C 語言入門筆記（一）：第一個程序、基本語法與編譯流程

你好，C 語言

從 Java 轉向 C，最大的心態轉變：**手動管理記憶體、無垃圾回收、編譯鏈接分離、標準庫極簡**。本文記錄入門第一步：最小程序、編譯運行、核心語法規範。

1. 第一個 C 程序

#include <stdio.h>  // 預處理指令：包含標準輸入輸出庫頭文件

int main(void) {    // 主函數：程序入口，返回 int 給操作系統
    printf("test"); // 庫函數：向標準輸出寫入字符串
    return 0;       // 返回 0 表示成功
}

關鍵點

• #include 是**預處理指令**（預處理器處理），非語句，**無分號**。
• main **必須且只能有一個**，程序入口。
• 所有**語句以分號 ; 結尾**。
• C **區分大小寫**：Printf ≠ printf。
• 註釋：/* ... */（C89），// ...（C99+）。

2. 編譯與運行（以 GCC 為例）

# 源文件 hello.c
gcc hello.c -o hello   # 編譯+鏈接 生成可執行文件 hello (Windows 為 hello.exe)
./hello                # 運行 (Windows 直接輸入 hello)
# 輸出: test

四階段：預處理 (.i) → 編譯 (.s) → 組裝 (.o) → 鏈接 (可執行文件)。可單獨查看中間產物：gcc -E hello.c -o hello.i。

3. 變量、輸入輸出與函數：計算圓面積

#include <stdio.h>

int main(void) {
    float r, area, perimeter; // 聲明浮點變量
    printf("請輸入半徑: ");
    scanf("%f", &r);          // &r 取地址，scanf 需地址寫入值
    perimeter = 2 * 3.14159f * r;
    area = 3.14159f * r * r;
    printf("周長: %.2f, 面積: %.2f\n", perimeter, area);
    return 0;
}

• float：單精度浮點（4 字節），double 雙精度（8 字節）。
• scanf 格式串 %f 對應 float*，%lf 對應 double*。
• &：**取地址運算符**，獲取變量內存地址。

4. 自定義函數：求和

#include <stdio.h>

int add(int a, int b); // 函數聲明（原型）

int main(void) {
    int x, y, sum;
    scanf("%d %d", &x, &y);
    sum = add(x, y); // 調用
    printf("和: %d\n", sum);
    return 0;
}

int add(int a, int b) { // 定義
    return a + b;
}

• **聲明在前，定義在後**（或放頭文件），調用時編譯器已知簽名。
• 參數**傳值調用**：函數內修改形參不影響實參。

5. 基本語法規範：標識符與關鍵字

• 標識符（變量/函數/標號名）：字母、數字、下劃線 _，**首字符不能是數字**。區分大小寫。
• 關鍵字（C99 共 32 個）：auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef union unsigned void volatile while _Bool _Complex _Imaginary —— **不可作標識符**。
• 良好風格：變量/函數 snake_case，常量 UPPER_SNAKE，宏 UPPER_SNAKE。

6. 程序結構總覽

// 文件 1: main.c
#include "myhead.h" // 自定義頭文件
int main(void) { ... }

// 文件 2: utils.c
#include "myhead.h"
int add(int a, int b) { ... }

// 文件 3: myhead.h
#ifndef MYHEAD_H
#define MYHEAD_H
int add(int a, int b); // 僅聲明
#endif

// 編譯: gcc main.c utils.c -o app

• 一個程序 = 多個源文件（.c）+ 頭文件（.h）。
• 頭文件僅含**聲明、宏、類型定義**，不含定義（避免重複定義錯誤）。
• 編譯單元獨立編譯，鏈接時解析符號。

給 Java 開發者的對照表

下一步預習

• 數據類型細節（整型家族、浮點精度、字符與字符串）。
• 控制流（if/else、switch、循環）。
• 指針—— C 的靈魂。