iOS開發系列--C語言之基礎知識

KenshinCui發表於2014-07-12
iOSC語言

概覽

當前移動開發的趨勢已經勢不可擋，這個系列希望淺談一下個人對IOS開發的一些見解，這個IOS系列計劃從幾個角度去說IOS開發：

  • C語言
  • OC基礎
  • IOS開發（iphone/ipad）
  • Swift

這麼看下去還有大量的內容需要持續補充，但是今天我們從最基礎的C語言開始，C語言部分我將分成幾個章節去說，今天我們簡單看一下C的一些基礎知識，更高階的內容我將放到後面的文章中。

今天基礎知識分為以下幾點內容（注意：迴圈、條件語句在此不再贅述）：

  1. Hello World
  2. 執行過程
  3. 資料型別
  4. 運算子
  5. 常用函式

Hello World

既然是IOS開發系列首先看一下在Mac OS X中的C的執行

開啟Xcode

Xcode

選擇命令列程式

CommandLine

填寫專案名稱並選擇使用C語言

ProjectName

選擇儲存目錄

SaveFolder

自動生成如下程式碼

Project

OK，在Xcode上我們編寫自己的程式如下

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//  main.c
//  C語言基礎
//
//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>

void showMessage(){
    printf("Hello,World!\n");
}

int main(int argc, const char * argv[]) {
    showMessage();
    return 0;
}

在上面的程式中我們需要解釋幾點：

  1. main函式是程式入口，一個程式只能有一個main()函式，需要有一個整型返回值（事實上返回值int可以省略，但是這並不代表不返回值，而是預設為int；我們也可以在main()函式中不提供return，這是因為c語言語法要求不夠嚴格）；
  2. #include是預處理指令，用於包含指定檔案（注意在編譯前即處理），它實際做的工作就是把對應檔案複製到指定的位置； 包含的內容可以是任何型別的檔案，而不僅僅是.h檔案；
  3. 上面的showMessage函式必須寫在main()函式上面，如果寫在下面則必須在main()函式之前宣告；

注意：#include 包含檔案時有兩種方式：使用<>和””。區別就是<>包含只會查詢編譯器庫函式檔案，因此適用於包含庫函式；而“”包含則首先查詢程式當前目錄，如果沒有找到則查詢庫函式路徑，因此適用於自定義檔案；

執行過程

image

C語言的執行分為兩大步：編譯和連結

  • 編譯：編譯階段會將對應的xxx.c原始檔（ASCII格式）編譯成目標檔案xxx.obj，它是二進位制格式（當然一般我們會有多個.c檔案，也就會生成多個對應的.obj）；在編譯之前要進行預處理（例如#include指令），在編譯的同時還要進行語法檢查；生成的.obj檔案並不能單獨執行，因為各個.obj之間是有關聯的，而且他們還各自引用了C語言庫函式；
  • 連結：連結的過程就是將各個.obj檔案和C語言庫函式一起組合生成一個可執行檔案的過程；

擴充套件

在大型專案開發中程式中所有的程式碼都寫到一個檔案中是不現實的，我們通常將一個子操作分為兩個檔案：.c檔案和.h檔案。在.c檔案中實現對應的函式，在.h中進行函式宣告，這樣只要在主函式上方包含對應的標頭檔案就可以將子操作分離出來而且不用考慮順序問題。例如改寫“Hello World”的例子（注意message對應的.c和.h檔名完全可以不相同，但是出於規範的目的我們還是取相同的檔名）：

message.h

//
//  Message.h
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//
void showMessage();

message.c

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//  Message.c
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>

void showMessage(){
    printf("Hello,World!\n");
}

main.c

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//  main.c
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>
#include "Message.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    showMessage();
    return 0;
}

