Прежде, чем говорить о языках программирования и о том, что такое компиляция, как она работает и прочих интересных вещах, нам необходимо познакомиться с понятием, которое будет сопровождать весь курс и в целом всю программистскую жизнь - это понятие имени. Имя - это некий символьный идентификатор (переменная, контейнер) для некоторого числа (числом в свою очередь является адрес ячейки памяти, куда записывается значение). Именовать можно как переменные, так и функции. Простейший пример - запись равенства: \code{name = 123456}. Различие между именем и числом задает признак числа: в программах для компьютеров признаком числа является первый символ, так как имя (идентификатор) не должно начинаться с цифры. Таким образом, компиляторы однозначно могут определить, что является именем, а что — числом. Это отличие накладывает на программиста очевидное ограничение: невозможность создать идентификаторы, начинающиеся с цифр. Также, чтобы не создавать неоднозначности в поведении программы, нельзя, чтобы имена в рамках одной программы повторялись. Общий алгоритм работы со всеми компилируемыми языками, в том числе С++, выглядит следующим образом:
\item при помощи программы-транслятора и зачастую ассемблера этот текст преобразуется в исполняемые машинные коды: этот процесс обычно состоит из нескольких этапов и называется общим словом <<компиляция>>;
\item исполняемые коды запускаются на целевом компьютере (чаще всего это сервер или персональный компьютер пользователя).
Применим этот общий алгоритм для написания первой программы. Предполагается, что на данный момент уВас установлена либо среда разработки, либо текстовый редактор и компилятор по отдельности, чтобы иметь возможность повторить этот и все последующие примеры самостоятельно.
Для написания программы откроем выбранный текстовый редактор или среду программирования и напишем следующие строки (важно отличать заглавные и строчные буквы, то есть, например \code{Int} и \code{int} - это разные слова, и первое, написанное с заглавной буквы, будет не понято компилятором):
\paragraph{Запуск компиляции и исполнение программы}
В зависимости от выбранного инструментария и ОС процесс компиляции (трансляции) и запуска программы на исполнение может незначительно отличаться, далее будут приведены несколько вариантов. Естественно, что не нужно выполнять их все, а следует выбрать один, который сработает именно с Вашим набором инструментов. Трансляция (компиляция):
Запуск будет отличаться только для Windows (символами доллара и угловой скобки обозначены приглашения unix-терминала и командной строки windows соответственно):
Далее в тексте в целях демонстрации будет использоваться запуск в стиле non-windows, а также будет опускаться демонстрация этапа компиляции (кроме случаев, когда сам процесс компиляции отличается).
Как и программы на любом другом языке, программы на языке С имеют ряд обязательных элементов, также называемых шаблоном программы. Рассмотрим эти элементы подробнее на примере только что написанной первой программы (\hyperref[code:firstprogram]{\ref{code:firstprogram}}). Некоторые незначительные аспекты будут рассмотрены сразу и полностью, комментарии, например, но некоторые будут рассмотрены поверхностно, поскольку являются масштабными, сложными для понимания фундаментальными механизмами языка, которым будут посвящены целые специальные разделы.
\paragraph{Комментарии} Некоторые среды разработки оставляют в шапке файла комментарии об авторе и дате создания файла. Некоторые команды разработки регламентируют такие комментарии и рекомендуют их написание каждым участником. Комментарий — это любой текст, написанный для удобства программиста и игнорируемый компилятором. Комментарии бывают как однострочные, так и многострочные. В редких случаях можно встретить внутристрочные комментарии, но их лучше стараться не использовать, они считаются дурным тоном, поскольку резко снижают читаемость кода.
Очень старые компиляторы допускали только комментарии в стиле \code{/* xxx */}, сейчас допустим также стиль \code{// xxx}, завершается такой комментарий концом строки (то есть вся оставшаяся строка после символов \code{//} будет проигнорирована компилятором). Комментарии в коде важны, особенно для описания и пояснения неочевидных моментов, но важно соблюсти баланс и не превратить программу в один сплошной комментарий, иногда прерывающийся на работающий код.
В директивах препроцессора подключаются внешние заголовочные файлы и определяются некоторые абсолютные значения проекта. Обратите внимание, что директивы препроцессора — это достаточно сложный инструмент, и использовать его, например, только для определения константных значений - не лучшее архитектурное решение. Для нашего проекта нам понадобится директива \code{\#include <stdio.h>} - эта директива подключит библиотеку стандартного ввода-вывода в наш проект, что позволит нам "общаться" с пользователем нашей программы, используя терминал операционной системы (командную строку в терминах Windows).
\paragraph{Функция \code{main()\{\}}} это точка входа в программу. Программа может состоять из огромного числа файлов и функций, но операционная система как-то должна понять, откуда ей начинать исполнение программы. Такой точкой начала исполнения является функция \code{main}, которая должна быть написана именно так:
более подробно о функциях, их синтаксисе и аргументах мы поговорим позднее, на данном этапе можно просто запомнить такое (или же упрощённое \code{int main()}) описание главной функции любой программы на языке С. Далее в фигурных скобках пишется так называемое <<тело>> программы, то есть именно те операторы, функции и алгоритмы, которые являются программой. По сути, всё наше программирование будет происходить либо в этой функции, либо будет довольно тесно с ней связано.
\paragraph{Возврат из функции \code{return;}} это оператор явно завершающий выполнение функции \code{main} и, соответственно, программы. Все операторы, кроме директив препроцессора, комментариев и описаний тел функций, должны заканчиваться точкой с запятой.
\frm{\textbf{Внимание!} Далее Вы прочитаете тезис, который является значительным упрощением реальной ситуации. Автор пошёл на такое упрощение по двум причинам: во-первых, поскольку в классическом С дела обстояли именно так, а в современных компьютерах ситуация меняется настолько быстро, что никакой текст не сможет оставаться актуальным, и во-вторых, поскольку целью данного документа не является детальное описание архитектур современных операционных систем.}
Поскольку программа, написанная на языке С, работает на одном уровне с операционной системой, а не в средах виртуализации, как это происходит в Java, например, она должна сообщить операционной системе, что она отработала нормально. Это делается посредством возврата в качестве результата работы программы кода ноль. В нашем случае, оператор \code{return} сообщает код \code{0}, говорящий об успешности завершения работы программы. Такой возвратный код - исторически сложившаяся договорённость между программистами: ненулевой код означает аварийное завершение программы и сообщает системе, что программа завершена некорректно и необходимо дополнительно и явно освобождать занятые ею ресурсы.
