前言
在我的
评论中，我多次提及Andrew Tanenbaum的书《操作系统设计和实现》（
第一版）以及C在其中的表示方式。 这些评论一直很有趣。 我认为是时候将该简介翻译成C了。 它仍然是相关的。 尽管当然有些人尚未听说过编程语言
PL / 1 ，甚至尚未听说过操作系统
Minix 。
从历史的角度以及对于理解C语言自诞生以来到整个IT行业已经走了多远的角度，此描述也很有趣。
我想立即预订我的第二种语言是法语：
但这被46年的
编程经验所抵消。
所以，让我们开始吧，轮到安德鲁·塔南鲍姆（Andrew Tanenbaum）了。
C语言简介（pp.350-362）
C编程语言是AT＆T贝尔实验室的Dennis Ritchie创建的，它是用于开发UNIX操作系统的高级编程语言。 当前，该语言被广泛用于各个领域。 C在系统程序员中特别流行，因为它使您可以简单，简洁地编写程序。
描述C语言的主要书籍是Brian Kernigan和Dennis Ritchie的书The C Programming Language（1978）。 关于C语言的书籍由Bolon（1986），Gehani（1984），Hancock和Krieger（1986），Harbison和Steele（1984）等人撰写。
在本附录中，我们将尝试对C进行相当完整的介绍，以便熟悉Pascal，PL / 1或Modula 2等高级语言的人能够理解本书中给出的大多数MINIX代码。 此处不讨论MINIX中未使用的C功能。 省略了许多细微之处。 重点是阅读C程序，而不是编写代码。
A.1。 C语言基础
C程序由一组过程组成（通常称为函数，即使它们不返回值）。 这些过程包含声明，运算符和其他元素，它们一起告诉计算机要做什么。 图A-1显示了一个小过程，其中声明了三个整数变量并为其分配了值。 该过程的名称为main。 该过程没有形式参数，如过程名称后面方括号之间没有任何标识符所示。 该过程的主体括在大括号（{}）中。 此示例说明C具有变量，并且必须在使用前声明这些变量。 C也有运算符，在此示例中，它们是赋值运算符。 所有语句必须以分号结尾（不同于Pascal，Pascal在语句之间使用冒号，而不是在后面）。
注释以字符“ / *”开头，以字符“ * /”结尾，并且可以跨越多行。
main () { int i, j, k; i = 10; j = i + 015; k = j * j + 0xFF; } . Al. .
该过程包含三个常量。 第一次分配中的常数为10
它是一个普通的十进制常数。 015常数是八进制常数
（等于十进制的13）。 八进制常数始终从零开始。 常数0xFF是十六进制常数（等于255十进制）。 十六进制常数始终以0x开头。 这三种类型都在C中使用。
A.2。 基本数据类型
C有两种主要的数据类型（变量）：整数和字符，分别声明为int和char。 没有单独的布尔变量。 int变量用作布尔变量。 如果此变量包含0，则表示false / false，其他任何值表示true / true。 C也有浮点类型，但是MINIX不使用它们。
您可以将短，长或无符号的“形容词”应用于定义值范围（取决于编译器）的int类型。 大多数8088处理器将16位整数用于int和short int，将32位整数用于long int。 8088处理器上的无符号整数（unsigned int）的范围是0到65535，而不是-32768到+32767，与普通整数（int）一样。 一个字符占8位。
寄存器说明符还可以用于int和char，并且向编译器提示已声明的变量应放在寄存器中，以使程序更快地工作。
一些广告如图所示。 A-2。
int i; short int z1, z2; / * */ char c; unsigned short int k; long flag_poll; register int r; . -2. .
