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2019-10-30 08:43| 投稿: |来自:


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摘要: C语言发展简史起源1972年,贝尔实验室的Dennis Ritchie和Ken Thompson在开发Unix操作系统时设计了C语言,该操作系统的90%以上的代码都是由C语言实现,后期的Linux,macOS,Android,IOS都是基于Unix发展而来的。标准1987 ...

C语言发展简史

  • 起源

1972年,贝尔实验室的Dennis Ritchie和Ken Thompson在开发Unix操作系统时设计了C语言,该操作系统的90%以上的代码都是由C语言实现,后期的Linux,macOS,Android,IOS都是基于Unix发展而来的。

  • 标准

1987年Dennis Ritchie和Brian Kernighan编写了The C Programming Language第一版是公认的C标准实现,而没有定义C库。

而后期ANSI/ISO先后于1990年、1999年和2011年发布了C90标准、C99标准和C11标准,该标准定义了C语言和C标准库。

C语言特性

C语言作为面向过程的高级程序设计语言,能够轻松的实现自顶向下的规划、结构化编程和模块化设计,这样使得程序结构更加简洁,可扩展性强以及更加容易维护。

而且C语言有着高效(执行速度快)、功能强大(嵌套汇编)以及可移植性(标准库可移植)、功能强大等优点,而且也存在着对系统平台库依赖严重,由于编程风格自由,经验不足也会容易导致出错,编写代码实现周期长,同样的代码在不同的操作系统(或者编译器)下可能会有不同的表现等缺点。

C语言应用场景

C语言偏向硬件驱动、操作系统、底层应用(数据库、编译器)、嵌入式应用开发、游戏引擎等应用场景。

硬件驱动的绝大部分实现是由C语言和汇编语言实现的。

主流操作系统(Unix,Linux,macOS,Windows,Android,iOS)的底层实现都是由C语言和部分汇编实现的。

C++,Java,Python,Swift的编译器或者解释器都是由C语言实现的。

Git,Nginx,Redis,MySQL,Apache,Linux Kernel都是使用C语言实现的,而且都是开放源代码的,大部分代码可以在GitHub中获取到,可以通过阅读源码提升自己的设计和编码能力。

使用Visual Studio Code+gcc 开发C程序

Visual Studio Code下载与安装

HelloWorld是学习一门编程语言的入门程序,如果你能独立编写并运行HelloWorld,那么就意味着迈入了编程的大门了。

Visual Studio Code是微软推出的一款开源、跨平台(Windows,Ubuntu,macOS)的编辑器,这里使用它来编写C语言的源代码,当然除了编写C代码之外,还可以用来编写C++,Java,Python,Go,JavaScript,PHP程序等等。

为什么首先要使用Visual Studio Code来编写第一个C程序呢,因为Visual Studio Code只是一个编辑器,用于编写源码,并不提供编译或者解释运行程序的功能。

通过它来对比之前介绍的IDE,体验下使用IDE开发程序带来的好处,也有利于理解IDE背后的相关机制。

在使用Visual Studio Code之前首先去官网下载

然后傻瓜一键式安装,安装完成以后启动Visual Studio Code会看到启动界面。

关于Visual Studio Code的详细使用可以参考官方提供的文档。

使用Visual Studio编辑源文件

1。在系统的D盘下创建目录vs_code\c用于存放C语言的源程序(即C代码)

2.在Visual Studio Code中将D:\vs_code\c目录添加到工作区的文件夹

选择D:\vs_code\c文件夹作为Visual Studio开发C程序的工作区

3.在工作区D:\vs_code\c目录下创建源文件helloworld.c,C语言的源文件都是以.c结尾的,并编写以下内容

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]){
printf("Windows10 1903 & Visual Studio Code Hello World With C \n");
return 0;
}


helloworld.c



gcc安装与配置

当源文件编辑好完成以后,需要安装和配置gcc,因为Visual Studio Code并没有提供编译C程序的功能。

如果你之前已经下载安装过Qt,那么恭喜不用额外安装gcc,因为Qt已经集成了编译器。

只需要将gcc在Qt的bin目录: C:\Qt\Qt5.13.0\Tools\mingw730_64\bin 添加至PATH环境变量即可。

当在终端上执行gcc命令时系统会从该目录寻找gcc对应的可执行程序gcc.exe。

当gcc的PATH环境变量配置成功之后,便可以打开命令提示符(即终端),输入gcc -v便可查看gcc版本信息

  1. 编译源文件
  2. 在源文件helloworld.c所在的目录地址栏(例如D:\vs_code\c)输入cmd并回车即可打开终端,此时终端的路径正好是在D:\vs_code\c,然后使用gcc helloworld.c 编译源文件,Windows上gcc默认会编译生成可执行文件a.exe,Linux下gcc默认会编译生成a.out。