可以發現程式仍然可以正常執行，但是我們思考一個問題：如果我們不分成兩個檔案，直接在主函式檔案中包含message.c是否也可以正常執行呢？答案是否定的，原因是由於編譯生成的兩個檔案main.obj和 message.obj在連結時會發現main.obj中已經有message.obj中定義的showMessage函式，丟擲“標示符重複”的錯誤。

identityRepeat

資料型別

image

型別修飾符

從上圖我們可以清晰的看到C語言的資料型別結構，當然對於這些型別我們還有一些型別修飾符（或叫限定符）

  • short 短型 ，修飾int、double
  • long 長型，修飾int、double
  • signed 有符號型,修飾int、char
  • unsigned 無符號型，修飾int、char

對於型別修飾符需要做如下解釋

  1. 這些修飾符經常用來修飾int型，在修飾int型別時int可以省略；
  2. short和long會改變int型的長度，不同編譯器項長度不相同，但是short長度不大於int，int長度不大於long；
  3. signed、unsigned不改變型別長度，僅僅表示最高位是否為符號位，unsigned表示大於等於0的正數；

當然有時候我們必須清楚每個型別佔用的位元組，下表列出常用資料型別佔用的儲存空間

儲存空間

注意：char型別是最小的資料型別單位，在任何型別的編譯器下都是佔用1個位元組，char型別的變數賦值可以直接賦值等於某個字元也可以賦值為整數（對應的ASCII值）;可以使用兩個long來修飾一個整形（就是經常使用的8位元組的整形long long），但是兩個long不能修飾double而且也不存在兩個short，否則編譯警告;一個浮點型常量如果後面加上f編譯器認為它是float型別，否則認為double型別，例如10.0是double型別，10.0f是float型別。

運算子

C語言中有34中運算子，同C#、Java等語言沒有太大的區別，這裡指列出一些注意事項

  1. 關係運算子為真就返回1，為假就返回0；在條件語言中非0即真（負數、正數均為真），只有0為假 ；
  2. C語言可以不儲存關係運算子的值 ；
  3. 逗號表示式最終的值是最後一個表示式的值；

針對上面幾點看以下例子

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//  main.c
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
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#include <stdio.h>


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int a=2>1,b=2<1,c=99,d=0;
    int f=0,g=0,h=0,e=(f=3,g=4,h=5);
    
    a>0;//沒有儲存運算結果
    
    printf("%d,%d\n",a,b);//結果：1,0
    
    if(c){//可以通過
        printf("true.\n");
    }
    if(d){//無法通過
        printf("false\n");
    }
    
    printf("%d\n",e);//結果：5
    return 0;
}

常用函式

printf()函式

printf()函式用於向標準輸出裝置輸出資料，配合格式符可以完成強大的輸出功能，上面的例子中我們已經使用了這個函式。

通常我們的輸出不是固定內容而是包含某些變數，此時需要用到格式符，常用格式符如下

格式符

對於格式符的輸出寬度和浮點數的小數位我們可以進行精確的控制

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//  main.c
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
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#include <stdio.h>


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int a=16;
    float b=79.3f;
    printf("[a=%4d]\n",a);
    printf("[a=%-4d]\n",a);
    printf("[b=%10f]\n",b);
    printf("[b=%.2f]\n",b);
    printf("[b=%4.2f]\n",b);
    return 0;
}

執行結果如下

runResult

從執行結果我們不難發現格式符%前的正數可以設定前端補齊，負數設定後端對齊，如果資料的總長度超過設定的修飾長度，則按照實際長度顯示；小數點後的整數用於控制小數點後保留小數位的長度。

scanf()函式

scanf()函式用於從標準輸入裝置接收輸入資料

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//  main.c
//  C語言基礎
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//  Created by Kenshin Cui on 14-7-12.
//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>


int main(int argc, const char * argv[]) {
    int a,b,c;
    scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);//此時需要輸入：1,2,3 然後回車
    printf("a=%d,b=%d,c=%d\n",a,b,c);
    return 0;
}

對於scanf()函式我們需求強調幾點

  1. 引數接收以回車進行結束操作
  2. 如果需要接收多個引數，多個引數之間的分隔符是任意的，但是如果分隔符是“空格”則實際輸入的時候分隔符可以使空格、tab和回車（最後一個回車認為是結束符）

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