是取决于你的计算机环境。因为 C语言是可以移植的，所以它在许多环境中可用，其中包括 UNIX，Linux，Windows等等 。

不过，让我们首先来看一看许多环境所共有的一些方面。你完全不必知道运行一个 C 程序后面的事情，但了解一点是一个很好的背景知识。它还可以帮助你理解为什么编写一个 C 程序必须经过一些特定步骤。

用 C 语言编写一个程序时，你将编写的内容保存在一个被称为源代码文件的文本文件中。

大多数 的系统，都需要该文件的名称以 **.c **结尾。例如，**hello world.c** 。名称中小点前的部分被称为基本名，小点后的部分被称为扩展名。因此，**hello world** 是一个基本名，**c** 是一个扩展名。组合在一起的** hello world.c **是文件名。

![34d537b6c207cf6f16a103253e2066ab.png][]

这样，在我们提到名称时内容就可以更具体，我们假定有一个名为 **hello world.c **的源文件，其源代码如下面所示。

> \#include
> 
> int main ()
> 
> \{
> 
> printf("hello world！ ");
> 
> return 0;
> 
> \}

![eb016547cb0f7d9de407d158dcd785ec.png][]

### 目标代码文件、可执行文件和库 ###

C语言编程的基本策略是使用程序将源代码文件转换为可执行文件，此文件包含可以运行机器语言代码。

它分两步完成这一工作：**编译和链接。**

> 编译器将源代码转换为中间代码，链接器将此中间代码与其他代码相结合生成可执行文件。C 使用被划分为两部分的这一方法使程序便于模块化。
> 
> 你可分别编译各个模块，然后使用链接器将编译过的模块结合起来。这样，如果需要改变一个模块，则不必重新编译所有其他的模块。同时，链接器将你的程序与预编译的库代码结合起来。

中间文件的形式有多种选择。最一般的选择，同时也是我们这里讲述的实现方式所采取的选择，是将源代码转换为机器语言代码，将结果放置在一个目标代码文件中。

虽然目标文件包含机器语言代码，但该文件还不能运行。目标文件包含源代码的转换结果，但它还不是一个完整的程序。

目标代码文件中所缺少的第一个元素是一种叫做启动代码（start-up code）的东西，此代码相当于你的程序和操作系统之间的接口。

> 例如，你可以在DOS或Linux下运行一个 IBM PC兼容机，在两种情况中硬件是相同的，所以会使用同样的目标代码，但DOS与Linux要使用不同的启动代码，因为这两种系统处理程序的方式是不同的。

所缺少的第二个元素是库例程的代码。几乎所有C程序都利用标准C库中所包含的例程（称为函数）。

> 例如，前面的 concrete.c 使用了函数 printf（）。目标代码文件不包含这一函数的代码，它只包含声明使用 printf（）函数的指令。实际代码存储在另一个称为“库”的文件中。库文件中包含许多函数的目标代码。

**链接器的作用**是将【目标代码】、【系统的标准启动代码】和【库代码】这3个元素结合在一起，并将它们存放在单个文件，即可执行文件中。对库代码来说，链接器只从库中提取你所使用的函数所需要的代码，如下图中的简单示例：

简而言之，目标文件和可执行文件都是由机器语言指令组成的。但目标文件只包含你所编写的代码转换成的机器语言，而可执行文件还包含你所使用的库例程以及启动代码的机器代码。

![84e0b0a5b3c7e64cd7cc8e390b03f949.png][]

### Windows系统的集成开发环境 ###

因为 C 编译器不是标准 Windows 包的一部分，所以需要获得并安装一个 C 编译器。

许多厂商都会提供基于** Windows的集成开发环境（IDE）** 。

所有编译器都具有用来装配C程序的快速，集成的开发环境。关键的一点是，它们都具有**内置的编辑器**，可用来编写C程序。

> 这类开发环境一般都提供了让你可以命名和保存源代码文件的菜单，以及让你可以不离开IDE就能编译和运行程序的菜单。如果编译器发现任何错误，会返回到编辑器中，而且编辑器可以标出有问题的行，并将它们与相应的错误消息匹配起来，例如VC6.0、QT、Visual Studio（简称vs）。

Windows IDE最初可能让人有一点望而生畏，因为它们提供多种目标，也就是说，提供了多种可让程序在其中运行的环境。

> 例如，它们可能提供16位Windows程序，32位Windows程序，动态链接库文件（DLL）等等让你选择。许多目标都需要引入Windows图形界面的支持。为了管理这些选项，通常需要创建一个项目，以便随后向其中添加将要使用的源代码文件名。

一般来说，首先使用文件菜单来创建一个新的项目。重要的是选取正确的项目形式。本书中的例子是一般性的例子，设计目的是在一个简单的命令行环境中运行。

因为 Widnows IDE一般可处理 C 和 C++，所以你应该指明你需要一个C程序。在某些产品，可以使用项目类型来指明希望使用 C。

> 而在其他一些产品，如 Microsoft Visual C++中，可以使用.c文件扩展名来指明希望使用 C 而不是 C++。然而，大多数 C 程序也可以作为 C++程序运行。

![4ea208a3edf3eba3d471fff110a75d1c.png][]

可能大家在写完一个程序之后会遇到一个问题：显示程序执行的窗口在程序终止时突然消失，也就是程序运行后窗口一闪而过。

如果遇到这种情况，那么可以使程序暂停，直到按下 Enter键。要做到这一点，请在程序的末尾，恰好在 return 语句之前，添加下面的一行：

> getchar()；

该行读取一次按键，因此程序将暂停直到按下 Enter 键时。有时，根据程序函数的需要，可能已经有一个等待按键的指令。在这种情况下，需要使用 getchar（）两次：

