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2019-10-30 08:43| 投稿: xiaotiger |來自: 互聯網


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摘要: C語言發展簡史起源1972年,貝爾實驗室的Dennis Ritchie和Ken Thompson在開發Unix操作系統時設計了C語言,該操作系統的90%以上的代碼都是由C語言實現,后期的Linux,macOS,Android,IOS都是基于Unix發展而來的。標準1987 ...

C語言發展簡史

  • 起源

1972年,貝爾實驗室的Dennis Ritchie和Ken Thompson在開發Unix操作系統時設計了C語言,該操作系統的90%以上的代碼都是由C語言實現,后期的Linux,macOS,Android,IOS都是基于Unix發展而來的。

  • 標準

1987年Dennis Ritchie和Brian Kernighan編寫了The C Programming Language第一版是公認的C標準實現,而沒有定義C庫。

而后期ANSI/ISO先后于1990年、1999年和2011年發布了C90標準、C99標準和C11標準,該標準定義了C語言和C標準庫。

C語言特性

C語言作為面向過程的高級程序設計語言,能夠輕松的實現自頂向下的規劃、結構化編程和模塊化設計,這樣使得程序結構更加簡潔,可擴展性強以及更加容易維護。

而且C語言有著高效(執行速度快)、功能強大(嵌套匯編)以及可移植性(標準庫可移植)、功能強大等優點,而且也存在著對系統平臺庫依賴嚴重,由于編程風格自由,經驗不足也會容易導致出錯,編寫代碼實現周期長,同樣的代碼在不同的操作系統(或者編譯器)下可能會有不同的表現等缺點。

C語言應用場景

C語言偏向硬件驅動、操作系統、底層應用(數據庫、編譯器)、嵌入式應用開發、游戲引擎等應用場景。

硬件驅動的絕大部分實現是由C語言和匯編語言實現的。

主流操作系統(Unix,Linux,macOS,Windows,Android,iOS)的底層實現都是由C語言和部分匯編實現的。

C++,Java,Python,Swift的編譯器或者解釋器都是由C語言實現的。

Git,Nginx,Redis,MySQL,Apache,Linux Kernel都是使用C語言實現的,而且都是開放源代碼的,大部分代碼可以在GitHub中獲取到,可以通過閱讀源碼提升自己的設計和編碼能力。

使用Visual Studio Code+gcc 開發C程序

Visual Studio Code下載與安裝

HelloWorld是學習一門編程語言的入門程序,如果你能獨立編寫并運行HelloWorld,那么就意味著邁入了編程的大門了。

Visual Studio Code是微軟推出的一款開源、跨平臺(Windows,Ubuntu,macOS)的編輯器,這里使用它來編寫C語言的源代碼,當然除了編寫C代碼之外,還可以用來編寫C++,Java,Python,Go,JavaScript,PHP程序等等。

為什么首先要使用Visual Studio Code來編寫第一個C程序呢,因為Visual Studio Code只是一個編輯器,用于編寫源碼,并不提供編譯或者解釋運行程序的功能。

通過它來對比之前介紹的IDE,體驗下使用IDE開發程序帶來的好處,也有利于理解IDE背后的相關機制。

在使用Visual Studio Code之前首先去官網下載

然后傻瓜一鍵式安裝,安裝完成以后啟動Visual Studio Code會看到啟動界面。

關于Visual Studio Code的詳細使用可以參考官方提供的文檔。

使用Visual Studio編輯源文件

1.在系統的D盤下創建目錄vs_code\c用于存放C語言的源程序(即C代碼)

2.在Visual Studio Code中將D:\vs_code\c目錄添加到工作區的文件夾

選擇D:\vs_code\c文件夾作為Visual Studio開發C程序的工作區

3.在工作區D:\vs_code\c目錄下創建源文件helloworld.c,C語言的源文件都是以.c結尾的,并編寫以下內容

#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安裝與配置

當源文件編輯好完成以后,需要安裝和配置gcc,因為Visual Studio Code并沒有提供編譯C程序的功能。

如果你之前已經下載安裝過Qt,那么恭喜不用額外安裝gcc,因為Qt已經集成了編譯器。

只需要將gcc在Qt的bin目錄: C:\Qt\Qt5.13.0\Tools\mingw730_64\bin 添加至PATH環境變量即可。

當在終端上執行gcc命令時系統會從該目錄尋找gcc對應的可執行程序gcc.exe。

當gcc的PATH環境變量配置成功之后,便可以打開命令提示符(即終端),輸入gcc -v便可查看gcc版本信息

  1. 編譯源文件
  2. 在源文件helloworld.c所在的目錄地址欄(例如D:\vs_code\c)輸入cmd并回車即可打開終端,此時終端的路徑正好是在D:\vs_code\c,然后使用gcc helloworld.c 編譯源文件,Windows上gcc默認會編譯生成可執行文件a.exe,Linux下gcc默認會編譯生成a.out。

