C语言语法

C语言语法由国际标准化组织所制定。

## 复合语句

C语言中的复合语句（或称语句块）的格式为：

```c
{
    語句;
    語句;
    /* ... */
}
```

复合语句可以使得几个语句从文法上变成一个语句。

有时必须使用复合语句，否则会产生错误。例如，在运用循环语句的时候，如果循环体（即循环中执行部分）包含多个语句（以分号隔开），则必须使用花括号将他们合并成一个复合语句。如果不这么做，系统仅把第一个分号前的内容看做循环体。

需要注意的是，部分C编译器并不支持在任意位置使用复合语句。

## 条件语句

C语言有两种条件语句形式，分别是if和switch。

If 的格式如下：

```c
if (運算式) // 如果
    語句; 
// 有時還會有 else：
else      // 否則
    語句;
```

运算式的值非零表示条件为真；如果条件为假，程式将跳过if处的语句，直接执行if后面的语句。但是如果if后面有else，则当条件为假时，程式跳到else处执行。if和else后面的语句可以是另个if语句，这种套叠式的结构，允许更复杂的逻辑控制流程得以实现。在一般情况下，else一定与最接近的if成对，因此常用括弧{}越过此限制。比较下面两种情况：

```c
if (邏輯表達)
    if (邏輯表達式)
        語句; 
    else
        語句;
```

下面是if的另一种格式if……else if……else……

```c
if (逻辑表达式)
    语句;
else if (逻辑表达式)  //在下面可以加入多个“else if()”语句
    语句;
else
    语句;
```

```c
if (邏輯表達式甲) {
    if (邏輯表達式乙)
        語句;
}
else 
    語句;
```

要注意这里的缩进和换行只用于方便阅读。编译器并不会根据缩进层级猜测 if 和 else 的对应关系。

switch通常用于对几种有明确值的条件进行控制。它要求的条件值通常是整数或字元。与switch搭配的条件转移是case。使用case后面的标值，控制程式将跳到满足条件的case处一直往下执行，直到语句结束或遇到break。通常可以使用default把其他例外的情况包含进去。如果switch语句中的条件不成立，控制程式将跳到default处执行；如果省略default子句，则直接执行下一语句。switch是可以嵌套的。

```c
switch (值) {
  case 甲:
  case 乙:
    語句段1; // 甲乙都會執行
    // 更多語句…
    break;  // 跳轉到 switch 末尾處
  case 丙:
    語句段2;
    break; 
  default:  // 無論如何都會匹配
    語句段3;
}
```

简单的条件判断也可用?:

```c
運算式?值1:值2;
如:
   a=b>c?b:c // 如果變數"b"的值大於變數"c" 把變數"b"的值賦予變數"a"
```

## 循环语句

C语言有三种形式的循环语句：

```c
do 
    語句
while(判斷式); 
```

和:

```c
while(判斷式) 
    語句;
```

和:

```c
for(起始化;判斷式;運算式)
    語句;
```

在while和for中，语句将执行到表达式的值为零时结束。在do...while语句中，循环将至少被执行一次。这三种循环结构可以互相转化：

```c
for(起始化;判斷式;運算式)
    語句;
```

如果语句中不使用continue语句的话，相当于

```c
起始化;
while (判斷式) {
    語句;
    運算式;
}
```

当循环条件一直为真时，将产生无穷循环。

## 跳转语句

跳转语句包括四种：goto，continue，break和return。

```c
goto 標記;
```

goto语句是无条件转移语句，且标记必须在当前函数中定义，使用“标记:”的格式定义。程式将跳到标记处继续执行。由于goto（特别是向回 goto 和长距离的 goto）容易产生阅读上的困难，所以对新手应该尽量少用。GCC 编译器拓展支持对指针 goto和宏内 goto，一定程度上增强了 goto 的可读性。

continue语句用在循环语句中，作用是结束当前一轮的循环，马上开始下一轮循环。

break语句用在循环语句或switch中，作用是结束当前循环，跳到循环体外继续执行。但是使用break只能跳出一层循环。在要跳出多重循环时，可以使用goto使得程式更为简洁。

当一个函数执行结束后要返回一个值时，使用return。return可以跟一个运算式或变数。如果return后面没有值，将执行不返回值。

## 在C语言中的运算符号

见C和C++运算符。

## 数据类型

见数据类型 (C语言)。

## 数组

如果一个变数名后面跟着一个有数字的中括弧，这个声明就是阵列声明。字串也是一种阵列，它们以ASCII的NUL作为阵列的结束。要特别注意的是，方括内的索引值是从0算起的。

