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# 02 | 第一个程序：教你输出彩色的文字
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你好，我是胡光。从今天开始，我将带你正式进入 C 语言的编程世界。我们总会听到这样一种说法：兴趣是最好的老师。引起你对编程的兴趣，就是今天这讲的目的。如果你之前对于 C 语言的认知还停留在黑白纯色阶段的话，今天就让我们一起来进入一个彩色的 C 语言世界，来，跟我一起给它点儿颜色！
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## 今日任务
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先来看看今天这10分钟，我们要完成的任务。今天你将会学到如何设计一个读入字符串，并且按照字符串信息中规定的颜色，输出相应颜色文本内容的方法程序。
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例如当我们：
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* 输入：red:color content， 输出红色的：color content
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* 输入：blue:color content，输出蓝色的：color content
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* 输入：yellow:color content，输出黄色的：color content
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下面这张图呢，就是当你完成这个任务时，你程序应该有的一个输出效果：
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那么想完成这个任务，我们都需要做哪些准备呢？又有哪些概念需要我们理解和掌握的？请你多点耐心，听我一步步讲。
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## 必知必会，查缺补漏
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#### 1.输出函数：让计算机“说出话”
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我还记得我当年学习C语言的时候，最兴奋的地方就是计算机可以根据我的“指令”打印出一句我想说的话来。这个功能虽然简单，但它也预示着我们可以初步“控制”计算机了。下面我附了一段代码，代码后面有相应的中文说明，你可以先看看。
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```
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#include <stdio.h> // 文件包含，之所以能使用 printf，跟这行代码有关
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int main() { // 主函数部分，整个程序的入口位置
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printf("hello my friend!"); // 打印函数
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return 0; // 暂不介绍，不是重点
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}
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```
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不知道你有没有理解这段代码，我多啰嗦两句。上面代码中，// 后面的内容属于注释，它是用来说明代码功能的，不属于程序部分，而且就算写在程序里面，也不会影响程序逻辑的正确性。
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如果你在编译器中运行上面这段程序，就会看到如下一段输出：
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```
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hello my friend！
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```
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恭喜你，现在你已经成功与我们的计算机朋友打招呼了，这是一个好的开始，不是么？
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printf 函数就是所谓的“输出函数”，现在你可以尝试在 printf 函数的双引号中间换一些其他内容，来试试效果了。但要注意，printf 后面的括号和双引号（且是英文输入法环境下）是必须要有的，其中双引号里面的内容才是最后程序输出的内容。至于为什么是这样，你也不用想，一开始，先死记住就可以了，或者换句话说，这就是规则。有些规则，本来就没有为什么。
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我学习计算机的时候，我的老师就让我把上面的代码敲了N遍，最后都成了肌肉记忆。现在想想，也是这么回事。
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上面那段代码，如果你玩够了的话，可以将 printf 函数换成下面的内容，看看输出结果：
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printf("Hi, my friend:\n\tthis is the first day I know you.");
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```
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你所看到的输出内容，应该与下面这段内容相似：
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```
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Hi, my friend:
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this is the first day I know you.
