LINUX-C成长之路（一）：LINUX下C编程概要

由于C语言是进入LINUX开发，尤其是LINUX底层开发的必备技能，因此掌握C语言也成为很多想从事LINUX相关开发工作的朋友的一道坎，C语言较之其他编程语言，特点是简洁高效，没有过多冗余鸡肋的概念，本博客打算用连载的方式，将LINUX下的C语言编程所涉及的所有技术点一一剖析和展现，为了避免陷入教条式讲解的歧途，我将采用各个击破的方式，每一篇博客集中讨论关键点问题，让读者一目了然。

打算用点时间将C语言梳理一下，分布在以下10个章节中：

LINUX-C成长之路（一）：LINUX下C编程概要

LINUX-C成长之路（二）：基本数据类型

LINUX-C成长之路（三）：基本IO函数操作

LINUX-C成长之路（四）：运算符

LINUX-C成长之路（五）：控制流

LINUX-C成长之路（六）：函数要义

LINUX-C成长之路（七）：数组与指针

LINUX-C成长之路（八）：存储类，动态内存

LINUX-C成长之路（九）：复合数据类型

LINUX-C成长之路（十）：其他高级议题

以下是C语言成长之路第一节：LINUX下C编程概要

第一个问题，假设我是一个初学者，我需要学习的第一个知识并非C语言本身，而是可供我编辑、编译、验证乃至调试C语言程序的编程环境，如果你没有一个合适的编程环境，那么C语言的学习将是空中楼阁，无从谈起。

因此我们的第一个任务便是搭建一个属于自己的编程平台，由于针对LINUX编程，我推荐大家直接使用LINUX系统，LINUX系统有许多发行版，选择一个易用的就行了，比如我比较推荐ubuntu，redhat也是一款很成熟的LINUX操作系统，但是redhat作为服务器LINUX加载的服务太多，我们拿着这么一台为服务器准备的系统当成PC来用不大合适，比如开关机时间就很长（服务器一般不会天天开关机）。

ubuntu操作系统的安装ISO镜像在网上到处都有，也可以通过ubuntu的官网下载：http://www.ubuntu.com/。下载下来之后可以安装在虚拟机里，也可以刻成光盘安装在硬盘上，随你喜好。

好了，下面来正式讲解C编程技术。这里，我们先不要着急去学习具体的语法点，而是来个统观全局，看看一个C程序是长成什么样子的，有哪些要注意的地方，撇开语法细节，注重整体的程序编写布局和规范，这是一个非常重要的步骤。就像厨师学厨艺，不是一来就马上学习每一道菜怎么做，而是先观察师傅做出来的菜是什么样的，从大的方面加以学习和模仿，学习如何将菜做的好看，摆放惹眼，然后再考虑好吃，营养丰富等方面，如果一盘菜看起来就让人倒胃口，即使再可口营养再丰富，也是大打折扣的。写代码也是一样的，一开始要学会如何组织你的代码，使人看起来舒服，样式规范，风格一致，然后再来讨论如何使得代码的性能更好，算法更紧凑。搞清写代码的总体要求，这样在后面的细节学习的时候，就有个总绳可以遵循。

下面是一个完整的C程序：

//example1.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>

int main(void)
{
        char buf[100];
        bzero(buf, 100);

        fgets(buf, 100, stdin);

        printf("you have input %d letters\n", strlen(buf));

        return 0;
}

 

//example1.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <strings.h>

int main(void)
{
        char buf[100];
        bzero(buf, 100);

        fgets(buf, 100, stdin);

        printf("you have input %d letters\n", strlen(buf));

        return 0;
}

注意观察上面的程序，有这么几个要点需要谨记：

1， 写程序的时候，代码块内部的代码，一定要有缩进，注意到在main函数中，左花括号和右花括号分别各自独占一行，而里面的代码统统缩进8个空格。注意，一定要缩进而且最好统一缩进8个空格，这样做的好处是使得代码块逻辑清晰，结构分明。

2，注意适当的地方要有空格，就像英文文档的普遍书写习惯一样，一般在标点符号的右边都空一下。另外，如果程序中有赋值号“=”也最好在左右两边空格一下，不要让你的代码统统挤在一起。

3，要注意在适当的地方有空行，比如在不同的逻辑块之间，在上面的例子中，写完最开头的三行#include语句之后，是main函数，它们之间没有紧密的逻辑关系，可以空行一下。另外在程序代码中，也要适当空行，不然你的代码将会很快使人疲乏，适当的空行会使生活更美好，而且空行空格是免费的，不要吝啬它们。

上面几点是编程规范，下面再来看看example1.c中具体的代码：

1，最开始的一行是//example1.c  这是一个注释语句，因为它以两个正斜杠开头。凡是以两个正斜杠//开头的语句，在C语言中都将被视为注释语句，所谓的注释语句就是在编译的时候会被丢弃的语句，这样的语句用于开发者在程序中书写自然语言，来对复杂的代码加以解释，方便阅读。