类型之间的转换是允许的。 例如，运算符
flag_pole = i;
即使我的类型为int并且flag_pole很长也可以。 在很多情况下
强制在数据类型之间进行转换是必要的或有用的。 对于强制转换，只需将目标类型放在表达式前面的方括号中即可进行转换。 例如：
( (long) i);
指令将整数i转换为long，然后再将其作为参数传递给过程p，该过程需要long参数。
在类型之间进行转换时，请注意符号。
将字符转换为整数时，某些编译器将字符视为带符号，即从-128到+127，而其他编译器将它们视为
无符号，即从0到255。在MINIX中，诸如
i = c & 0377;
从（字符）转换为整数，然后执行逻辑与
（＆）八进制常数0377。结果是高8位
设置为零，实际上将c视为8位无符号数，范围为0到255。
A.3。 复合类型和指针
在本节中，我们将研究构建更复杂的数据类型的四种方法：数组，结构，联合和指针。 数组是相同类型的元素的集合/集合。 C中的所有数组均以元素0开头。
公告公告
int a [10];
声明一个具有10个整数的数组a，该数组将存储在从[0]到[9]的数组元素中。 其次，数组可以是3维或3维以上，但在MINIX中不使用。
结构是变量的集合，通常是各种类型。 C中的结构类似于Pascal中的记录。 操作员
struct {int i; char c;} s;
将s声明为包含两个成员（整数i和字符c）的结构。
要将结构s的成员i分配给6，请编写以下表达式：
si = 6;
点运算符表示元素i属于结构s。
工会也是一组成员，类似于结构，但在任何时候只有一个成员可以加入工会。 公告公告
union {int i; char c;} u;
表示您可以使用整数或字符，但不能同时使用。 编译器应分配足够的合并空间，以便可以容纳最大的合并元素（从占用内存的角度来看）。 联合仅在MINIX中的两个位置使用（将消息定义为几种不同结构的联合，并将磁盘块定义为数据块，索引节点块，目录块等的联合）。
指针用于将机器地址存储在C中。 它们被非常非常频繁地使用。 星号（*）用于指示广告中的指针。 公告公告
int i, *pi, a [10], *b[10], **ppi;
声明一个整数i，一个指向整数pi的指针，一个包含10个元素的数组a，一个包含10个指向整数的指针的数组b，以及一个指向整数的指针ppi的指针。
结合数组，指针和其他类型的复杂声明的确切语法规则有些复杂。 幸运的是，MINIX仅使用简单的声明。
图A-3显示了结构表结构数组z的声明，每个结构表都具有
三个成员，整数i，指向字符c和字符c的指针cp。
struct table { int i; / * */ char *cp, c; } z [20]; . - 3. .
结构数组在MINIX中很常见。 此外，可以将名称表声明为可在后续声明中使用的结构表结构。 举个例子
register struct table *p;
声明p指向结构表结构的指针并建议保存它
在寄存器中。 在程序执行期间，p可以指示例如z [4]或
到z中的任何其他元素，其中所有20个元素都是struct table类型的结构。
要使p指向z [4]，只需编写
p = &z[4];
“＆”号作为一元（一元）运算符的意思是“采用其后的地址”。 将成员i的值复制到整数变量n
p指向的结构可以如下进行：
n = p->i;
请注意，箭头用于通过指针访问结构的成员。 如果使用变量z，则必须使用点运算符：
n = z [4] .i;
区别在于z [4]是结构，并且点运算符选择元素
直接来自复合类型（结构，数组）。 使用指针，我们不会直接选择参与者。 指针指示您首先选择一个结构，然后才选择该结构的成员。
有时为复合类型命名很方便。 例如：
typedef unsigned short int unshort;
将unshort定义为unsigned short（无符号的短整数）。 现在unshort可以在程序中用作主要类型。 举个例子
unshort ul, *u2, u3[5];
声明一个短无符号整数，一个指向短无符号整数的指针，以及
短无符号整数的数组。
A.4。 经营者
C中的过程包含声明和声明。 我们已经看到了声明，因此现在我们将考虑运算符。 条件和循环运算符的目的与其他语言基本相同。 图A-4显示了其中的几个示例。 唯一需要注意的是花括号用于分组运算符，而while语句具有两种形式，第二种类似于Pascal的repeat语句。
C也有一个for语句，但是它看起来不像任何其他语言的for语句。 for语句具有以下形式：
for (<>; <>; <>) ;
通过while语句可以表达相同的意思：
<> while(<>) { <>; <> }
例如，考虑以下语句：
for (i=0; i <n; i = i+l) a[i]=0;
此运算符将数组a的前n个元素设置为零。 运算符的执行从将i设置为零开始（在循环外部完成）。 然后，在执行i的赋值和增加的同时，重复操作符直到i <n。 当然，代替在零数组的当前元素上赋值的运算符，可能会在大括号中包含一个复合运算符（块）。
if (x < 0) k = 3; if (x > y) { i = 2; k = j + l, } if (x + 2 <y) { j = 2; k = j - 1; } else { m = 0; } while (n > 0) { k = k + k; n = n - l; } do { / * while */ k = k + k; n = n - 1; } while (n > 0); . A-4. if while C.