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```
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我们看到有了换行效果，且第二行开头有了缩进。
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你要是使用过Word的话，应该知道 Tab 键吧，对，\\t 的效果就相当于在相应位置敲击了 Tab 键， \\n 的效果就相当于敲击了换行。在C语言中，\\t、\\n都属于转义字符，还是和上面一样，它是C语言定义的规则，你也先不用问为什么，记住它，然后多用几次就可以了。下面这个表里，我还给出了一些更多的转义字符，你可以拿来玩一玩。
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#### 2.类型与变量：组织语言让计算机理解你的意思
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现在我们来假设一个场景，在一片硝烟弥漫的战场上，你身处其中，需要将战况传回指挥部，以便指挥官做出下一步的战斗指示，你可能会将如下信息回传：
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> 报告指挥官，敌军兵力大致如下：
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> 重步兵：100人
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> 坦克：4辆
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> 火箭炮：6门
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> 报告完毕，请总部做出下一步战斗指示！
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这个场景中，100、4、6 都是对抽象的战场环境的客观且具体的数字描述。
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现实世界就像这个战场一样，是抽象的，而计算机的世界是具体的、可计算的。从现在开始，你应该注意学习如何将现实世界的“**信息**”，映射到计算机世界中“**数据**”的技巧。
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下面就来看现实生活中几种常见的信息，以及相应信息在计算机中的表示：
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在上表中，金拱门有多少家，是一个整数，因为不可能出现0.5这样的半家，所以在计算机中表示为int的整数类型；巨人的身高则有零有整，所以在计算机中表示为float或double的浮点数类型；而一个人的名字就不能用数字类型来表示了，而是采用字符串类型来存储。
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可以看到，我们说到的这几种基础数据类型，用来代表不同种类的信息。
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在现实生活中，你可能会把各种信息记录在纸条上，或者本子的某个地方。在程序中，我们把这些信息，记录在一些叫做“变量”的东西里面。注意，类型和变量是两个完全不同的概念。
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下面我们来看一个简单的变量示例：
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#include <stdio.h>
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int main() {
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int a = 167, b = 543; //定义变量a,b
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printf("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);
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return 0;
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}
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```
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在上面的程序中，a、b就是变量，167、543就是数据。那么167、543这样的数据是什么类型呢？我们看到它们是整数，所以用的是int 。可以看到，我们定义了两个整数型变量a、b，并把数据167、543分别放到了变量a和变量b里，进而实现了程序目的。
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所以，这里我划个重点，**变量是用来存储数据的**。你理解了吧？
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上面例子中的 printf 函数虽然复杂一点儿，但其实简单来说就只有如下两部分：
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1. “%d + %d = %d\\n”叫做**格式控制字符串**，其中 %d 是整型的“格式占位符”。
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2. a, b, a + b叫做**参数列表**，每一项依次对应一个“格式占位符”要输出的内容。
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“格式占位符”与参数列表中的项一一对应，按照顺序，第一个%d与a对应，第二个%d与b对应，第三个%d与a+b对应。在输出内容时，会被替换成为对应项的内容。例如，上述程序的输出结果如下图所示：
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你会看到，相应的 %d 被按顺序替换成了变量 a、变量 b以及表达式 a + b 的内容。
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我们利用 printf 函数输出了二者加法表达式的值。至此，这个程序之于我们而言，已经具备了一个简单计算器的基本功能了。
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下表是一些常用的“类型”与其“格式占位符”之间的对应关系，同样，还是不用问为什么，先试着去用，把它当做规则记住就可以了。
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#### 3.输入函数：让计算机“捡起”你的话
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前面，我们已经看过了printf 函数的输出功能，它可以把程序中数据信息输出到屏幕上，这个屏幕，就是现在我们与程序交互的最基本的场所，以后你还会接触其他交互形式，但不急，慢慢来。
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你可以把这个屏幕想象成一个桌子，你和计算机坐在桌子的两侧，当程序执行到 printf 的时候，计算机会把数据放到这个桌子上。那么这个时候，如果你往桌子上放了一些数据，计算机如何把这些数据信息“捡起来”呢？
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看到这里，请在你的编译器中，输入如下程序：
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#include <stdio.h>
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int main() {
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int a, b; //定义变量a,b
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scanf("%d%d", &a, &b); // 输入函数
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printf("%d + %d = %d", a, b, a + b); //输出函数
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return 0;
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}
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```
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代码的第5行中，有一个 scanf 函数，它会帮计算机把你放在屏幕上的数据“捡起来”，就像上文中说的“变量是用来存放数据的”，计算机会把捡起来的数据存储在 a、b 两个变量中。
