C语言作为一种经典且高效的通用编程语言，在系统编程、嵌入式开发和高性能计算等领域有着广泛的应用。其简洁、灵活以及强大的可移植性使得C语言成为许多现代编程语言的基础。

C语言的基本组成 - 令牌（Token）

在C语言中，令牌是构成程序的基本单位。编译器在对程序进行词法分析时，会将源代码分解为一系列令牌。C语言中的令牌主要包括：

  • 关键字（Keywords）：C语言预定义的保留字，不能作为变量名或函数名。

  • 标识符（Identifiers）：用于命名变量、函数或数组，由字母、数字、下划线组成，但第一个字符必须是字母或下划线。

  • 常量（Constants）：程序中不可改变的固定值，分为整型、浮点型、字符型、枚举常量等。

  • 字符串字面量（String Literals）：用双引号包围的一系列字符，以\0结尾。

  • 运算符（Operators）：执行算术、逻辑、关系等运算的符号。

  • 分隔符（Separators）：用于分隔语句或表达式，如逗号、分号、括号等。

复杂C程序结构示例

下面是一个更加详细的程序示例：

#include <stdio.h>   // 包含标准输入输出库

#define PI 3.14159   // 宏定义常量

// 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);

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

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

    return 0;
}

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

头文件包含

  • 头文件通常在程序的开头使用 #include 指令包含。头文件提供了函数和库的声明，如标准输入输出库 <stdio.h>、标准库 <stdlib.h> 等。它们定义了函数、宏、常量等使程序能够使用预定义的库函数。

  • 示例：#include <stdio.h>

宏定义

  • 宏是通过 #define 指令定义的符号常量或代码片段。宏在编译前由预处理器替换为其定义的内容。常用于定义常量或者复杂的代码块。

  • 示例：#define PI 3.14159

函数声明

  • 在 C 语言中，函数的声明必须在函数定义或调用之前。声明提供了函数的返回类型、函数名和参数列表，以便编译器知道如何调用该函数。

  • 示例：int add(int a, int b);

主函数

  • main() 函数是 C 程序的入口点，每个 C 程序都必须包含一个 main() 函数。程序从 main() 开始执行，返回值通常为 0 表示程序成功执行。

  • 示例：int main() { ... }

变量声明

  • 在 C 程序中，所有变量必须在使用前声明。变量可以在 main() 函数中声明，也可以在其他函数中或全局声明。

  • 示例：

    printf("Enter two integers: ");
sum = add(num1, num2);

语句和表达式

  • 语句是 C 程序的基本执行单元，通常是函数调用、赋值、控制语句（如 if、for 等）或表达式。表达式是由变量、操作符和常量组成的代码片段。

  • 示例：

    printf("Enter two integers: ");
sum = add(num1, num2);

控制流语句

  • 控制流语句用于控制程序执行的顺序，包括 if、for、while、do-while 等循环和条件分支语句。

  • 示例：

    if (num1 > num2) {
    printf("num1 is greater than num2");
}

函数定义

  • 函数定义包含实际的函数体，它描述了函数的具体实现。函数通常包含参数、局部变量和返回值。

  • 示例：

    int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

返回语句

  • return 语句用于终止函数的执行，并将控制权交还给调用函数。main() 函数的返回值通常是 0 表示正常执行。

  • 示例：return 0;

分隔符

分隔符用于分隔语句和表达式，常见的分隔符包括：

  • 逗号 , ：用于分隔变量声明或函数参数。

  • 分号 ; ：用于结束语句。

  • 括号：

    • 圆括号 () 用于分组表达式、函数调用。

    • 花括号 {} 用于定义代码块。

    • 方括号 [] 用于数组下标。

在 C 程序中，分号 ; 是语句结束符，也就是说，每个语句必须以分号结束，它表明一个逻辑实体的结束。

例如，下面是两个不同的语句：

printf("Hello, World! \n");
return 0;

个单独的分号也可以作为一个空语句，表示什么都不做。例如：

;

注释

C 语言有两种注释方式：

// 单行注释

以 // 开始的单行注释，这种注释可以单独占一行。

/* 单行注释 */
/* 
 多行注释
 多行注释
 多行注释
 */

/* */ 这种格式的注释可以单行或多行。

// 这是单行注释

/*
这是多行注释
它可以跨越多行
*/

int main() {
    // 打印一条消息
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

您不能在注释内嵌套注释，注释也不能出现在字符串或字符值中。

标识符

标识符是程序中变量、函数、数组等的名字。标识符由字母（大写或小写）、数字和下划线组成，但第一个字符必须是字母或下划线，不能是数字。

一个标识符以字母 A-Z 或 a-z 或下划线 _ 开始，后跟零个或多个字母、下划线和数字（0-9）。

C 标识符内不允许出现标点字符，比如 @、$ 和 %。C 是区分大小写的编程语言。因此，在 C 中，Manpower 和 manpower 是两个不同的标识符。下面列出几个有效的标识符：

mohd       zara    abc   move_name  a_123
myname50   _temp   j     a23b9      retVal

常量

常量是固定值，在程序执行期间不会改变。

常量可以是整型常量、浮点型常量、字符常量、枚举常量等。

const int MAX = 100;  // 整型常量
const float PI = 3.14;  // 浮点型常量
const char NEWLINE = '\n';  // 字符常量

字符串字面量

字符串字面量是由双引号括起来的字符序列。

字符串末尾会自动添加一个空字符 \0。

char greeting[] = "Hello, World!";

运算符（Operators）

运算符用于执行各种操作，如算术运算、逻辑运算、比较运算等。

C 语言中的运算符种类繁多，常见的包括：

  • 算术运算符：+, -, *, /, %

  • 关系运算符：==, !=, >, <, >=, <=

  • 逻辑运算符：&&, ||, !

  • 位运算符：&, |, ^, ~, <<, >>

  • 赋值运算符：=, +=, -=, *=, /=, %=

  • 其他运算符：sizeof, ?:, &, *, ->, .

int a = 5, b = 10;
int sum = a + b;  // 使用算术运算符 +
int isEqual = (a == b);  // 使用关系运算符 ==

C 中的空格

只包含空格的行，被称为空白行，可能带有注释，C 编译器会完全忽略它。

在 C 中，空格用于描述空白符、制表符、换行符和注释。空格分隔语句的各个部分，让编译器能识别语句中的某个元素（比如 int）在哪里结束，下一个元素在哪里开始。因此，在下面的语句中：

int age;

在这里，int 和 age 之间必须至少有一个空格字符（通常是一个空白符），这样编译器才能够区分它们。另一方面，在下面的语句中：

fruit = apples + oranges;   // 获取水果的总数

fruit 和 =，或者 = 和 apples 之间的空格字符不是必需的，但是为了增强可读性，您可以根据需要适当增加一些空格。