C还具有类似于Pascal中的case运算符的运算符。 这是一个switch语句。 图A-5中显示了一个示例。 根据switch中指定的表达式的值，选择一个或另一个case语句。
如果表达式与任何case语句都不匹配，则选择默认语句。
如果该表达式不与任何case语句关联，并且缺少默认语句，则从switch语句之后的下一个语句继续执行。
应当注意，要退出case块，请使用break语句。 如果没有break语句，将执行下一个case块。
switch (k) { case 10: i = 6; break; case 20: i = 2; k = 4; break; / * default* / default: j = 5; } . A-5. switch
break语句还在for和while循环内起作用。 应当记住，如果break语句位于一系列嵌套循环内，则输出仅向上一级。
一个相关的语句是continue语句，它不会退出循环，
但是导致当前迭代的完成和下一个迭代的开始
立即。 从本质上讲，这是循环顶部的返回。
C具有可以带或不带参数调用的过程。
根据Kernigan和Ritchie（p。121）的说法，不允许转移数组，
结构或过程作为参数，尽管将指针传递给所有这些
允许的。 是否有一本书（它将在我的记忆中弹出：-“如果火星上有生命，如果火星上没有生命”），许多C编译器都允许使用结构作为参数。
如果数组的名称不带索引，则表示数组的指针，从而简化了数组指针的传输。 因此，如果a是任何类型的数组的名称，则可以通过编写将其传递给g
g();
此规则仅适用于数组；此规则不适用于结构。
过程可以通过执行return语句来返回值。 该语句可能包含一个表达式，其结果将作为过程的值返回，但是调用者可以放心地忽略该返回值。 如果过程返回一个值，则将类型值写入过程名称之前，如图2所示。 A-6。 像参数一样，过程不能返回数组，结构或过程，但是可以返回指向它们的指针。 设计该规则是为了实现更有效的实现-所有参数和结果始终对应一个机器字（地址存储在其中）。 允许将结构用作参数的编译器通常还允许将其用作返回值。
int sum (i, j) int i, j ; { return (i + j); } . -6. , .
