Programming language · 1972 年發布

C

C 是一門精簡、可攜的系統程式語言，編譯為高效的原生程式碼，可直接控制記憶體與硬體。

C 是一門通用的程序式程式語言，由貝爾實驗室的丹尼斯·里奇為撰寫 Unix 作業系統而設計。它後來經 ANSI 與 ISO 標準化，目前由 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14 委員會維護標準，C99、C11、C17 等修訂版被廣泛使用。C 的關鍵字很少，由函式、結構與指標等簡單元素組成，編譯器會將原始碼直接轉譯為機器碼。

在需要可預期的效能、精簡的執行檔，以及直接控制記憶體的場合，C 的優勢最為明顯，例如作業系統核心、裝置驅動程式、微控制器韌體、其他語言的執行環境與資料庫。幾乎所有平台都有 C 編譯器，C 的呼叫慣例（ABI）也是各種語言互相呼叫函式庫時的共同介面。代價是 C 不檢查陣列邊界，也沒有自動記憶體管理，防止緩衝區溢位與釋放後使用等錯誤，必須由程式設計師自行負責。

入門時，先安裝 GCC、Clang 或 MSVC 其中之一，在終端機中親手編譯幾個小程式。常見的學習順序是：變數與型別、控制敘述、函式、陣列與字串、指標、結構，最後是動態記憶體。編譯時以 -Wall -Wextra 開啟警告，到 cppreference 查閱標準函式庫，並養成以 AddressSanitizer 和 GDB 追查記憶體錯誤的習慣。

特色

貼近硬體的控制

透過指標直接存取記憶體位址，並以 malloc 與 free 自行管理記憶體，可以精細控制資料配置與資源使用。

精簡且可攜

語言本身很小，並由 ISO 標準定義，符合標準的程式碼可以在各種作業系統與處理器上重新編譯使用。

輕量執行環境，執行快速

C 編譯為原生機器碼，幾乎不需要執行環境支援，甚至能用於沒有作業系統的韌體與開機載入程式。

語言之間的共同介面

C 的函式介面是事實上的標準 ABI，Python、Rust、Go 等語言都能透過 FFI 直接呼叫 C 函式庫。

適用情境

作業系統核心與裝置驅動程式
嵌入式韌體與微控制器
語言執行環境、直譯器與資料庫
重視效能的系統函式庫

安裝

1
安裝編譯器
在 Debian、Ubuntu 等 Linux 發行版上，以下方指令安裝 GCC 與 Make（Fedora 請用 sudo dnf install gcc make）。在 macOS 上，執行 xcode-select --install 安裝 Xcode 命令列工具即可使用 Clang。在 Windows 上，可安裝 MSYS2 後在 UCRT64 終端機執行 pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-gcc，或安裝 Visual Studio Build Tools 並選擇「使用 C++ 的桌面開發」工作負載。
```
sudo apt install build-essential
```
2
確認安裝
開啟新的終端機，確認可以顯示編譯器版本。macOS 上的 gcc 指令實際指向 Apple Clang，因此會顯示 Clang 的版本。若安裝的是 MSVC，請在 Developer Command Prompt 中執行 cl 確認。
```
gcc --version
```
3
編譯並執行第一個程式
將第一個程式存成 hello.c，開啟警告並以 C17 標準編譯後執行。使用 MSVC 時，以 cl /W4 hello.c 編譯，再執行 hello.exe。
```
gcc -Wall -Wextra -std=c17 hello.c -o hello && ./hello
```

第一個程式

第一個 C 程式

#include <stdio.h> 引入宣告了 printf 的標準輸入輸出標頭檔。main 函式是程式的進入點，(void) 表示它不接受參數。printf 輸出字串，\n 代表換行。return 0 告訴作業系統程式正常結束。gcc 將原始碼編譯成名為 hello 的執行檔，再以 ./hello 執行。

hello.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

gcc hello.c -o hello && ./hello

常用工具

GCC: GNU 編譯器套件，是多數 Linux 發行版的預設 C 編譯器，支援眾多處理器架構。
Clang: 以 LLVM 為基礎的編譯器，錯誤訊息清楚易讀，並提供 AddressSanitizer 等檢查工具，是 macOS 的預設編譯器。
Make: 依照 Makefile 中的規則自動完成建置，只重新編譯有變更的檔案。
GDB: GNU 除錯器，可以設定中斷點、逐行執行並檢視變數與記憶體。以 -g 編譯即可進行原始碼層級除錯。

逐步指南

共六章，帶你從安裝一步步認識 C 的核心概念。

官方文件與參考資料

討論

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