Hello, World!
介绍
C语言是一种通用编程语言，与机器工作密切相关。理解计算机内存如何工作是C语言的一个重要的层面。纵然C被认为是“难学的”，但实际上C是一种非常简单语言，有很大的可拓展性。
C是一种非常通用的语言，被用来编写很多应用，比如Windows、Python解释器、Git，等等。
C是一种编译型的语言，这意味着为了运行它，编译器就必须处理我们所写的的代码，然后建立一个可执行文件。这个文件可以被执行，然后完成我们想要做的任务。
我们的程序
每个C程序都使用库，以提供执行必要函数的可能。比如，最基础的函数叫做printf，(用来打印内容到屏幕)，就是定义在stdio.h头文件中的。
为了能够运行printf命令，我们还必须直接地包含下面这行代码到我们的程序的第一行：
#include <stdio.h>
程序的第二部分是我们实际要写的代码，main函数提供了运行的入口。
int main()
{
//... our code goes here
printf("Hello, World!");
return 0;
}
int关键字指明了main函数将返回一个简单的整数。返回的数字将直接地指明我们的程序是否成功地工作。如果我们想说我们的程序成功地运行，我们将返回一个整数0，而大于0的整数意味着程序出现了某种错误。
注意：C语言程序的每一行都必须以分号(;)结束。
变量和类型
数据类型
C有很多类型的变量，以下是基础：
- 整型 - 可正可负，使用
char,int,short,long,long long来定义。 - 非负整型 - 只能是正数，使用
unsigned char,unsigned int,unsigned short,unsigned long,unsigned long long来定义。 - 浮点型 - 实数，使用
float,double来定义。 - 结构体(后面会阐述)，使用
struct来定义。
不同类型的变量定义了它们的边界，char类型的范围从-128到127，而long则从-2,147,483,648到2,147,483,647，另一些类型在不同计算机上可能会有差别。
注意：C没有boolean类型。但是可以使用下面的方法定义：
#define BOOL char
#define FALSE 0
#define TRUE 1
C使用字符数组来定义字符串，后面将会阐述。
定义变量
对于数字，我们通常使用类型int，在计算机里面占据一个word的大小(4 Bytes)。
定义变量foo和bar，需要使用下列语法：
int foo;
int bar = 1;
变量foo可以被使用，但我们没有初始化它，我们并不知道它实际上存储的是什么。变量bar包含了整数1。
现在，我们可以做一些数学。假设a，b，c，d和e是变量，我们在下面使用加减乘除操作，以及将一个新的值给a：
int a = 0, b = 1, c = 2, d = 3, e = 4;
a = b - c + d * e;
printf("%d", a); /* will print 1-2+3*4 = 11 */
数组
数组是一种特殊的变量，可以包含超过一个相同类型的值，通过索引来访问。数组使用一种直接的语法来定义：
/* defines an array of 10 integers */
int numbers[10];
从数组中访问元素使用同样的语法。注意C中的数组是以0为第一个索引的，这意味着如果我们定义了 一个大小为10的数组，数组的下标是0到9，numbers[10]不是一个实际的值。
int numbers[10];
/* populate the array */
numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
numbers[2] = 30;
numbers[3] = 40;
numbers[4] = 50;
numbers[5] = 60;
numbers[6] = 70;
/* print the 7th number from the array, which has an index of 6 */
printf("The 7th number in the array is %d", numbers[6]);
数组只能有一种类型的元素，因为它们在计算机内存是一系列连续存储的值。正是这样，访问数组中的每一个元素都非常的高效。
多维数组
在之前的数组章节中，我们概述了什么是数组及其工作原理。我们当时着眼的是一维数组，但C可以创建和使用多维数组，这里是声明多维数组的通用形式：
type name[size1][size2]...[sizeN];
比如，这样：
int foo[1][2][3];
或者，这样：
char vowels[1][5] = {
{'a', 'e', 'i', 'o', 'u'}
};
二维数组
多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组不过是拓展的一维数组而已，一维数组的的每一个元素都是一个列表：
type arrayName[x][y];
type可以是C的任何数据类型(int,long,long long,double,etc)，arrayName是一个合法的C标识符或者变量。二维数组也可以看成是x行y列的表格，一个3行4列的数组可以表示如下：
在这种情况下，数组中的每一个元素都可以用a[i][j]来表示，其中a是数组名，i,j是该元素在数组中的唯一下标。
其实，并不一定要指定数组a的行数，因为你可以像下面这样定义：
char vowels[][5] = {
{'A', 'E', 'I', 'O', 'U'},
{'a', 'e', 'i', 'o', 'u'}
};
编译器已经知道这是一个二维数组，你只需要指定有多少列！，编译器可能是智能的，它知道有多少个整数、字符、浮点数，无论你用多少维。
初始化二维数组
多维数组可以使用大括号({})来初始化每一行。下面是一个3行4列的数组。为了更加简化，你可以不写行数把它留空，编译照样通过。
int a[3][4] = {
{0, 1, 2, 3} , /* initializers for row indexed by 0 */
{4, 5, 6, 7} , /* initializers for row indexed by 1 */