C没有内置的I / O。 输入/输出通过调用库函数来实现，最常见的函数如下所示：
printf («x=% dy = %oz = %x \n», x, y, z);
第一个参数是引号之间的字符串（实际上，这是一个字符数组）。
任何不是百分比的字符都将按原样打印。
出现百分比时，以下参数将以该百分比后面的字母所定义的形式打印：
d-打印为十进制整数
o-打印为八进制整数
u-打印为无符号十进制整数
x-打印为十六进制整数
s-打印为字符串
c-打印为一个字符
字母D，0和X也允许用于长数字的十进制，八进制和十六进制打印。
A.5。 表达方式
通过组合操作数和运算符来创建表达式。
算术运算符（例如+和-）和关系运算符（例如<
并且>类似于其他语言中的对应词。 ％运算符
用模。 值得注意的是，等于运算符为==，而不等于运算符为！ =。 要检查a和b是否相等，可以这样编写：
if (a == b) <>;
C还允许您将赋值运算符与其他运算符结合使用，因此
a += 4;
相当于录音
= + 4;
其他运算符也可以以此方式组合。
C具有用于操作单词位的运算符。 允许移位和按位逻辑运算。 左右移位运算符是<<
和>>。 按位逻辑运算符＆，| 和^分别为逻辑AND（AND），包括OR（OR）和异或（XOP）。 如果i的值为035（八进制），则表达式i和06的值为04（八进制）。 另一个例子，如果i = 7，则
j = (i << 3) | 014;
得到j的074
另一重要的运算符组是一元运算符，每个运算符仅接受一个操作数。 作为一元运算符，“＆”号获取变量的地址。
如果p是一个指向整数的指针，而i是一个整数，则该运算符
p = &i;
计算地址i并将其存储在变量p中。
与获取地址相反的是，运算符采用指针作为输入并计算该地址处的值。 如果我们只是将地址i分配给指针p，则* p的含义与i相同。
换句话说，作为一元运算符，星号后跟指针（或
给出指针的表达式）并返回其指向的元素的值。 如果我的值为6，则运算符
j = *;
将为j分配数字6。
操作员！ （感叹号是取反运算符）如果其操作数非零，则返回0；如果其运算符为0，则返回1。
它主要用于if语句，例如
if (!x) k=0;
检查x的值。 如果x为零（假），则为k分配值0。实际上，算子！ 取消其后的条件，就像Pascal中的not运算符一样。
〜运算符是按位补码运算符。 其操作数中的每个0
变为1，每1变为0。
sizeof运算符以字节为单位报告其操作数的大小。 关于
在具有2个字节整数的计算机上，由20个整数a组成的数组，例如sizeof a将具有40的值。
最后一组运算符是增减运算符。
操作员
++;
表示p的增加。 p将增加多少取决于其类型。
整数或字符加1，但指针增加
以这种方式指向的对象的大小，如果a是结构的数组，而p是指向这些结构之一的指针，则我们写
p = &a[3];
使p指向数组中的结构之一，然后增加p
无论结构有多大，都将指向[4]。 操作员
p--;
类似于p ++运算符，除了它减小而不是增大操作数的值。
在声明中
n = k++;
如果两个变量都是整数，则将k的原始值分配给n，
只有这样，k才会增加。 在声明中
n = ++ k;
k首先增加，然后将其新值存储在n中。
因此，可以在其操作数之前或之后写入++（或-）运算符，从而产生各种值。
最后的陈述是这个吗？ （问号），它选择了两种选择之一
用冒号隔开。 例如操作员
i = (x < y ? 6 : k + 1);
将x与y比较。 如果x小于y，那么我得到的值是6； 否则，变量i的值为k +1。方括号是可选的。
A.6。 程序结构
C程序由一个或多个包含过程和声明的文件组成。
这些文件可以单独编译为目标文件，然后将它们彼此链接（使用链接器）以形成可执行程序。
与Pascal不同，过程声明不能嵌套，因此所有声明都写在程序文件的“顶层”。
允许在过程外部声明变量，例如，在第一次声明过程之前在文件的开头声明变量。 这些变量是全局变量，并且可以在整个程序的任何过程中使用，除非static关键字在声明之前。 在这种情况下，这些变量不能在另一个文件中使用。 相同的规则适用于过程。 在过程内部声明的变量是该过程的局部变量。
该过程可以访问在另一个文件中声明的整数变量v（前提是该变量不是静态的），并在外部声明它：