> getchar();
> 
> getchar();

例如，如果程序最后做的事情是请你输入你的体重，那么就应当键入你的体重并按 Enter 键以输入数据。

程序将读取体重，第1个getchar（）将读取 Enter键，第2个getchar（）将导致程序暂停，直到再次按下 Enter键。如果现在你对此还不太理解，那么在学习更多关于 C 输入的知识后你就明白了。

虽然各种IDE都有许多共同的原则，但在细节方面会因产品而异，而在一个产品系列中，又会因版本而异。你必须要经过一些实践，才能知道编译器的正确工作方式。

![674080638173108e652d6713d347bc7a.png][]

### 语言标准 ###

目前，有许多 C 实现方式可用。理想情况下，编写 C 程序时，假如该程序末使用机器特定的编程技能，则它在任何实现方式中的运行应该是相同的。要在实践中做到这一点，不同的实现方式需要遵守一个公认的标准。

首先说明一点，C语言并没有官方的标准。

> 不过，Brian Kernighan 和 Dennis Ritchie 编写的 The C Programming Language 第1版（1978）成为大家接受的标准，通常称为 K&R C 或经典 C。

**第1个 ANSI/ISO C 标准**

随着 C语言的发展和更加广泛地用于更多种类的系统上，使用 C 的群体意识到它需要一个更加全面，新颖和严格的标准。

为了满足这一要求，美国国家标准代组织（ANSI）在1983年设立了一个委员会以发展一个新的标准，该标准于1989年正式采用。

这个新标准（ANSI C）定义了语言和一个标准 C 库。国标标准化组织于1990年采用一个 C 标准 （ISO C ）。

> ISO C 和 ANSI C 实质上是同一个标准。ANSI/ISO标准最终版本通常被称为 C89 （因为 ANSI于1989年批准了该标准） 或 C90（因为 ISO 于1990年批准了该标准）。然而，因为 ANSI版本是首先出现的，所以人们通常使用ANSI C这一术语。

![51e3542ac3142393bc7f38dc97b0f76b.png][]

## ##

### C99 标准 ###

1994年，修订标准的工作开始了，这一努力的结果是产生了 C99标准。

一个联合 ANSI/ISO委员会签署了 C90标准的最初原则，包括保持言语短小而简单。他们的意图不是为语言添加新的特性，而是为了满足新的目标。

**新目标之一是支持国际化编程。**

> 例如，提供了处理国际字符集的方法。第二个目标是“整理现有的惯例以解决明显的缺点”。因此，在遇到需要将 C 移植到 64 位处理器时，委员会根据在真实生活中处理问题的人的经验来添加标准。第三个目标是针对科学和工程项目的重要数字计算改进 C 的适应能力。

国际化，修正其不足和改进计算的实用性这三点是主要的面向改变的目标。形成在关于更改的计划在性质上更加保守，例如，让与 C90 和 C++ 的不兼容性达到最小，让语言在概念上保持简单。肩带来说就是希望 C++成为重要的和强有力的语言。

结果是 C99 的修改保持了 C 的本质特性，C 继续是一种简短，清楚，高效的语言。

书中指出了 C99中的许多修改。因为目前大多数编译器没有完全实现所有 C99的修改，所以你可以会发现一些修改在你的系统上不可用。或者你可能会发现，只有修改编译器的设置以后，才能够看到一些 C99 的特性。

![dd9503be2b4f109c6c0bfbaf035d56a0.png][]

### 总结 ###

C 是一种强大，简洁的编程语言。之所以流行是因为它提供了有用的编程工具和对硬件良好的控制，还因为 C 程序在从一个系统向另一个系统移植方面比大多数程序更容易。C 是一种需要编译的语言。C 编译器和链接器是将 C 语言源代码转换成可执行代码的程序。

用 C 编程可能很费力，困难并让你感到灰心，但这一工作也可能让你着迷，兴奋和感到满意。

![663f268d9dd9f0094cf74e4a08263ab4.png][]

最后，不管你是转行也好，初学也罢，进阶也可，如果你想学编程~

【**值得关注**】我的**[ C/C++编程学习交流俱乐部！][C_C]****【点击进入】**

问题答疑，学习交流，技术探讨，还有超多编程资源大全，零基础的视频也超棒~

[34d537b6c207cf6f16a103253e2066ab.png]: /images/20221120/660183f636f14f958fe8f8c446dd9c1a.png
[eb016547cb0f7d9de407d158dcd785ec.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/eb016547cb0f7d9de407d158dcd785ec.png
[84e0b0a5b3c7e64cd7cc8e390b03f949.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/84e0b0a5b3c7e64cd7cc8e390b03f949.png
[4ea208a3edf3eba3d471fff110a75d1c.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4ea208a3edf3eba3d471fff110a75d1c.png
[674080638173108e652d6713d347bc7a.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/674080638173108e652d6713d347bc7a.png
[51e3542ac3142393bc7f38dc97b0f76b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/51e3542ac3142393bc7f38dc97b0f76b.png
[dd9503be2b4f109c6c0bfbaf035d56a0.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/dd9503be2b4f109c6c0bfbaf035d56a0.png
[663f268d9dd9f0094cf74e4a08263ab4.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/663f268d9dd9f0094cf74e4a08263ab4.png
[C_C]: https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=DJSbr1Rp