分析第一个C语言程序

前面我们给出了一段最简单的C语言代码，并演示了如何在不同的平台下进行编译，这节我们来分析一下这段代码，让读者有个整体的认识。代码如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    puts("小牛知识库");
    return 0;
}

函数的概念

先来看第 4 行代码，这行代码会在显示器上输出“小牛知识库”。前面我们已经讲过，puts 后面要带 ( )，字符串也要放在 ( )中。

在C语言中，有的语句使用时不能带括号，有的语句必须带括号。带括号的称为 函数（Function）。

C语言提供了很多功能，例如输入输出、获得日期时间、文件操作等，我们只需要一句简单的代码就能够使用。但是这些功能的底层都比较复杂，通常是软件和硬件的结合，还要要考虑很多细节和边界，如果将这些功能都交给程序员去完成，那将极大增加程序员的学习成本，降低编程效率。

好在C语言的开发者们为我们做了一件好事，他们已经编写了大量代码，将常见的基本功能都完成了，我们可以直接拿来使用。但是现在问题来了，那么多代码，如何从中找到自己需要的呢？一股脑将所有代码都拿来显然是非常不明智的。

这些代码，早已被分门别类地放在了不同的文件中，并且每一段代码都有唯一的名字。使用代码时，只要在对应的名字后面加上( )就可以。这样的一段代码能够独立地完成某个功能，一次编写完成后可以重复使用，被称为 函数（Function） 。读者可以认为，函数就是一段可以重复使用的代码。

函数的一个明显特征就是使用时必须带括号 ( )，必要的话，括号中还可以包含待处理的数据。例如 puts("小牛知识库")就使用了一段具有输出功能的代码，这段代码的名字是 puts，"小牛知识库" 是要交给这段代码处理的数据。使用函数在编程中有专业的称呼，叫做 函数调用（Function Call）。

如果函数需要处理多个数据，那么它们之间使用逗号 ,分隔，例如：

pow(10, 2);

该函数用来求10的2次方。

需要注意的是，C语言中的函数和数学中的函数不是同一个概念，不要拿两者对比。函数的英文名称是 Function，它还有“功能”的意思。大陆将 Function 翻译为“函数”，而台湾地区翻译为“函式”，读者要注意区分。

自定义函数和main函数

C语言自带的函数称为 库函数（Library Function）。 库（Library）是编程中的一个基本概念，可以简单地认为它是一些列函数的集合，在磁盘上往往是一个文件夹。C语言自带的库称为 标准库（Standard Library），其他公司或个人开发的库称为 第三方库（Third-Party Library）。

关于库的概念，我们已在《 不要这样学习C语言，这是一个坑》中进行了详细介绍。

除了库函数，我们还可以编写自己的函数，拓展程序的功能。自己编写的函数称为 自定义函数。自定义函数和库函数在编写和使用方式上完全相同，只是由不同的机构来编写。

示例中第2~6行代码就是我们自己编写的一个函数。main 是函数的名字，( ) 表明这是函数定义，{ } 之间的代码是函数要实现的功能。

函数可以接收待处理的数据，同样可以将处理结果告诉我们；使用 return可以告知处理结果。示例中第5行代码表明，main 函数的处理结果是整数 0。return 可以翻译为“返回”，所以函数的处理结果被称为 返回值（Return Value）。

第2行代码中，int 是 integer 的简写，意为“整数”。它告诉我们，函数的返回值是整数。

需要注意的是，示例中的自定义函数必须命名为 main。C语言规定，一个程序必须有且只有一个 main 函数。main 被称为 主函数 ，是程序的入口函数，程序运行时从 main 函数开始，直到 main 函数结束（遇到 return 或者执行到函数末尾时，函数才结束）。

也就是说，没有 main 函数程序将不知道从哪里开始执行，运行时会报错。

综上所述：第2~6行代码定义了主函数 main，它的返回值是整数 0，程序将从这里开始执行。main 函数的返回值在程序运行结束时由系统接收。

关于自定义函数的更多内容，我们将在《 C语言函数》一章中详细讲解，这里不再展开讨论。

有的教材中将 main 函数写作：

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

这在 VC6.0 下能够通过编译，但在 C-Free、 GCC 中却会报错，因为这不是标准的 main 函数的写法，大家不要被误导，最好按照示例中的格式来写。

头文件的概念

还有最后一个问题，示例中第1行的 #include <stdio.h>是什么意思呢？

C语言开发者们编写了很多常用函数，并分门别类的放在了不同的文件，这些文件就称为 头文件（header file）。每个头文件中都包含了若干个功能类似的函数，调用某个函数时，要引入对应的头文件，否则编译器找不到函数。

实际上，头文件往往只包含函数的说明，也就是告诉我们函数怎么用，而函数本身保存在其他文件中，在链接时才会找到。对于初学者，可以暂时理解为头文件中包含了若干函数。

引入头文件使用 #include命令，并将文件名放在 < >中，#include 和 < > 之间可以有空格，也可以没有。

头文件以 .h为后缀，而C语言代码文件以 .c为后缀，它们都是文本文件，没有本质上的区别，#include 命令的作用也仅仅是将头文件中的文本复制到当前文件，然后和当前文件一起编译。你可以尝试将头文件中的内容复制到当前文件，那样也可以不引入头文件。

.h中代码的语法规则和 .c中是一样的，你也可以#include <xxx.c>，这是完全正确的。不过实际开发中没有人会这样做，这样看起来非常不专业，也不规范。

较早的C语言标准库包含了15个头文件，stdio.h 和 stdlib.h 是最常用的两个：

• stdio 是 standard input output 的缩写，stdio.h 被称为“标准输入输出文件”，包含的函数大都和输入输出有关，puts() 就是其中之一。
• stdlib 是 standard library 的缩写，stdlib.h 被称为“标准库文件”，包含的函数比较杂乱，多是一些通用工具型函数，system() 就是其中之一。

最后的总结

初学编程，有很多基本概念需要了解，本节就涉及到很多，建议大家把上面的内容多读几遍，必将有所收获。

本节开头的示例是一个C语言程序的基本结构，我们不妨整理一下思路，从整体上再分析一遍：
1) 第1行引入头文件 stdio.h，这是编程中最常用的一个头文件。头文件不是必须要引入的，我们用到了 puts 函数，所以才引入 stdio.h。例如下面的代码完全正确：

int main()
{
    return 0;
}

我们没有调用任何函数，所以不必引入头文件。

2) 第2行开始定义主函数 main。main 是程序的入口函数，一个C程序必须有 main 函数，而且只能有一个。

3) 第4行调用 puts 函数向显示器输出字符串。

4) 第5行是 main 函数的返回值。程序运行正确一般返回 0。