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注意：a、b 两个变量前面有一个特殊的符号&（取地址符），在这里暂不做过多解释。
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当你运行上面这段程序后，可能会得到如下效果：
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```
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192 567
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192 + 567 = 759
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```
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第一行是你放到屏幕上的信息，第二行是计算机放到屏幕上的信息。
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有了输入函数以后，面对每次不同的计算需求，就不需要修改程序代码了，我们可以直接在屏幕上输入两个需要计算的数据，计算机就会给我们一个满意的答案。
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最后我们来看看输入输出函数的返回值：
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* printf 函数的返回值，代表向屏幕上打印了多少个字符。
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* scanf 函数的返回值，代表成功给多少个变量赋了值（后续再展开讲）。
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## 一起动手，搞事情
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下面我给出两道思考题，希望你能尽量自己动手查资料解决。
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以后，基本每堂课我都会留一些你抬抬脚就能解决的问题，不太简单，可绝不会难上天。我尽量控制，也欢迎你在专栏下面留下意见和建议，更欢迎你将思考过程留在专栏下面。
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#### 思考题（1）：位数输出
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> 计算一个输入整数的十进制表示的位数？
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> 条件1：允许有多余输出的情况下，怎么实现？
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> 条件2：只允许输出数字位数的时候，又该怎么实现？
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> 请单纯考虑使用 printf 一族函数方法实现。
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#### 思考题（2）：读入一行字符串
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> 请大家自行实现一个读入一行字符串，并且输出相关内容的程序，思考如下：
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> 条件1：如果字符串中没有空格，怎么实现？
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> 条件2：如果字符串中有空格，又该怎么实现？
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> 请单纯考虑用 scanf 一族函数方法实现。
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## “hello world”显示什么颜色，你做主
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前面我们讲了如何使用输出函数让计算机显示什么，又讲了如何利用类型与变量等组织一句计算机可以理解的话语，以及如何让计算机接收到你想传达信息的渠道。接下来，就回到我们今天的任务：按照字符串信息中规定的颜色，输出相应颜色文本内容的方法程序。
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在我讲输出函数的时候，提到转义字符，其中有一个转义字符就是用来操作颜色的，它就是：\\033。下面就让我们具体看一下，它是如何工作的。
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设置颜色，以 \\033 开始，也以 \\033 结束，这种首尾呼应的结构对记忆比较友好。具体格式如下：
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格式：\033[属性代码{;属性代码...}m输出内容\033[0m
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我们来介绍几个属性代码，并加以使用：
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* 0 代表关闭所有属性
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* 1 代表高亮/粗体
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* 4 代表下划线
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* 33 代表黄色
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如果你在你的 Linux 环境中输入如下代码：
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#include <stdio.h>
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int main() {
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printf("\033[1;4;33mhello color\033[0m");
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return 0;
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}
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```
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运行以后，你就会在终端看到一行高亮且带有下划线的“hello color”字符串。如下图所示：
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至此，我们就准备好了完成课程任务的所有基本元素了，下面，就请你自行尝试一下本任务吧，即使做不出来，也不用担心，我会上传参考代码。
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参考代码中，会涉及一些我们后续才会学到的编码技巧，你暂时看不懂也没关系，只需要欣赏它就好了。毕竟，想要进入一个行业的前提，是要懂得这个行业的审美标准。
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## 课程小结
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今天是我们第一次真正接触C语言，所涉及的专业词汇可能有点多，你可能看完后对一些概念也是分不太清楚，但不要担心，当你接触的多了，这些术语渐渐都会清晰明白。下面呢，我来给你总结以下今天的重点内容：
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1. printf 函数是用来输出内容的方法，包含了格式控制字符串和参数列表两部分。
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2. 类型和变量是两个完全不同的概念，变量是用来存储数据的。
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3. 使用格式占位符的时候，需要对应到相关类型，整型对应到 %d，字符型对应到 %c，浮点型对应到 %f，双精度浮点型对应到 %lf。
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总之，今天这堂课你已经知道如何和计算机打招呼，以及如何让计算机“听”你说的话了。
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我是胡光，这是我带你第一次接触C语言，你还有什么疑惑或其他想知道的，我们留言区见。
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