参考资料：高教版《全国计算机等级考试二级教程 C语言程序设计》、《21天学通C语言》

简单的C语言程序的构成和格式

例2.1（对原程序的注释做了一点点修改）：

#include <stdio.h>

main()
{
    double a, b, area;
    /*将矩形的两条长边分别赋给a和b*/     
    a = 1.2;    
    b = 3.6;
    area = a * b;   //计算矩形的面积并存储到变量area中
    printf("a = %f, b = %f, area = %f \n", a, b, area) ;  //输出矩形的两条长边和面积
}

以上程序中，main是主函数名，C语言规定必须用main作为主函数名。函数是一段执行某项任务的程序代码。在最简单的情况下，main()函数由函数名main，其后一对圆括号（其中包含void）和一对花括号{}组成。在大多数编译器中，省略圆括号中的void不影响程序的运行（但是，ANSI标准规定应该在圆括号中写上void，以表示没有给main函数发送任何消息）。
每一个C程序都必须有一个且只能有一个主函数。一个C程序总是从主函数开始运行。

用一对花括号括起来的部分称为函数体。函数体内通常有定义（说明）部分和执行语句部分。执行部分的语句称为可执行语句，必须放在定义部分之后。C程序的每一条定义语句和执行语句都必须用分号“；”结束。

程序中的#include指令通常称为命令行，必须用“#”号开头，行尾不加分号，它不是C程序的语句。#include指令命令C编译器，在编译时将包含文件的内容添加进程序中。包含文件是独立的磁盘文件，内含程序或编译器要使用的信息。这些包含文件（也称头文件）由编译器提供，所有包含文件的扩展名都是.h。
在例2.1中，#include指令被解释为“添加stdio.h文件的内容”。

在编写程序时，可以在程序中加入注释，以说明变量的含义、语句的作用和程序段的功能，从而帮助人们阅读和理解程序。
程序中以/*开始，以*/结尾的部分，或者以//开始的单独一行都称为注释。编译器会忽略所有的注释。第一种风格可以写成多行（跨行），第二种风格只用于单行注释。
注意：注释不能嵌套。

标识符，常量和变量

标识符

在C语言中，有许多符号（如变量名，函数名，数组名等），都必须遵守一定的规则，按此规则命名的符号称为标识符。
合法标识符的命名规则是：标识符可由字母，数字或下划线组成，并且第一个字母必须为字母或下划线。
在C语言的标识符中，大写字母和小写字母被认为是两个不同的字符。

对于标识符的长度，C语言的编译系统是有规定的，一般为31个字符（实际上可能会更长，但是编译器只会查看前31个字符）。

C语言的标识符可以分为以下三类：

关键字

C语言已经预先规定了一批标识符，它们在程序中都代表着固定的含义，这些标识符称为关键字。例如，用来说明变量类型的int，double以及if语句中的else等都已有了专门的用途，不能再用作变量名或函数名。

预定义标识符

所谓预定义标识符是指在C语言中预先定义并具有特殊含义的标识符，如C语言提供的库函数名（如printf）和预编译处理命令（如define）等。C语言允许把这类标识符重新定义另作他用，但这将使这些标识符失去预先定义的原意。

用户标识符

由用户根据需要定义的标识符称为用户标识符，又称自定义标识符。用户标识符一般用来给变量、函数、数组等命名。

常量

所谓常量是指在程序运行过程中，其值不能被改变的量。在C语言中，有字面常量和符号常量两种类型的常量，它们分别有特殊的用途。

字面常量

字面常量是根据需要直接键入源代码中的值。下面是字面常量的两个示例：

int count = 20;
float tax_rate = 0.28;

20和0.28都是字面常量，分别储存在count和tax_rate中。是否有小数点决定了是整型常量还是浮点型常量。小数点导致C编译器将该常量视为双精度数，如果没有小数点，C编译器将其视为整型常量。

整型常量可以用十进制，八进制，十六进制等形式来表示。

十进制基本常量用一串连续的数字来表示，例如32767，-32768,0等。
八进制数也是用一串连续的数字表示，但其开头必须为数字0，例如010,011,016等是合法的八进制数，018不是合法的八进制数。
十六进制数用数字0和字母x（或X）开头，如0x10,0xde,0xf等都是合法的16进制数。十六进制数中的字母a,b,c,d,e,f既可以用小写也可以用大写。