另外，C语言中的注释还可以是这样的形式：

/*  这是一行注释，对代码的运行不起任何作用 */

/*
    这样的注释是C语言的传统风格
    可以同时注释多行，但是不能嵌套
    这些注释语句在编译时都将被丢弃
*/

上面的注释语句是用/* ... ... */ 包含起来的。写注释是对阅读代码的人负责的表现，如果一个程序的实现逻辑非常复杂，并不能一眼能看懂，那么不加注释对于程序的阅读者和维护者而言将会是一场噩梦。那么注释写什么呢？答案是：写代码的功能，而不是写原理。比如你写了一个函数，这个函数用了高深的数学原理实现了求解某范围内的所有素数，那么你的注释写的就是它的功能：寻找素数。而不是写它是如何运用数学原理找到的。我们都是实用主义者，我们知道怎么用就行了，其他的不关心。

2，接下来的三行是预处理指令#include ....  所谓的预处理指令就是以#开头的语句。（除了黏贴符##之外，我们以后在讲解复杂宏的时候会讲解）预处理指令其实不是C语言的一部分，这些指令由专门的称之为预处理器的软件cpp来完成，而且#include <xxxxxx.h> 语句的作用就是将所指定的文件直接拷贝到当前行。这些文件的后缀是.h，h的意思就是head的意思，因此这些文件也被称为头文件，它们在哪儿呢？答案是系统的标准头文件路径中，一般是在/usr/include里面。

为什么要包含这三个头文件呢？我们就这个具体的例子而言，第一，我们用了库函数printf()，所以我们要包含stdio.h这个头文件，因为函数printf()的声明在stdio.h里面。同理，函数bzero()和函数strlen()的声明分别放在了strings.h和string.h里面，因此它们都需要被包含。关于函数的声明和使用，在后面详细讲解。

3，接下来是一个main函数：

int main(void)
{
        .... ....
}

请注意，C程序中，必须包含这么一个东西。这个叫做main函数的东西是整个程序的入口，换句话讲，不管你的这个函数写在哪里，你的程序执行的时候，都是从这个函数开始的，所以它叫主函数。注意这个主函数的书写规范：int main(void) 前面的int表示这个函数的返回值类型是整型，不可写成void也不可不写，有些书籍上面介绍C语言的时候，主函数的返回值类型不是int，那不是因为书写错了，而是因为那些书所介绍的C语言不是LINUX下的C语言，LINUX是遵循GNU-C语法的，因此我们现在学习的其实是GNU-C，所谓的GNU-C其实是一套在标准C语言的基础上带增强功能的C规范，那些增强的功能需要编译器额外的支持，所以我们用的编译器是gcc，在gcc编译器下的主函数返回值类型必须是int类型。

另外，main函数的参数是void，这表示此程序不需要任何命令行参数。main函数的参数还可以写成这样：main(int argc, char **argv) 这个我们留到后面再讲。

在函数体中，首先是定义了一个数组buf，然后用bzero()将它清零，然后用fgets()函数等待用户的输入，并将用户输入的字符串放置到数组buf中，然后用strlen()函数计算用户刚刚输入了几个字符，然后再用printf()将结果打印到屏幕上。

再来观察一下，程序的最后一行是一个return语句：return 0； 首先，这个return关键字有两个作用，第一：出现在普通函数中的时候，代表返回调用者。第二，出现在主函数中的时候，代表退出整个进程。这里是第二种情况。一旦程序执行到这个return语句，我们的这个程序就game over了！ 那么后面的那个0是神马呢？可不可以是1呢？ 2呢？ 答案是这样的：后面的那个数字就是main函数的退出值，这个退出值将会被传递给我们这个进程的“父进程”！ 是的，这个进程是有爸爸的，就像每个人都有父母一样。我们的进程在退出的时候将会把自己的情况报告给它的父进程，一般规则是：正常退出返回0，非正常退出返回非0. 我们的进程寿终而寝，属于正常退出，因此返回了一个0，否则如果是碰到了权限不足、内存不够、参数有误等等异常情况，导致程序无法执行下去，这时可以返回一个非0值来告诉它的老爸。

好了，这就是example1.c  你学到了多少呢？ 这个程序分析完了，我们想要来运行它，怎么运行呢？ 很简单，我们使用一款名为gcc的编译器，来对它进行编译，编译的命令如下：

vincent@ubuntu:~$ gcc example1.c -o example1 -Wall

上面的命令，表示使用gcc编译器，将example1.c 编译生成一个叫 example1 的文件，-Wall的意思是将所有的Warning打开，也就是说如果我们写的代码有任何语法问题，都欢迎gcc帮我们显示出来，我们不会怪罪它啰嗦，因为我们要学习嘛。（有时gcc是很罗嗦的，会爆出很多无关痛痒的警告）

这样，你就拥有了一个可执行文件 example1 了，执行它：

vincent@ubuntu:~$  ./example
hello
you have input 5 letters
vincent@ubuntu:~$

你输入了一个字符串 hello，程序帮你计算出来，你刚刚输入了 5 个字符。有趣吧？ 如果这是你第一次编写程序，能跟你的程序进行交互将会是一个极好的开端，下一节我们继续征战LINUX下C语言编程。