第 1 级：相识

• 系好安全带
  • 1. 修饰符、限定符与属性向左结合
  • 2. 不使用连续声明
  • 3. 指针形参采用数组记法
  • 4. 函数指针形参采用函数记法
  • 5. 尽可能靠近首次使用处定义对象
  • 6. 代码块采用前缀记法
  • 7. 数值使用数字分隔符

本级吉祥物

本级的吉祥物是渡鸦。这种鸦科鸟类非常合群，以解决问题的能力著称。渡鸦会组成团队，人们甚至观察到成年渡鸦也会玩耍。

本级将带你与 C 程序设计语言相识，也就是提供足够的知识，使你能够编写和使用良好的 C 程序。这里的“良好”建立在对这门语言的现代理解之上：避开 C 早期方言的大多数陷阱，并使用一些过去尚不存在、如今却能移植到绝大多数现代计算机体系结构上的构造——从手机到大型机都是如此。

学完这些内容后，你应当能够编写满足日常需要的短小代码。它们不会极其复杂，但会实用且可移植。

系好安全带

从许多方面看，C 是一门相当宽容的语言。程序员若执意朝自己的脚或身体其他部位开枪，C 并不会设法阻止。因此，我们暂时要引入一些限制。本级会尽量避免把枪交到你手上，先把枪柜钥匙放到够不着的地方，再用巨大而醒目的感叹号标出它的位置。

C 中最危险的构造是所谓的强制转换，所以本级暂且跳过它。不过，还有许多陷阱没有这么容易避开。我们会采用一些你可能不熟悉的方式处理它们；如果你在上个千年学习了 C 的基础知识，或者接触 C 时所用的平台多年没有升级到当代 ISO C，尤其会有这种感觉。

有经验的 C 程序员

以下内容可能需要一段适应时间，甚至会引起过敏反应。若阅读这里的代码时身上突然起了荨麻疹，请深呼吸并设法放松，但不要跳过这些页面。

尚无经验的 C 程序员

下面许多讨论可能暂时超出你的理解范围，例如，其中可能使用你从未听说过的术语。若是如此，可以把它当作一段插叙，先跳到第 3 章开头，感觉更从容时再回来阅读；但务必在学完本级之前读完。

适应本级方法的过程，部分可能与材料的侧重点和讲解顺序有关：

• 我们主要关注整数类型的 unsigned 版本。
• 我们分步介绍指针：先把它伪装成函数的形参（第 6.1.4 节），再讨论它的状态，也就是是否有效（第 6.2 节），最后在下一级第 11 章发挥它的全部潜力。
• 只要可能，我们就会优先使用数组。

下面的风格约定也可能令你意外。下一级会用完整的第 9 章讨论这些问题，所以暂且耐心接受它们。

1. 修饰符、限定符与属性向左结合

我们希望在视觉上把标识符与它的类型分开，因此通常写成：

char* name;

其中 char* 是类型，name 是标识符。限定符和属性同样遵循向左结合规则：

char const* const path_name [[deprecated]];

第一个 const 限定它左侧的 char，* 将其构成指针，第二个 const 再限定其左侧的整体。属性 [[deprecated]] 则明确附着于标识符 path_name。

2. 不使用连续声明

连续声明会掩盖类型声明符的结合关系。例如：

unsigned const* const a, b;

这里，b 的类型是 unsigned const：第一个 const 属于类型，第二个 const 只属于 a 的声明。这类规则极易混淆，而你还有更重要的内容要学。

3. 指针形参采用数组记法

只要形参要求指针不能为空，我们就采用数组记法：

/* 这些声明强调实参不能为空。 */
size_t strlen(char const string[static 1]);
int main(int argc, char* argv[argc + 1]);

/* 相同函数的兼容声明。 */
size_t strlen(char const* string);
int main(int argc, char** argv);

第一个例子强调，strlen 必须接收有效的非空指针，并至少访问 string 的一个元素。第二个例子概括了这样一项事实：main 接收一个由 argc + 1 个 char 指针组成的数组，其中包括程序名称、argc - 1 个程序实参，以及一个终止数组的空指针。

第二组声明只是为编译器已经知道的特性补充了等价声明。因为它们是声明而非定义，所以允许这样重复声明；不过在本例中，它没有增加新信息。

4. 函数指针形参采用函数记法

同理，只要确定函数指针不能为空，我们便采用函数记法：

/* 此声明强调 handler 实参不能为空。 */
int atexit(void handler(void));

/* 相同函数的兼容声明。 */
int atexit(void (*handler)(void));

atexit 的第一项声明强调，从语义上说，它接收一个名为 handler 的函数作为实参，并且不允许空函数指针。从技术上说，函数形参 handler 会被“改写”为函数指针，类似于数组形参会被改写为对象指针；但在描述功能时，这只是次要细节。

再次注意，前面的代码本身完全有效，第二项声明只为 atexit 增加了等价声明。

5. 尽可能靠近首次使用处定义对象

缺少初始化，尤其是指针未初始化，是 C 初学者最容易遇到的主要陷阱之一。因此，只要可能，就应把对象的声明与对它的首次赋值结合起来。C 为此提供的工具是定义：带有初始化的声明。它为值赋予名称，并在首次使用该名称的位置引入它。

这一做法对 for 循环尤其方便。不同循环中的迭代对象在语义上并不是同一对象，所以应在 for 内部声明，使其始终局限在该循环的主要块中。

6. 代码块采用前缀记法

要顺利阅读代码块，必须容易看清两件事：它的用途和范围。因此：

• 所有 { 都放在引入该块的语句或声明所在行的末尾。
• 块内代码缩进一级。
• 终止块的 } 另起一行，与引入该块的语句处在同一级。
• 如果块语句在 } 后还有延续部分，则把延续部分写在同一行。

int main(int argc, char* argv[argc + 1]) {
    puts("Hello world!");
    if (argc > 1) {
        while (true) {
            puts("some programs never stop");
        }
    } else {
        do {
            puts("but this one does");
        } while (false);
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

7. 数值使用数字分隔符

人眼不善于感知多位数的数量级。因此，在普通文本中，大型十进制数采用逗号分隔千位；小数点后的数字也沿用这种写法，例如 10,035.677,789。年份是一个显著例外，不使用千位分隔符。

C23 也为数值字面量提供了数字分隔符，也就是直接出现在两个连续数字之间的 '，例如 10'035.677'789。本书会在所有数值字面量中使用它：十进制数字每三位一组，十六进制数字每四位一组，二进制数字每八位一组。