例如：

```c
int myvector [100]；/* 從myvector[0]至[99]共100個元素 */
char mystring [80]。
// 声明时初始化
float mymatrix [3] [2] = {2.0 , 10.0, 20.0, 123.0, 1.0, 1.0};
int notfull [3][3] = {{1},{1,2,3},{4,5}};
// 数组套数组
char lexicon [10000] [300]；/* 共一萬個最大長度為300的字元陣列。*/
int a[3][4]。
```

上面最后一个例子创建了一个阵列，但也可以把它看成是一个多维阵列。注意阵列的下标从0开始。这个阵列的结构如下：

a00｜a01｜a02｜a03

a10｜a11｜a12｜a13

a20｜a21｜a22｜a23

例子中notfull创建了一个3*3的二维阵列，初始化时有些元素并未赋值。如下：

```
1  ?  ?
1  2  3
4  5  ?
```

根据C标准的规定，在存在初始化列表时，如果初始化列表中未提供对所有元素的初始化，则剩余元素会被默认初始化，并使用与静态变量相同的初始化规则。

### 指针

- 如果一个变量声明时在前面使用
- 号，表明这是个指针型变量。换句话说，该变量存储一个地址，而
- （此处特指单目运算符
- 下同。C语言中另有双目运算符
- 表示乘）则是取内容操作符，意思是取这个内存地址里存储的内容。把这两点结合在一起，可将 `int *a;`看作是 “*a 解得的内容类型为 int”，对更复杂的声明也如此。指针是 C 语言区别于其他同时代高级语言的主要特征之一。

指针不仅可以是变量的地址，还可以是数组、数组元素、函数的地址。通过指针作为形式参数可以在函数的调用过程得到一个以上的返回值（不同于`return z`这样的仅能得到一个返回值。

指针是一把双刃剑，许多操作可以通过指针自然的表达，但是不正确的或者过分的使用指针又会给程序带来大量潜在的错误。

例如：

```c
int *pi;     // 指向整型数据的指针 pi
int * api[3];// 由指向整型数据的指针构成的数组，长度为 3
char ** argv;// 指向一个字符指针的指针
struct { int member; } stinst,
  * pst = & stinst;
// pst是一个指向一个匿名结构体的指针
```

储存在指针中的地址所指向的数值在程序中可以由 * 读取。例如，在第一个例子中， *pi 是一个整型数据。这叫做引用一个指针。

另一个运算符 &，叫做取地址运算符，它将返回一个变量、数组或函数的存储地址。因此，下面的例子：

```c
int i, *pi; /* int and pointer to int */
pi = &i;
```

i 和 *pi 在程序中可以相互替换使用，直到 pi 被改变成指向另一个变量的地址。

当指针指向结构体时，可以使用运算符 -> 代替 *和. 的作用，如 (*p).m 与 p->m 等效。

### 字符串

C语言的字符串其实就是char型数组，所以使用字符串并不需要引用库。然而C标准库确实包含了用于对字符串进行操作的函数，使得它们看起来就像字符串而不是阵列。使用这些函数需要引用标头档string.h。

## 文件输入／输出

在C语言中，输入和输出是经由标准函式库中的一组函数来实现的。在ANSI/ISO C中，这些函数被定义在标头档stdio.h中。

### 标准输入/输出

有三个标准输入/输出是标准I/O库预先定义的：

- stdin：标准输入
- stdout：标准输出
- stderr：标准错误输出

下面的这个例子显示了一个过滤程式（filter program）是怎样构成的。

```C
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[])
{
    char c;
    while ((c=getchar())!=EOF)
        putchar(c);
    perror("getchar() got EOF");
    return -1;
}
```

## 函数

C语言的基本结构单位是函数，就像是Fortran中的子程序和函数。C语言的一个函数由返回值、函数名、参数列表和函数体组成。函数体的语法和其它的复合的语句部分是一样的。C函数可以是库中自带的函数，也可以是用户定义的函数，且不允许函数嵌套定义。

在一个C语言编写的程序开始运行时，系统首先调用 main函数（主函数），从此处开始执行。通过函数的嵌套调用，再调用其他函数。函数通常会返回一个值给调用程序的壳层，表明程序是否成功运行。

## 保留关键字

以下是ANSI/ISO C标准中定义的C语言的保留关键字：

char｜short｜int｜unsigned

long｜float｜double｜struct

union｜void｜enum｜signed

const｜volatile｜typedef｜auto

register｜static｜extern｜break

case｜continue｜default｜do

else｜for｜goto｜if

return｜switch｜while｜sizeof

C99标准新增了以下关键字：

_Bool｜_Complex ｜_Imaginary｜inline｜restrict

C11标准新增了以下关键字：

_Alignas｜_Alignof ｜_Atomic｜_Generic｜_Noreturn

_Static_assert｜_Thread_local