符号常量

在C语言中，可以用一个符号名来代表一个常量，称为符号常量。这个符号名必须在程序中进行特别的“指定”，并符合标识符的命名规则。
符号常量的值只需要输入一次，在首次定义它时完成。

定义符号常量

C语言有两种方法定义符号常量：#define指令和const关键字。#define指令的格式如下：

#define CONSTNAME literal

以上代码创建了一个名为CONSTNAME，值为literal的符号常量。按照惯例，符号常量名中所有字母都要大写，这样做很容易区分常量名和变量名（都是小写）。

define的工作原理

例2.2 计算圆的面积（把原程序的注释改了一下风格，因为自己比较习惯用这个风格的注释）：

#include <stdio.h>
#define PI 3.14159    //定义了一个常量PI

main()
{
    double r, s;
    r = 5.0;
    s = PI * r * r;
    printf("s = %f \n", s);
}

程序中用#define命令行定义PI代表一串字符3.14159。#define的工作原理是，在对程序进行编译时，凡是本程序中出现PI的地方，编译程序均用3.14159进行代替。注意，#define不会替换名称、双引号或程序注释中与常量名相同的部分。

用const关键字定义符号常量

从严格意义上来说，用const关键字定义的符号常量实质是变量。const是一个修饰符，可应用于任何变量声明之前。在程序执行期间，不能修改用const声明的变量。下面是const使用的示例：

const int count = 100;
const float pi = 3.14159;
const long debt = 12000000, float tax_rate = 0.21;

const影响本行声明的所有变量。

如果要在程序中修改const变量，编译器会给出一条错误消息。

变量

所谓变量是指在程序运行过程中其值可以改变的量。一个变量实质上是代表了内存中的若干个存储单元。

C语言规定，所有的变量都必须先定义后使用。对变量的定义通常放在函数体内的前部，但也可以放在函数的外部或复合语句的开头。

数值类型

C语言提供多种不同类型的数值变量，不同类型的数值需要不同的内存空间，而且不同类型数值的数学运算也有所不同。

C语言的数值变量包含以下两大类：

• 整型变量，储存没有小数部分的值。
• 实型变量（浮点型变量），储存带有小数部分的值。

上述两大类又包含两种或多种指定的变量类型。

虽然数据类型的大小依不同的计算机平台而异，但是C语言保证在不同平台下这5条规则不变：

• char的大小是1字节。
• short的大小不超过（小于或等于）int的大小。
• int的大小不超过long的大小。
• unsigned的大小与int的大小相等。
• float的大小不超过doube的大小。

整数在内存中的存储形式

内存储器的最小存储单位称为位（bit），由于只能存放0或1，因此称为二进制位。
大多数计算机把8个二进制位组成一个字节（byte），并给每一个字节分配一个地址。
若干个字节组成一个字（word），用一个字来存放一条机器指令或一个数据。

通常把一个字节中的最右边一位称为最低位，最左边一位称为最高位。
对于一个有符号整数，其中最高位用来存放整数的符号，称为符号位。若是正整数，最高位放置0；若是负整数，最高位放置1。

变量声明

在C程序中，要先声明变量才能使用。变量声明的格式如下：

typename varname;

typename指定变量类型，varname指定变量名。可以在一行声明多个变量，各变量之间用逗号隔开。如：

int count, number, start;

typedef关键字

typedef关键字用于为已存在的数据类型创建新的名称。实际上，typedef创建了一个别名。例如：

typedef int integer;

这条语句为int创建了一个别名integer。在随后的程序中，可以用integer来定义int类型的变量。

初始化变量

在使用变量前，应该用已知的值初始化它，也可以在定义变量后，通过赋值表达式语句来初始化变量。
如：

int count;     //为count留出存储空间
count = 0;     //将0储存在count中

int count = 0; //在声明变量的同时初始化它

注意，初始化变量的值不能超过该变量类型的取值范围。

算术表达式

基本的算术运算符

在C语言中，基本的算术运算符是：+、-、*、/、%，分别为加，减，乘，除，求余。这些运算符需要两个运算对象，称为双目运算符。
注1：求余运算符的运算对象只能是整形，在%运算符的左侧是被除数，右侧是除数。
注2：+和-也可用作单目运算符，运算符必须出现在运算数的左边。运算数可以为整形，也可以为实型。

