非常规入门C语言:6、数据与程序结构

<p>在前文中,我们使用不同的标识符表示不同的数据,同时还可以为数据分配各种各样的类型,如:字节、字符、整型、长整型等等。
</p><p>但是,我们还想从未考虑过数据到底存储到哪里去了。</p><p>当然是内存中。但只是在内存中吗?那 CPU 在干什么?当然是在计算。但 CPU 和内存不是有时差吗?或者说内存不是比 CPU 慢得多吗?CPU 那么贵,当然得让它在单位时间内干很多事儿才好。</p><p>那干脆在 CPU 内部搞一片区域,叫“寄存器”,专门存放准备计算或计算出来的数据。</p><p>那寄存器中的数据有从哪来?毕竟内存太慢了。还需要在寄存器和内存之间加一个爬梯,叫“高速缓存”。高速缓存使用不同物理结构,那么它的速度一般也不同。也就出现了多级高速缓存。</p><p>那么,一般计算中的数据放在寄存器,不在寄存器中的数据,从高速缓存中取,高速缓存的数据从内容中取。</p><p>然而我们需要考虑一件事情:硬件的响应速度会不会受软件的影响?</p><blockquote><p>答案是说不准!</p></blockquote><p>如果你的软件内部逻辑是瀑布形式的执行下去,那硬件的速度基本不会受太大的影响。</p><p>但是,如果你的软件的内部逻辑是东一榔头西一棒槌式的执行,那硬件的速度必然会受到影响。</p><p>那如何才能更彻底的压榨计算机硬件的性能呢?那就必须对软件或程序的逻辑提出要求,即:程序的内部逻辑尽可能地减少非顺序结构。为什么是尽可能呢?因为想要写出完全的顺序结构的程序是不可能的。</p><blockquote><p>如果你想对某个数据进行判断,你就需要使用到 <strong>if</strong> 和 <strong>else</strong>。</p><p>
</p><p>如果你相对一组数据执行相同的操作,你就需要使用到 loop-while 式的循环,在 C 语言中对应的是 <strong>for</strong>、<strong>while</strong> 以及 <strong>do while</strong>。</p><p>
</p><p>如果程序中有一段代码可能多次使用,你就需要将这段代码封装成一个子程序,在 C 语言,子程序又称为“函数”。 </p><p>如果这段代码需要产生一个结果,就需要使这个函数指定一个返回数据,使用 <strong>return</strong>。</p></blockquote><p>那我们的程序一般情况下是怎么执行的呢?难道我们随便写一堆前文中提到的内容就能正确的运行了吗?显然这是不可能的。</p><p><strong>所有的程序都是可控制的,所有的计算都是可监视的。</strong></p><p>也就是说:程序是有头有尾的,计算是有输入有输出的。</p><blockquote><p>当我们按下“电源”键时,计算机就开始运行;当我们长按“电源”键时,计算机就会被强制关机。(程序的运行可以被强制中断)</p><p>
</p><p>计算机开机后,我们可以使用键盘、鼠标、摄像头、麦克风甚至触控板、触控屏直接“干扰”计算机的“正常”运行。(程序的运行实际上就是对输入的任何东西进行有选择的计算,并产生一个预期内的结果)</p></blockquote>


<p>那么程序从哪里还是运行呢?我们可以指定一个入口,规定不论何时,程序都必须从这个入口进入,然后开始执行。</p><p>那么,这个入口的形式是怎样的呢?好像不管怎么写,都是数据。但是有一个比较特殊的“东西”,那就是“子程序”,也就是 C 语言中的“函数”。</p><p>我们可以规定从哪一个函数开始执行,当这个函数结束的时候,那就代表这个程序也要结束了。</p>
<blockquote><p>在此,我们写一个简单的示范程序。</p></blockquote><p class="image-package"><img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27354708-8526491db5170e5b.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><blockquote><p>如果你使用的是 Linux 系统,那么你可以使用 gcc 通过以下命令进行编译:</p></blockquote><p class="image-package"><img class="uploaded-img" src="https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27354708-2401a2aaec5b86bd.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width="auto" height="auto"/></p><blockquote><p>其中<strong>-e</strong>的作用就是指定的函数名,<strong>-o</strong>的作用是指定输出的可执行文件名。运行 <strong>./test.exe</strong> 文件后,它的返回值就是上文中的 <strong>2</strong>。当你想返回什么数值就可以写什么。</p><p>
</p><p>很显然,这很麻烦。而且这一命令仅适用于 <strong>gcc</strong> 。想要在 <strong>Windows</strong> 上运行就需要安装模拟 <strong>Linux</strong>环境。而在 <strong>MacOS</strong> 上,虽然也有 <strong>gcc</strong> 软件,但是版本也很老了。</p></blockquote>
<p>幸运的是,C 语言编译器已经为我们指定了一个默认的入口函数,名字叫做 <strong>main</strong>,这个入口函数也是一个普通函数,同样可以被调用。但是如果你不在其中加入限制,那么程序就会疯狂的反复在各种子程序中反复调用,最终导致程序崩溃而退出。</p>
<p><strong>总结一下</strong></p><ol><li><p>程序中数据能够被存储在寄存器、内存中</p></li><li><p>程序的结构大致分为顺序执行与非顺序执行</p></li><li><p>程序的非顺序执行包括判断、循环、函数调用</p></li><li><p>C 语言中,默认使用 <strong>main</strong> 作为入口函数,特殊场景也可以自定义</p></li><li><p>入口函数属于普通函数,能够被调用,但必须做出逻辑判断以便于程序正常结束</p></li></ol>

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