{8, 9, 10, 11} /* initializers for row indexed by 2 */
};
内部的指定每一行的大括号是可选的。下面的初始化与之前的相同：
int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
访问二维数组中的元素
二维数组中的元素是通过下标访问的，即，数组的行标和列标。
int val = a[2][3];
上面的语句将会从数组中取出第3行第4列的元素。
条件
作出决策
生活中，我们常常需要做决定。为了作出决定我们权衡我们的选择，在程序中也是这样的。
这里是一个C语言的判断结构。
int target = 10;
if (target == 10) {
printf("Target is equal to 10");
}
if 语句
if语句允许我们检查表达式的真假(true or false)，然后根据结果执行不同的代码。
使用==来判断两个变量是否相等，就像第一个例子那样。
不等运算符也可以用在判断表达式中。比如：
int foo = 1;
int bar = 2;
if (foo < bar) {
printf("foo is smaller than bar.");
}
if (foo > bar) {
printf("foo is greater than bar.");
}
当计算的判断表达式为false时，我们可以使用else关键字来执行我们的其他代码。
int foo = 1;
int bar = 2;
if (foo < bar) {
printf("foo is smaller than bar.");
} else {
printf("foo is greater than bar.");
}
有时我们会得到超过一个选择，这时，使用多个if else来完成。
int foo = 1;
int bar = 2;
if (foo < bar) {
printf("foo is smaller than bar.");
} else if (foo == bar) {
printf("foo is equal to bar.");
} else {
printf("foo is greater than bar.");
}
你也可以使用多个嵌套if else语句如果你喜欢。
int peanuts_eaten = 22;
int peanuts_in_jar = 100;
int max_peanut_limit = 50;
if (peanuts_in_jar > 80) {
if (peanuts_eaten < max_peanut_limit) {
printf("Take as many peanuts as you want!\n");
}
} else {
if (peanuts_eaten > peanuts_in_jar) {
printf("You can't have anymore peanuts!\n");
}
else {
printf("Alright, just one more peanut.\n");
}
}
两个或者多个判断表达式也可以同时计算。判断两个表达式是否都是真(true)，使用&，判断它们至少有一个为真，使用||。
int foo = 1;
int bar = 2;
int moo = 3;
if (foo < bar && moo > bar) {
printf("foo is smaller than bar AND moo is larger than bar.");
}
if (foo < bar || moo > bar) {
printf("foo is smaller than bar OR moo is larger than bar.");
}
非操作符可以用来取反：
int target = 9;
if (target != 10) {
printf("Target is not equal to 10");
}
字符串
定义字符串
C中的string实际上是字符数组。纵然使用指针是高级的话题，后面会阐述，我们将使用指针来定义简单的字符串，以下面的形式：
char * name = "John Smith";
这种方法创建的string只能读。如果我们希望在字符串上操作，我们需要将它定义局部字符数组：
char name[] = "John Smith";
这种表示法和上面的是有区别的，因为我们分配了一个数组变量所以我们能够操纵它。空的中括号[]告诉编译器来动态地计算数组的大小。
char name[] = "John Smith";
/* is the same as */
char name[11] = "John Smith";
即使字符串John Smith正好只有11个字符，但我们还必须在定义的时候加上一个。这是由字符串的表示法决定的。C中字符串的结尾有一个特殊字符\0表示字符串的结束，但这个字符不会纳入字符串长度的计算中，只是便于编译器处理罢了。
使用printf来格式化字符串
我们使用printf命令来格式化一些字符串，以下面的形式：
char * name = "John Smith";
int age = 27;
/* prints out 'John Smith is 27 years old.' */
printf("%s is %d years old.\n", name, age);
注意：在打印字符串的时候，我们必须增加\n来换行，因为printf函数不是默认换行的。
字符串的长度
函数strlen传入字符串的地址，返回其长度。
char * name = "Nikhil";
printf("%d\n",strlen(name));
字符串比较
函数strncmp比较两个字符串，参数是两个字符串，以及要比较的长度；如果他们相等则返回0，若不同则返回其他数字。也有一种不太安全的版本叫strcmp，但不推荐使用，比如：
char * name = "John";
if (strncmp(name, "John", 4) == 0) {
printf("Hello, John!\n");
} else {
printf("You are not John. Go away.\n");
}
字符串拼接
函数strcat在后面增加n个src中字符到dest中，其中，n是min(n,length(src))；参数是源字符串src和目的字符串dest，以及要增加的最大字符的数量。
