Что такое C? Первая программа

Твой телефон, стиральная машина, блок управления двигателем автомобиля и домашний роутер — внутри каждого из них работают программы. Удивительно многие из них написаны на языке, которому уже больше пятидесяти лет, — на C. Он быстрый, компактный и очень близок к «железу». Изучая его, ты увидишь, как компьютер на самом деле работает с памятью.

Немного истории

Язык C создал в 1972 году Деннис Ритчи в лаборатории Bell Labs в США. Ему был нужен язык для написания операционной системы Unix: язык ассемблера был слишком привязан к одной конкретной машине, а языки высокого уровня того времени работали слишком медленно. Ответом стал C — язык почти такой же быстрый, как ассемблер, но переносимый на другие компьютеры.

1. 1972
   Рождение C

   Деннис Ритчи создаёт C в Bell Labs как преемника языка B.

2. 1973
   Unix переписывают на C

   Ядро операционной системы Unix переписывают на языке C.

3. 1978
   Книга K&R

   Брайан Керниган и Деннис Ритчи выпускают книгу «The C Programming Language» («Язык программирования C»).

4. 1989
   Первый стандарт: C89

   Американский национальный институт стандартов (ANSI) утверждает первый официальный стандарт языка.

5. 1999
   Стандарт C99

   Появляются комментарии //, тип long long и объявление переменных прямо в цикле for.

6. 2011
   Стандарт C11

   Современный стандарт с поддержкой многопоточных программ. Позже вышли C17 и C23.

Где C используется сегодня?

• Операционные системы: ядра Linux и Windows в основном написаны на C.
• Встраиваемые системы: микроконтроллеры в стиральных машинах, автомобилях, медицинских приборах и роутерах — там, где памяти мало, а скорость важна.
• Инструменты и другие языки: стандартный интерпретатор Python (CPython), база данных SQLite и система контроля версий Git написаны на C.
• Основа других языков: C++, Java, C# и JavaScript взяли у C фигурные скобки, точку с запятой и операторы. Поэтому после C эти языки покажутся тебе знакомыми.

Первая программа

Вот классическая первая программа. Сохрани её в файле hello.c:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

Hello, World!

• #include <stdio.h> подключает заголовочный файл стандартной библиотеки ввода-вывода, в котором объявлена функция printf.
• int main(void) — главная функция: с неё начинается выполнение любой программы на C. int означает, что функция возвращает целое число, а void — что она не принимает параметров.
• Фигурные скобки { } ограничивают тело функции. Каждая инструкция заканчивается точкой с запятой (;).
• printf выводит текст на экран, а \n переводит курсор на новую строку.
• return 0; сообщает операционной системе, что программа завершилась успешно.

От кода к программе: компиляция

Компьютер не может выполнить текст из hello.c напрямую. C — компилируемый язык: сначала компилятор переводит весь исходный код в машинный и сохраняет его в исполняемый файл. Самые популярные компиляторы C — GCC, Clang и MSVC от Microsoft.

1. 1
   Напиши код

   Создай файл с расширением .c в любом текстовом редакторе или IDE (например, VS Code) и напиши в нём код.

2. 2
   Скомпилируй

   Введи в терминале gcc hello.c -o hello. Компилятор проверяет код: если ошибок нет, он создаёт исполняемый файл hello, а если есть — показывает номер строки с ошибкой.

3. 3
   Запусти

   Введи ./hello в Linux и macOS или hello.exe в Windows. После каждого изменения кода его нужно компилировать заново.

gcc hello.c -o hello
./hello

Hello, World!

printf и спецификаторы формата

printf умеет не только печатать готовый текст. Внутрь текста помещают спецификаторы формата — коды, начинающиеся с %, и каждый из них заменяется следующим значением после запятой. Пока не беспокойся о переменных — подробно мы разберём их на следующем уроке.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int age = 14;
    double height = 1.62;
    char grade = 'A';
    printf("Name: %s\n", "Leyla");
    printf("Age: %d\n", age);
    printf("Height: %f m\n", height);
    printf("Height: %.2f m\n", height);
    printf("Grade: %c\n", grade);
    printf("Progress: 75%%\n");
    return 0;
}

Name: Leyla
Age: 14
Height: 1.620000 m
Height: 1.62 m
Grade: A
Progress: 75%

Обрати внимание: %f всегда печатает шесть цифр после точки, а %.2f округляет число до двух. Чтобы напечатать сам знак %, пишут %%.

Некоторые символы нельзя написать внутри кавычек напрямую. Они начинаются с обратной косой черты и называются управляющими последовательностями: \n — новая строка, \t — табуляция, \" — двойная кавычка, \\ — сама обратная косая черта.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Line 1\nLine 2\n");
    printf("She said \"Hi!\"\n");
    printf("Folder: C:\\code\n");
    printf("Sum: %d\n", 2 + 3);
    return 0;
}

Line 1
Line 2
She said "Hi!"
Folder: C:\code
Sum: 5