程序的解剖 · Topos Uranos

摘要

本课把最小的 C++ 程序拆成若干部分，并说明每一部分的作用。包含指令声明程序依赖库的哪些部分，每个组件都要求包含自己的头文件，即使有时另一个头文件会把它“间接”带进来；函数 main 是入口点，它的返回值就是系统收到的退出码；命名空间 std 汇集了库中的名字，本课程总是连同前缀一起书写它们；语句以分号结束，花括号把语句组成块，注释说明代码本身没有说出的东西。本课最后介绍本课程所有程序都遵循的风格指南，以及如何阅读使用 std::cout 和 std::endl 的他人代码。

学习目标

在程序中辨认包含指令、函数 main、语句、块和注释，并说明各自的作用。
解释 #include 做什么，以及为什么库的每个组件都要求包含自己的头文件，即使在某个特定编译器上程序不包含它也能编译。
根据编译器的消息（从第一条读起），改正有结构错误（花括号未闭合、缺少分号、漏掉头文件）的程序。
按本课程的风格指南改写程序，并说明每处修改的理由。

最小的程序

在前一课中，我们编译并运行了一个程序，却没有细看它。现在逐行阅读它，因为每一行都回应一项不同的要求：一行出自语言，一行出自操作系统，一行出自阅读代码的人。程序如下。

C++ 程序

// 第一个程序：输出一行，然后结束。#include <print>int main(){    std::println("你好，世界");}

输出

你好，世界

第一行是注释：它以两个斜杠开始，一直延续到行尾，编译器会丢弃它；它是写给阅读程序的人看的。第二行是包含指令：它要求在编译之前纳入头文件 <print>，标准库在其中声明了 std::println。空行没有任何作用；它把程序的准备部分与内容分开。第四行开启函数 main，即执行开始的地方，第五行的花括号开启它的块，这个块在最后一行闭合。块内只有一条语句，以分号结束：对 std::println 的调用，它输出引号之间的文本，然后换行。

应当注意，程序中没有任何让它结束的命令。执行到达 main 的最后一个花括号时就结束了，程序会告诉系统一切顺利；下文会说明这是怎样做到的。由此可知，五种部分就足以构成一个完整的程序：注释、指令、函数 main、块和语句。以下各节按这个顺序考察它们，只有注释与语句和块放在一起讲。

例题逐一看各个部分

在问候程序中，指令是第 2 行；函数 main 占据第 4 行到第 7 行；它的块从第 5 行的花括号延伸到第 7 行的花括号；唯一的语句是第 6 行，唯一的注释是第 1 行。删去注释，程序照样编译，输出也一样；删去其他任何部分，程序就不再能编译，或者不再是一个程序。