然后在终端上运行a.exe,程序会将字符串Windows10 1903 & Visual Studio Code Hello World With C输出到终端上。

如果想要改变编译生成的可执行文件名称,使用gcc时可以使用-o选项实现

理解gcc编译过程

刚才在使用gcc编译helloworld时一次性编译链接生成了可执行文件(例如helloworld.exe),而实际上gcc在编译程序时要经历预处理、编译、汇编、链接四个步骤,每个步骤gcc都提供了对应的选项(链接除外),并且每个步骤生成的文件后缀名也是不一样的。

这里编写源文件gcc_compile_option。c,用于测试gcc的各个编译选项,如果想要查看gcc命令的所有选项,可以使用gcc --help查看所有选项及其说明

#include <stdio.h> 
#define PI 3.141592 //宏定义
int main(int argc, char *argv[]){
printf("PI = %f \n",PI);
return 0;
}
  • 预处理

预处理主要是头文件包含、宏替换以及条件编译,预处理阶段不会做语法检查。

预处理生成的文件后缀名通常是.i,而对应的gcc选项是-E。

gcc预处理命令案例

gcc -E gcc_compile_option.c -o gcc_compile_option.i

这里预编译会将头文件stdio.h的内容复制到gcc_compile_option.i头文件中,并且将使用#define PI 3.141592的宏进行替换,因此最后运行程序时会看到终端上输出PI =3.141592

  • 编译

编译是将预处理完成的文件编译成汇编文件。

编译生成的文件后缀名通常是.s,而对应的gcc选项是-S。

gcc编译案例

gcc -S gcc_compile_option.i -o gcc_compile_option.s
  • 汇编

汇编是将汇编文件生成对应的二进制文件。

汇编生成的文件后缀名通常是。o,而对应的gcc选项是-c。

gcc汇编案例

gcc -c gcc_compile_option.c -o gcc_compile_option.o
  • 链接

将各个二进制文件加上库函数、启动代码链接生成可执行文件。

链接没有特定的gcc选项,windows上的可执行文件名为.exe,linux上可执行文件后缀名为.out。

gcc 链接案例

 gcc gcc_compile_option.o -o gcc_compile_option.exe


gcc 预处理、编译、汇编、链接、运行



C语言集成开发环境搭建

目前主流的操作系统(Windows,Linux,macOS)都有完善的C语言集成开发环境,用于编辑、编译、调试、打包部署C程序。

C语言集成开发环境

Windows作为世界上最流行的桌面操作系统,当前最新版本为Windows10 1903,VisualStudio作为Windows上最强大的集成开发环境,可以开发Windows软件,游戏,Web应用等等,最新版本为VisualStudio2019 16。2。2。

Visual Studio 2019启动界面

Ubuntu作为最受欢迎的桌面版Linux系统之一,推荐采用跨平台的集成开发环境Qt来编写C/C程序。

QT Creator

macOS平台推荐使用XCode来编写C/C程序,而且XCode在macOS系统上是自带的,无需额外安装。

XCode

除此以外还有些跨平台的C/C++ 开发工具,例如来自Jetbrains公司的CLion也可以用来编写C/C++程序。

CLion

关于IDE的安装以及使用,它们的官网都提供了详细的教程,同学们可以自行去查阅。

C语言学习过程中会使用Windows10 1903+Visual Studio 2019作为主力开发环境,如果没有特别的说明,默认的环境就是Windows10 1903和Visual Studio 2019。

使用Visual Studio 2019开发C程序

  1. 创建新项目

2.选择基于C++的空项目

3.配置新项目

设置项目名称为c-core-foundational,

项目路径位于d:workspace\c\visualstudio2019,

解决方案名称为c-core。

Visual Studio 2019中一个解决方案会有多个项目。



配置新项目

项目概览

4. 创建筛选器

筛选器用于存放不同阶段的代码,在项目的源文件下创建筛选器net/ittimeline/c/foundational/object

5.编写helloworld

首先选中筛选器net/ittimline/c/foundational/object

然后选择基于C++文件,创建源文件helloworld.c

然后编辑源文件

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
printf("Windows10 1903 & Visual Studio 2019 Hello World With C \n");
return 0;
}

6.gcc编译运行helloworld.c

首先选择项目c-core-foundational,然后鼠标右键选中在文件资源管理器打开。

此时会打开文件资源管理器,并且路径是D:\workspace\c\visualstuido2019\c-core\c-core-foundational


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本文出自:https://www.toutiao.com/a6752677559860724227/

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