2. C语言 基础语法

前言

C 语言是一种经典的通用编程语言，凭借其高效、灵活、可移植性强的特点，在系统编程、嵌入式开发和高性能计算等领域得到了广泛应用。作为许多现代编程语言的基础，掌握 C 语言的基本语法是学习其他编程语言的关键。

本文将从 C 语言的基础语法出发，详细讲解其核心概念，帮助读者理解并掌握 C 语言的编程技巧。

1. C 语言的基础结构

1.1 C 程序的基本构成

每个 C 程序都由若干部分组成，最基本的结构包括：

1. 头文件引用：通过 #include 指令包含必要的库文件，以便使用预定义的函数。
2. 宏定义：使用 #define 定义常量或代码片段，供程序使用。
3. 主函数：每个 C 程序都必须包含一个 main() 函数，这是程序执行的入口。
4. 变量声明：在函数中声明并初始化变量。
5. 函数定义：定义程序所需的函数，以实现具体功能。

1.2 一个简单的 C 程序实例

#include <stdio.h>  // 引入标准输入输出库

int main() {
    printf("Hello, World!\n");  // 输出一行文字
    return 0;  // 返回 0，表示程序成功执行
}

解释：

• #include <stdio.h>：引入标准输入输出库，使用 printf 函数。
• int main()：main 函数是程序的入口点，返回 0 表示程序正常执行结束。
• printf：标准库函数，用于输出文本。

1.3 复杂的 C 程序结构

一个稍微复杂的 C 程序可能包含更多的功能，比如输入输出、函数调用等：

#include <stdio.h>  // 引入标准输入输出库

#define PI 3.14159   // 定义常量 PI

// 函数声明
int add(int a, int b);

int main() {
    int num1, num2, sum;  // 变量声明

    // 用户输入
    printf("Enter two integers: ");
    scanf("%d %d", &num1, &num2);

    // 函数调用
    sum = add(num1, num2);

    // 输出结果
    printf("Sum: %d\n", sum);

    return 0;  // 返回 0，表示程序成功执行
}

// 函数定义
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

解释：

• #define PI 3.14159：定义了一个常量 PI，在程序中可以随时使用。
• scanf：用来从标准输入获取用户输入。
• add：一个自定义的函数，用于计算两个整数的和。

2. C 语言的基本构成单元

C 语言的程序由多种不同的构成单元（称为令牌）组成。每个令牌都有特定的功能，编译器通过对代码进行词法分析，将源代码分解成一个个令牌。C 语言中的令牌主要有以下几种类型：

• 关键字（Keywords）
• 标识符（Identifiers）
• 常量（Constants）
• 字符串字面量（String Literals）
• 运算符（Operators）
• 分隔符（Separators）

2.1 关键字

C 语言有一组保留字，称为关键字，它们是语言的基础语法单位，具有特定的含义。以下是 C 语言的关键字列表：

标准关键字

C99 新增关键字

C11 新增关键字

关键字的使用：
关键字在程序中有固定的含义，因此不能作为标识符（如变量名或函数名）使用。关键字定义了程序控制流、数据类型、存储类型等。

2.2 标识符

标识符是程序中变量、函数、数组等的名称。C 语言的标识符命名规则如下：

1. 标识符只能由字母（A-Z、a-z）、数字（0-9）和下划线（_）组成，但第一个字符不能是数字。
2. C 语言对标识符的大小写敏感，因此 variable 和 Variable 是不同的标识符。
3. 标识符不能使用关键字名称。

有效的标识符例子：

• total_sum
• averageScore
• _temp
• result1

2.3 常量

常量是指程序运行期间其值不可改变的数据。常量有多种类型，主要包括：

• 整型常量：如 10、-5
• 浮点型常量：如 3.14、-0.5
• 字符常量：如 'a'、'1'
• 字符串常量：如 "Hello, World!"

声明常量的方式通常使用 const 关键字：

const int MAX_SIZE = 100;  // 整型常量
const float PI = 3.14159;  // 浮点型常量
const char NEWLINE = '\n';  // 字符常量

2.4 注释

C 语言支持两种类型的注释：

1. 单行注释：以 // 开始，注释内容直到行尾。

   // 这是一个单行注释
   

2. 多行注释：以 /* 开始，以 */ 结束，可以跨越多行。

   /*
     这是一个多行注释
     可以写很多行
   */
   

注意：

• 注释不能嵌套，即不能在一个注释中再使用注释符号。
• 注释对程序的执行没有影响，它们仅用于代码说明。

3. 语句与表达式

在 C 语言中，语句是执行单元，而表达式是由运算符、变量和常量组成的表达式片段。

3.1 语句

C 语言中的语句包括：

• 表达式语句：如赋值语句、函数调用语句。

  sum = a + b;
  printf("Hello, World!\n");
  

• 控制语句：如条件语句和循环语句。

  if (x > y) {
      printf("x is greater than y");
  }
  

3.2 表达式

表达式是由操作数（常量、变量）和运算符组成的运算单位。常见的运算符包括：

• 算术运算符：+、-、*、/、%
• 关系运算符：==、!=、>、<、>=、<=
• 逻辑运算符：&&、||、!

例如：

int a = 5, b = 10;
int sum = a + b;  // 使用算术运算符 +

4. 分隔符与空格

4.1 分隔符

C 语言中的分隔符用于分隔语句、表达式或声明。常见的分隔符包括：

• 逗号（,）：分隔变量或函数参数。
• 分号（;）：结束语句。
• 括号（()）：分组表达式或函数调用。
• 花括号（{}）：定义代码块。
• 方括号（[]）：表示数组下标。

4.2 空格与空白符

空格在 C 语言中主要用来分隔关键字、标识符和操作符等，帮助编译器识别