分析第一個C語言程序

前面我們給出了一段最簡單的C語言代碼，並演示了如何在不同的平台下進行編譯，這節我們來分析一下這段代碼，讓讀者有個整體的認識。代碼如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    puts("C語言中文網");
    return 0;
}

函數的概念

先來看第4行代碼，這行代碼會在顯示器上輸出“C語言中文網”。前面我們已經講過，puts 後面要帶( )，字符串也要放在( )中。

在C語言中，有的語句使用時不能帶括號，有的語句必須帶括號。帶括號的稱為函數（Function）。

C語言提供了很多功能，例如輸入輸出、獲得日期時間、文件操作等，我們只需要一句簡單的代碼就能夠使用。但是這些功能的底層都比較復雜，通常是軟件和硬件的結合，還要要考慮很多細節和邊界，如果將這些功能都交給程序員去完成，那將極大增加程序員的學習成本，降低編程效率。

好在C語言的開發者們為我們做了一件好事，他們已經編寫了大量代碼，將常見的基本功能都完成了，我們可以直接拿來使用。但是現在問題來了，那麼多代碼，如何從中找到自己需要的呢？一股腦將所有代碼都拿來顯然是非常不明智的。

這些代碼，早已被分門別類地放在了不同的文件中，並且每一段代碼都有唯一的名字。使用代碼時，只要在對應的名字後面加上( )就可以。這樣的一段代碼能夠獨立地完成某個功能，一次編寫完成後可以重復使用，被稱為函數（Function）。讀者可以認為，函數就是一段可以重復使用的代碼。

函數的一個明顯特征就是使用時必須帶括號( )，必要的話，括號中還可以包含待處理的數據。例如puts("C語言中文網")就使用了一段具有輸出功能的代碼，這段代碼的名字是 puts，"C語言中文網" 是要交給這段代碼處理的數據。使用函數在編程中有專業的稱呼，叫做函數調用（Function Call）。

如果函數需要處理多個數據，那麼它們之間使用逗號,分隔，例如：

pow(10, 2);

該函數用來求10的2次方。

需要注意的是，C語言中的函數和數學中的函數不是同一個概念，不要拿兩者對比。函數的英文名稱是 Function，它還有“功能”的意思。大陸將 Function 翻譯為“函數”，而台灣地區翻譯為“函式”，讀者要注意區分。

自定義函數和main函數

C語言自帶的函數稱為庫函數（Library Function）。庫（Library）是編程中的一個基本概念，可以簡單地認為它是一些列函數的集合，在磁盤上往往是一個文件夾。C語言自帶的庫稱為標准庫（Standard Library），其他公司或個人開發的庫稱為第三方庫（Third-Party Library）。

除了庫函數，我們還可以編寫自己的函數，拓展程序的功能。自己編寫的函數稱為自定義函數。自定義函數和庫函數在編寫和使用方式上完全相同，只是由不同的機構來編寫。

示例中第2~6行代碼就是我們自己編寫的一個函數。main 是函數的名字，( ) 表明這是函數定義，{ } 之間的代碼是函數要實現的功能。

函數可以接收待處理的數據，同樣可以將處理結果告訴我們；使用return可以告知處理結果。示例中第5行代碼表明，main 函數的處理結果是整數 0。return 可以翻譯為“返回”，所以函數的處理結果被稱為返回值（Return Value）。

第2行代碼中，int 是 integer 的簡寫，意為“整數”。它告訴我們，函數的返回值是整數。

需要注意的是，示例中的自定義函數必須命名為 main。C語言規定，一個程序必須有且只有一個 main 函數。main 被稱為主函數，是程序的入口函數，程序運行時從 main 函數開始，直到 main 函數結束（遇到 return 或者執行到函數末尾時，函數才結束）。

也就是說，沒有 main 函數程序將不知道從哪裡開始執行，運行時會報錯。

綜上所述：第2~6行代碼定義了主函數 main，它的返回值是整數 0，程序將從這裡開始執行。main 函數的返回值在程序運行結束時由系統接收。

關於自定義函數的更多內容，我們將在《C語言函數》一章中詳細講解，這裡不再展開討論。

有的教材中將 main 函數寫作：

void main()
{
    // Some Code...
}

這在 VC6.0 下能夠通過編譯，但在 C-Free、GCC 中卻會報錯，因為這不是標准的 main 函數的寫法，大家不要被誤導，最好按照示例中的格式來寫。

頭文件的概念

還有最後一個問題，示例中第1行的#include <stdio.h>是什麼意思呢？

C語言開發者們編寫了很多常用函數，並分門別類的放在了不同的文件，這些文件就稱為頭文件（header file）。每個頭文件中都包含了若干個功能類似的函數，調用某個函數時，要引入對應的頭文件，否則編譯器找不到函數。

實際上，頭文件往往只包含函數的說明，也就是告訴我們函數怎麼用，而函數本身保存在其他文件中，在鏈接時才會找到。對於初學者，可以暫時理解為頭文件中包含了若干函數。

引入頭文件使用#include命令，並將文件名放在< >中，#include 和 < > 之間可以有空格，也可以沒有。

頭文件以.h為後綴，而C語言代碼文件以.c為後綴，它們都是文本文件，沒有本質上的區別，#include 命令的作用也僅僅是將頭文件中的文本復制到當前文件，然後和當前文件一起編譯。你可以嘗試將頭文件中的內容復制到當前文件，那樣也可以不引入頭文件。

.h中代碼的語法規則和.c中是一樣的，你也可以#include <xxx.c>，這是完全正確的。不過實際開發中沒有人會這樣做，這樣看起來非常不專業，也不規范。

較早的C語言標准庫包含了15個頭文件，stdio.h 和 stdlib.h 是最常用的兩個：

• stdio 是 standard input ouput 的縮寫，stdio.h 被稱為“標准輸入輸出文件”，包含的函數大都和輸入輸出有關，puts() 就是其中之一。
• stdlib 是 standard library 的縮寫，stdlib.h 被稱為“標准庫文件”，包含的函數比較雜亂，多是一些通用工具型函數，system() 就是其中之一。

最後的總結

初學編程，有很多基本概念需要了解，本節就涉及到很多，建議大家把上面的內容多讀幾遍，必將有所收獲。

本節開頭的示例是一個C語言程序的基本結構，我們不妨整理一下思路，從整體上再分析一遍：
1) 第1行引入頭文件 stdio.h，這是編程中最常用的一個頭文件。頭文件不是必須要引入的，我們用到了 puts 函數，所以才引入 stdio.h。例如下面的代碼完全正確：

int main()
{
    return 0;
}

我們沒有調用任何函數，所以不必引入頭文件。

2) 第2行開始定義主函數 main。main 是程序的入口函數，一個C程序必須有 main 函數，而且只能有一個。

3) 第4行調用 puts 函數向顯示器輸出字符串。

4) 第5行是 main 函數的返回值。程序運行正確一般返回 0。