char dest[20]="Hello";
char src[20]="World";
strncat(dest,src,3);
printf("%s\n",dest);
strncat(dest,src,20);
printf("%s\n",dest);
For循环
C中的for循环是直接的。当一段代码需要多次执行时使用循环来解决，for循环使用一个迭代变量，通常表示为i。
对for循环给出如下定义：
- 用初始值初始化迭代变量
- 检查条件，判断是否已经到达最后的值
- 改变迭代变量的值
比如说，我们希望迭代一段代码10次，我们会写：
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
printf("%d\n", i);
}
注意：在for循环头部声明迭代变量是C++的语法(随处声明随处使用)。
这个代码快将打印数字0到9(一共10个数字)。
for循环也可以迭代数组的值。比如，我们想要计算数组内元素的总和，我们使用迭代变量i作为数组索引：
int array[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
int sum = 0;
int i;
for (i = 0; i < 10; i++) {
sum += array[i];
}
/* sum now contains a[0] + a[1] + ... + a[9] */
printf("Sum of the array is %d\n", sum);
While 循环
while循环与for循环很像，但功能更少。但条件为true时，while循环会不断地执行内部的代码块。比如说，下面的代码将会正好执行10次。
int n = 0;
while (n < 10) {
n++;
}
while循环也可以无限地执行，如果条件永远都是true的话。在C中，所有非0的值都是true。
while (1) {
/* do something */
}
循环的控制
有两种循环的控制方法，break和continue。
break将结束整个循环，即使循环没有完全地执行指定的次数。
int n = 0;
while (1) {
n++;
if (n == 10) {
break;
}
}
continue语句用来跳过当次循环，即，对于一次迭代，continue以下的语句将不会被执行。下面的例子，continue导致了某些情况下printf函数将被忽略，只有偶数才被输出。
int n = 0;
while (n < 10) {
n++;
/* check that n is odd */
if (n % 2 == 1) {
/* go back to the start of the while block */
continue;
}
/* we reach this code only if n is even */
printf("The number %d is even.\n", n);
}
函数
C函数是简单的，但由于C的工作方式，函数的功能有一些限制。
- 函数接收固定或者不定数量的参数
- 函数只能只返回一个值，或不返回任何值。
在C中，实际参数按值的方式拷贝，这意味着我们不能改变在函数外部的变量的值。如果要改变，我们必须使用指针，后面会讲到。
函数以下面的形式定义：
int foo(int bar) {
/* do something */
return bar * 2;
}
int main() {
foo(1);
}
我们定义的函数foo接收一个整型参数bar，将其乘以2，然后返回。
调用函数foo采用以下语法，传入参数bar的值是1。
foo(1);
在C中，函数必须先定义再使用。函数可以先在文件开始处或者头文件中声明，然后再实现；也可以按照使用的顺序实现。
The correct way to use functions is as follows:
使用函数的正确方法如下：
/* function declaration */
int foo(int bar);
int main() {
/* calling foo from main */
printf("The value of foo is %d", foo(1));
}
int foo(int bar) {
return bar + 1;
}
我们也可以创建一个没有返回值的函数，使用关键字void：
void moo() {
/* do something and don't return a value */
}
int main() {
moo();
}
Static
static是C语言关键字，可以用来修饰变量和函数。
什么是静态变量？
默认地，变量在定义的时候作用域都是局部的。将变量定义为static可以将其作用域提升到整个文件；结果，这些static变量可以在文件内部访问。
考虑下面的程序，我们想计算所参与的跑步者。
#include<stdio.h>
int runner() {
int count = 0;
count++;
return count;
}
int main()
{
printf("%d ", runner());
printf("%d ", runner());
return 0;
}
我们将会看到count并没有被更新，因为当函数完成的时候，变量count会从内存中移除。但是，当static变量使用时，情况将会不一样，整个文件使用同一个count，更改也会被任何函数发现。
#include <stdio.h>
int runner()
{
static int count = 0;
count++;
return count;
}
int main()
{
printf("%d ", runner());
printf("%d ", runner());
return 0;
}
什么是静态函数？
在C中，函数默认都是全局的。如果我们将函数定义为static，它的作用域将降低到包含该函数的文件。
语法就像这样：
static void fun(void) {
printf("I am a static function.");
}
静态 VS 全局
静态变量只在包含它的文件内部有效，而全局的变量可以在文件外部访问。