运算符的优先级、结合性和算术表达式

算术运算符的优先级

从左到右优先级降低：

（ ）、+（单目）、-（单目）、*、/、%、+、-

算术运算符和圆括号的结合性

以上所列的运算符中，只有单目运算符+和-的结合性是从右到左的，其余运算符的结合性都是从左到右。

算术表达式

用算术运算符和一对圆括号将运算数（或称操作数）连接起来的、符合C语言语法的表达式称为算术表达式。

算术表达式中，运算对象可以是常量、变量和函数等。如：

2+sqrt(c)*b;

强制类型转换表达式

强制类型转换表达式的形式如下：

（类型名） （表达式）;

（类型名）称为强制类型转换运算符。
利用强制类型转换运算符可以将一个表达式的值转换为指定的类型。例如，表达式（double）（10 % 3）把10%3所得结果1转换成双精度数。

赋值表达式

赋值运算符和赋值表达式

赋值运算符是一个等号（=）。
在赋值表达式语句中，运算符的右侧可以是任意表达式，而左侧必须是一个变量名。因此，赋值的格式是：

变量 = 表达式

执行该语句时，将对表达式求值，并将结果赋值给变量。

复合赋值表达式

在赋值运算符之前加上其他运算符可以构成复合赋值运算符。C语言规定可以使用10种复合赋值运算符，其中与算术运算有关的复合赋值运算符有：+=，-=，*=，/=，%=（两个符号间不能有空格）。复合赋值运算符的优先级与赋值运算符的优先级相同。

赋值运算中的类型转换

在赋值运算中，只有在赋值号右侧表达式的类型与左侧变量类型完全一致时，赋值操作才能进行。

在C语言的表达式（不包括赋值表达式）中，如果运算符两边的整数类型不相同，将进行类型之间的转换，规则如下：

1. 一个是短整型，一个是长整型，则短整型转长整型。
2. 一个有符号整型，一个无符号整型，则有符号整形转无符号整型。

在C语言的赋值表达式中，赋值号右边的值先转换成与赋值号左边的变量相同的类型，然后进行赋值。应当注意：

1. 赋值号左边是短整型，右边是长整型时，短整型变量只能接受长整型数低位上两个字节中的数据，高位上两个字节的数据将丢失。
2. 当赋值号左边的变量为无符号整型，右边的值为有符号整形时，则把内存中的内容原样复制，右边数值的范围不应超过左边变量可以接受的数值范围。这时负整数将转换为正数。
3. 当赋值号左边的变量为有符号整型，右边的值为无符号整型时，复制机理同上。若符号位为1，将按负数处理。

自加、自减运算符和逗号运算符

自加运算符“++”和自减运算符“--”

1. 自加运算符“++”和自减运算符“--”的运算结果是使运算对象的值增1或减1。i++相当于i = i + 1，i--相当于i = i - 1。
2. 自加、自减运算符是单目运算符，运算对象可以是整型变量也可以是实型变量，但不能是常量或表达式。
3. 自加、自减运算符可以放在运算对象的前面，也可以放在后面。如i++,++i,i--,--i都是合法的。但是，在表达式中放在前面或后面可能有不同的值。
4. 自加、自减运算符的结合方向是自右至左。
5. 不要在一个表达式中对同一个变量进行多次诸如i++或i--等运算，在不同的编译系统里可能会有不同的结果。

逗号运算和逗号表达式

逗号“，”是C语言提供的一种特殊运算符，用逗号将表达式连接起来的式子称为逗号表达式。逗号的作用是将两个子表达式组成一个表达式。规则如下：

• 两个表达式都会被计算，先计算逗号左边的表达式。
• 整个表达式的结果是右边表达式的值。
• 在所有运算符中，逗号运算符的优先级最低。

例如，下面的语句将b的值赋给x，然后递增a，接着再递增b：

x = (a++, b++);

又如，在这个逗号表达式中，y的值（也就是这个逗号表达式的值）是10，i的值为5：

y =（ i = 3, i++, ++i, i + 5);