然后在終端上運行a.exe,程序會將字符串Windows10 1903 & Visual Studio Code Hello World With C輸出到終端上。

如果想要改變編譯生成的可執行文件名稱,使用gcc時可以使用-o選項實現

理解gcc編譯過程

剛才在使用gcc編譯helloworld時一次性編譯鏈接生成了可執行文件(例如helloworld.exe),而實際上gcc在編譯程序時要經歷預處理、編譯、匯編、鏈接四個步驟,每個步驟gcc都提供了對應的選項(鏈接除外),并且每個步驟生成的文件后綴名也是不一樣的。

這里編寫源文件gcc_compile_option.c,用于測試gcc的各個編譯選項,如果想要查看gcc命令的所有選項,可以使用gcc --help查看所有選項及其說明

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

預處理主要是頭文件包含、宏替換以及條件編譯,預處理階段不會做語法檢查。

預處理生成的文件后綴名通常是.i,而對應的gcc選項是-E。

gcc預處理命令案例

gcc -E gcc_compile_option.c -o gcc_compile_option.i

這里預編譯會將頭文件stdio.h的內容復制到gcc_compile_option.i頭文件中,并且將使用#define PI 3.141592的宏進行替換,因此最后運行程序時會看到終端上輸出PI =3.141592

  • 編譯

編譯是將預處理完成的文件編譯成匯編文件。

編譯生成的文件后綴名通常是.s,而對應的gcc選項是-S。

gcc編譯案例

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

匯編是將匯編文件生成對應的二進制文件。

匯編生成的文件后綴名通常是.o,而對應的gcc選項是-c。

gcc匯編案例

gcc -c gcc_compile_option.c -o gcc_compile_option.o
  • 鏈接

將各個二進制文件加上庫函數、啟動代碼鏈接生成可執行文件。

鏈接沒有特定的gcc選項,windows上的可執行文件名為.exe,linux上可執行文件后綴名為.out。

gcc 鏈接案例

 gcc gcc_compile_option.o -o gcc_compile_option.exe


gcc 預處理、編譯、匯編、鏈接、運行



C語言集成開發環境搭建

目前主流的操作系統(Windows,Linux,macOS)都有完善的C語言集成開發環境,用于編輯、編譯、調試、打包部署C程序。

C語言集成開發環境

Windows作為世界上最流行的桌面操作系統,當前最新版本為Windows10 1903,VisualStudio作為Windows上最強大的集成開發環境,可以開發Windows軟件,游戲,Web應用等等,最新版本為VisualStudio2019 16.2.2。

Visual Studio 2019啟動界面

Ubuntu作為最受歡迎的桌面版Linux系統之一,推薦采用跨平臺的集成開發環境Qt來編寫C/C程序。

QT Creator

macOS平臺推薦使用XCode來編寫C/C程序,而且XCode在macOS系統上是自帶的,無需額外安裝。

XCode

除此以外還有些跨平臺的C/C++ 開發工具,例如來自Jetbrains公司的CLion也可以用來編寫C/C++程序。

CLion

關于IDE的安裝以及使用,它們的官網都提供了詳細的教程,同學們可以自行去查閱。

C語言學習過程中會使用Windows10 1903+Visual Studio 2019作為主力開發環境,如果沒有特別的說明,默認的環境就是Windows10 1903和Visual Studio 2019。

使用Visual Studio 2019開發C程序

  1. 創建新項目

2.選擇基于C++的空項目

3.配置新項目

設置項目名稱為c-core-foundational,

項目路徑位于d:workspace\c\visualstudio2019,

解決方案名稱為c-core。

Visual Studio 2019中一個解決方案會有多個項目。



配置新項目

項目概覽

4. 創建篩選器

篩選器用于存放不同階段的代碼,在項目的源文件下創建篩選器net/ittimeline/c/foundational/object

5.編寫helloworld

首先選中篩選器net/ittimline/c/foundational/object

然后選擇基于C++文件,創建源文件helloworld.c

然后編輯源文件

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

6.gcc編譯運行helloworld.c

首先選擇項目c-core-foundational,然后鼠標右鍵選中在文件資源管理器打開。

此時會打開文件資源管理器,并且路徑是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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