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本文作者：main工作室

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前言

C 是編譯型語言。為了讓讀者對程式設計有大概的瞭解，博主把編寫 C 程式的過程分解成 7 個步驟（見下圖）。注意，這是理想狀態。在實際的使用過程中，尤其是在較大型的專案中，可能要做一些重複的工作，根據下一個步驟的情況來調整或改進上一個步驟。

一、定義程式的目標

  在動手寫程式之前，要在腦中有清晰的思路。想要程式去做什麼首先自己要明確自己想做什麼，思考你的程式需要哪些資訊，要進行哪些計算和控制，以及程式應該要報告什麼資訊。在這一步驟中，不涉及具體的計算機語言，應該用一般術語來描述問題。

二、設計程式

  對程式應該完成什麼任務有概念性的認識後，就應該考慮如何用程式來完成它。例如，使用者介面應該是怎樣的？如何組織程式？目標使用者是誰？準備花多長時間來完成這個程式？

  除此之外，還要決定在程式（還可能是輔助檔案）中如何表示資料，以及用什麼方法處理資料。學習 C 語言之初，遇到的問題都很簡單，沒什麼可選的。但是，隨著要處理的情況越來越複雜，需要決策和考慮的方面也越來越多。通常，選擇一個合適的方式表示資訊可以更容易地設計程式和處理資料。

  再次強調，應該用一般術語來描述問題，而不是用具體的程式碼。但是，你的某些決策可能取決於語言的特性。例如，在資料表示方面，C 的程式設計師就比 Pascal 的程式設計師有更多選擇。

三、編寫程式碼

  設計好程式後，就可以編寫程式碼來實現它。也就是說，把你設計的程式翻譯成C語言。這裡是真正需要使用 C 語言的地方。可以把思路寫在紙上，但是最終還是要把程式碼輸入計算機。一般而言，使用文字編輯器建立原始碼檔案。該檔案中內容就是你翻譯的 C 語言程式碼。

C 原始碼的範例：

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int dogs;		/*定義一個整型變數*/
    
    printf("How many dogs do you have?\n");		/*輸出一條語句*/
    scanf("%d", &dogs);							/*格式輸入一個整數*/
    printf("So you have %d dog(s)!\n", dogs);
    
    return 0;
}

  在這一步驟中，應該給自己編寫的程式新增文字註釋。最簡單的方式是使用 C 的註釋工具在原始碼中加入對程式碼的解釋。

四、編譯

  接下來的這一步是編譯原始碼。再次提醒讀者注意，編譯的細節取決於程式設計的環境。現在，先從概念的角度講解編譯發生了什麼事情。

  編譯器是把原始碼轉換成可執行程式碼的程式。可執行程式碼是用計算機的機器語言表示的程式碼。這種語言由數位碼錶示的指令組成。不同的計算機使用不同的機器語言方案。C 編譯器負責把 C 程式碼翻譯成特定的機器語言。此外，C 編譯器還將原始碼與 C 庫（庫中包含大量的標準函數供使用者使用，如 printf() 和 scanf()）的程式碼合併成最終的程式（更精確地說，應該是由一個被稱為連結器的程式來連結庫函數，但是在大多數系統中，編譯器執行連結器）。其結果是，生成一個使用者可以執行的可執行檔案，其中包含著計算機能理解的程式碼。

  編譯器還會檢查 C 語言程式是否有效。如果 C 編譯器發現錯誤，就不生成可執行檔案並報錯。理解特定編譯器報告的錯誤或警告資訊是程式設計師要掌握的另一項技能。

五、執行程式

  傳統上，可執行檔案是可執行的程式。在常見環境（包括 Windows 命令提示字元模式、UNIX 終端模式和 Linux 終端模式）中執行程式要輸入可執行檔案的檔名，而其他環境可能要執行命令（如，在 VAX 中的 VMS ）或一些其他機制。例如，在 Windows 和 Macintosh 提供的整合式開發環境（IDE）中，使用者可以在 IDE 中通過選擇選單中的選項或按下特殊鍵來編輯和執行 C 程式。最終生成的程式可通過單擊或雙擊檔名或圖示直接在作業系統中執行。

六、測試和偵錯程式

  程式能執行是個好跡象，但有時也可能會出現執行錯誤。接下來，應該檢查程式是否按照你所設計的思路執行。你會發現你的程式中有一些錯誤，計算機行話叫作 bug。查詢並修復程式錯誤的過程叫偵錯。學習的過程中不可避免會犯錯，學習程式設計也是如此。因此，當你把所學的知識應用於程式設計時，最好為自己會犯錯做好心理準備。隨著你越來越老練，你所寫的程式中的錯誤也會越來越不易察覺。

  將來犯錯的機會很多。你可能會犯基本的設計錯誤，可能錯誤地實現了一個好想法，可能忽視了輸入檢查導致程式癱瘓，可能會把圓括號放錯地方，可能誤用 C 語言或打錯字，等等。把你將來犯錯的地方列出來，這份錯誤列表應該會很長。

  看到這裡你可能會有些絕望，但是情況沒那麼糟。現在的編譯器會捕獲許多錯誤，而且自己也可以找到編譯器未發現的錯誤。

七、維護和修改程式碼

  建立完程式後，你發現程式有錯，或者想擴充套件程式的用途，這時就要修改程式。例如，使用者輸入以 Zz 開頭的姓名時程式出現錯誤、你想到了一個更好的解決方案、想新增一個更好的新特性，或者要修改程式使其能在不同的計算機系統中執行，等等。如果在編寫程式時清楚地做了註釋並採用了合理的設計方案，這些事情都很簡單。

八、說明

  程式設計並非像描述那樣是一個線性的過程。有時，要在不同的步驟之間往復。例如，在寫程式碼時發現之前的設計不切實際，或者想到了一個更好的解決方案，或者等程式執行後，想改變原來的設計思路。對程式做文字註釋為今後的修改提供了方便。

  許多初學者經常忽略第 1 步和第 2 步（定義程式目標和設計程式），直接跳到第 3 步（編寫程式碼）。剛開始學習時，編寫的程式非常簡單，完全可以在腦中構思好整個過程。即使寫錯了，也很容易發現。但是，隨著編寫的程式越來越龐大、越來越複雜，動腦不動手可不行，而且程式中隱藏的錯誤也越來越難找。最終，那些跳過前兩個步驟的人往往浪費了更多的時間，因為他們寫出的程式難看、缺乏條理、讓人難以理解。要編寫的程式越大越複雜，事先定義和設計程式環節的工作量就越大。

  磨刀不誤砍柴工，應該養成先規劃再動手編寫程式碼的好習慣，用紙和筆記錄下程式的目標和設計框架。這樣在編寫程式碼的過程中會更加得心應手、條理清晰。

後記

本篇介紹了使用 C 語言程式設計的 7 個步驟，希望讀者可以在編寫程式碼時養成好習慣。