extern int v;
每个全局变量必须在没有extern属性的情况下准确地声明一次，以便为其分配内存。
声明时可以初始化变量：
int size = 100;
数组和结构也可以初始化。 未显式初始化的全局变量的默认值为零。
A.7。 C预处理器
在将源文件传输到C编译器之前，将对其进行自动处理
称为预处理程序的程序。 它是预处理器的输出，而不是
原始程序被馈送到编译器的输入。 预处理器执行
在将文件传递给编译器之前，对文件进行三个基本转换：
1.包含文件。
2.定义和替换宏。
3.有条件的编译。
所有预处理指令均在第一列中以数字符号（＃）开头。
当一个视图指令
#include "prog.h"
由预处理器满足，它在一行中逐行包含prog.h文件
要传递给编译器的程序。 当#include指令写为
#include <prog.h>
然后在/ usr / include目录而不是工作目录中搜索包含的文件。 在C中，通常的做法是将多个文件使用的声明分组在头文件中（通常带有后缀.h），并在必要时包括它们。
预处理器还允许宏定义。 举个例子
#define BLOCK_SIZE 1024
定义BLOCK_SIZE宏并将其分配为1024。从现在开始，文件中每次出现的10个字符的字符串“ BLOCK_SIZE”都将由4个字符的字符串“ 1024”代替，然后编译器才能使用程序查看文件。按照惯例，宏名称以大写形式编写。宏可以具有参数，但实际上很少。预处理器的第三个功能是条件编译。MINIX在几个地方专门为8088处理器编写代码，并且在为另一个处理器编译时不应包含此代码。这些部分如下所示： #ifdef i8088 < 8088> #endif
如果定义了i8088字符，则预处理器输出中将包含两个预处理器指令#ifdef i8088和#endif之间的语句；否则将被跳过。使用命令调用编译器 cc -c -Di8088 prog.c
或在程序中包含一条语句 #define i8088
我们定义了符号i8088，因此包含了8088的所有相关代码。随着MINIX的发展，它可能会获得适用于68000和其他处理器的特殊代码。作为预处理器工作方式的一个示例，请考虑程序图。A-7（a）。它包含一个prog.h文件，其内容如下： int x; #define MAXAELEMENTS 100
想象一下，编译器是由命令调用的 cc -E -Di8088 prog.c
文件通过预处理器后，输出将如图10所示。A-7（b）。作为C编译器的输入而给出的是此输出而不是源文件。
请注意，预处理器完成了其工作，并删除了以＃号开头的所有行。如果编译器会像这样被调用 cc -c -Dm68000 prog.c
然后将包含另一张印刷品。如果这样调用： cc -c prog.c
那么将不包含任何打印内容。（读者可能会想一想如果同时使用-D fl ags标志调用编译器会发生什么情况。）A.8。成语
在本节中，我们将研究几种典型的C结构，但在其他编程语言中并不常见。首先，考虑循环： while (n--) *p++ = *q++;
变量p和q通常是字符指针，而n是计数器。循环将n字符串从q指向的地方复制到p指向的字符串。在循环的每次迭代中，计数器都会减少直到达到0，并且每个指针都会增加，因此它们依次指向具有更高编号的存储单元。另一个常见的设计： for (i = 0; i < N; i++) a[i] = 0;
将a的前N个元素设置为0。编写此循环的另一种方法如下： for (p = &a[0]; p < &a[N]; p++) *p = 0;
在此语句中，整数指针p初始化为指向数组的零元素。循环继续直到p到达数组第N个元素的地址。指针构造比数组构造更有效，因此通常使用它。分配运算符可能会出现在意外的地方。举个例子
if (a = f (x)) < >;
首先调用函数f，然后分配调用函数a的结果，最后检查它是true（非零）还是false（零）。如果a不等于零，则满足条件。操作员
if (a = b) < >;
同样，首先，检查变量a的变量b的值，然后检查a值是否为非零。而且这个运算符与 if (a == b) < >;
比较两个变量，如果相等则执行运算符。后记
仅此而已。您不会相信我对编写本文有多喜欢。我记得从同一C语言中有用的东西有多少。希望您也喜欢进入C语言的美好世界。