在學習 C 語言時，理解其基本語法結構是非常重要的一步。以下這段範例程式碼提供了清楚的入門示範，其中包含了資料型態、輸出格式控制符號（format specifier）、ASCII 編碼的運用、與型別所占記憶體大小的基本介紹。
讓我們從一個經典的 "Hello, World!" 程式開始，解析其組成：
RogerChen1122
#include<stdio.h>
int main() {
printf("Hello, World!");
return 0;
}
#include<stdio.h>：引入標準函式庫
#include 是一個前置處理器指令 (Preprocessor Directive)。前置處理器是 C 編譯過程的第一個階段，它會在實際編譯原始碼之前處理這些指令。
<stdio.h>：這是 C 語言的標準輸入輸出標頭檔 (Standard Input/Output Header File)。它包含了我們常用函式的宣告，例如 printf() (用於螢幕輸出) 和 scanf() (用於鍵盤輸入)。
為何需要引入？ C 語言本身的核心功能非常精簡。許多常用的功能，如螢幕印出文字、讀取使用者輸入等，都是以函式庫的形式提供的。#include <stdio.h> 的作用就像是告訴編譯器：「我接下來的程式碼中，可能會用到 stdio.h 裡面定義好的功能，請幫我把這些功能的宣告資訊準備好。」如果沒有引入這個標頭檔，編譯器在遇到 printf() 這類函式時，就會因為找不到其定義而產生錯誤。
int main() { ... }：程式的入口——主函式
在 C 語言中，main() 函式是一個非常特殊的存在，它是程式執行的起點。作業系統在執行您的 C 程式時，會首先尋找並呼叫這個 main() 函式。
int：這是 main() 函式的回傳型態 (Return Type)，代表 main() 函式執行完畢後，會回傳一個整數值給作業系統。這個回傳值通常用來表示程式是否正常結束。依照慣例，回傳 0 代表程式執行成功，非零值則代表發生了某些錯誤。
main：這是函式的名稱，固定寫為 main。
()：函式名稱後面的括號是用來放置參數 (Parameters) 的地方。在這個範例中，main() 函式沒有接收任何參數，所以括號是空的。
{ ... }：大括號定義了函式主體 (Function Body) 的範圍，也就是 main() 函式實際執行的程式碼都寫在這對大括號之間。
標準 C 語言規範中，int main() 是最被推薦且廣泛接受的寫法。有些舊的或非標準的編譯器可能允許 void main()，表示 main 函式不回傳任何值。然而，這並不符合 C 語言標準，可能會導致在某些編譯器或作業系統上出現警告或非預期的行為。因此，強烈建議始終使用 int main()。
main 函式也可以接收參數，常見的寫法是 int main(int argc, char *argv[])，這允許程式在執行時從命令列接收參數，但這是更進階的主題。
printf("Hello, World!");：在螢幕上顯示訊息
printf() 是 stdio.h 中定義的一個函式，其名稱是 "print formatted" 的縮寫，意思是「格式化輸出」。
"Hello, World!"：這是一個字串字面量 (String Literal)，也就是您想要在螢幕上顯示的文字內容。在 C 語言中，字串必須用雙引號 " 包起來。
; (分號)：在 C 語言中，分號代表一個陳述 (Statement) 的結束。大部分的 C 語言程式碼行都需要以分號結尾。
return 0;：程式的結束與回傳值
這行程式碼代表 main() 函式執行結束，並回傳一個值 0 給作業系統。return：這是一個關鍵字，用於結束目前函式的執行，並將一個值回傳給呼叫者。在 main() 函式中，呼叫者就是作業系統。0：這是回傳給作業系統的整數值。如前所述，0 通常表示程式成功執行。
現在，我們來看一段更複雜的程式碼，它展示了 C 語言中不同的資料型態以及 printf 函式的更多用法：
#include<stdio.h>
int main() {
int age = 35; // 整數變數
printf("年齡是：%d\n", age);
printf("age 變數的大小是 %d 位元組 (bytes)。\n", sizeof(age));
float salary = 56.5; // 浮點數變數
printf("薪水是：%.1f\n", salary);
//這表示輸出浮點數時，只顯示到小數點後第一位。. 後面的數字指定了小數點後的位數。
char unit = 'A'; // 字元變數
printf("unit 字元的十進制 ASCII 碼是：%d\n", unit);
unit = 98; // 賦予字元變數新的 ASCII 值
printf("ASCII 碼 98 對應的字元是：%c\n", unit);
printf("這是一段直接輸出的文字：abcdef\n");
return 0;
}
int age = 35;
int：這是整數 (Integer) 資料型態，用於儲存沒有小數點的數字，例如 -1, 0, 100。age：這是我們宣告的變數名稱。=：這是賦值運算子 (Assignment Operator)，用於將右邊的值存入左邊的變數中。35：這是賦予給 age 變數的初始值。printf("年齡是：%d\n", age);
%d：這是 printf 函式中的格式控制符號 (Format Specifier)，用於指示 printf 在這個位置輸出一 個十進制整數。printf 會取用逗號後面的第一個參數 (此處為 age) 的值，並以整數形式印出。\n：這是一個跳脫序列 (Escape Sequence)，代表換行符 (Newline Character)。它會使游標移到下一行的開頭。printf("age 變數的大小是 %d 位元組 (bytes)。\n", sizeof(age));
sizeof()：這是一個運算子 (Operator)，它會回傳其運算元 (可以是變數或資料型態) 在記憶體中所佔用的空間大小，單位是位元組 (bytes)。int 型態的大小在不同的系統和編譯器上可能不同，但通常是 4 個位元組。char unit = 'A';
char：這是字元 (Character) 資料型態，用於儲存單一字元，例如 'A', 'b', '!', '7'。注意，字元值必須用單引號 ' 包起來。printf("unit 字元的十進制 ASCII 碼是：%d\n", unit);
char 型態的變數時，printf 會印出該字元對應的 ASCII (美國資訊交換標準碼) 值的十進制表示。字元 'A' 的 ASCII 十進制值是 65，所以這行會印出 unit 字元的十進制 ASCII 碼是：65。unit = 98;
這裡我們將整數 98 賦值給 char 型態的變數 unit。C 語言允許這樣做，因為字元在內部實際上是以其 ASCII (或其他字元集) 的數值來儲存的。數字 98 對應的 ASCII 字元是 'b'。
printf("ASCII 碼 98 對應的字元是：%c\n", unit);
%c：這是用於輸出單一字元的格式控制符號。printf 會將 unit 變數中儲存的數值 (98) 解釋為其對應的 ASCII 字元，並印出該字元。所以這行會印出 ASCII 碼 98 對應的字元是：b。printf 函數的格式控制符號
printf 函式使用格式控制符號來指定輸出的格式。這些符號通常以 % 開頭。
常見的控制符號：
ASCII 為每個常用的英文字母 (大小寫)、數字、標點符號以及一些控制字元 (如換行符、Tab鍵) 都分配了一個唯一的數字，範圍通常是 0 到 127。
char 型態的變數在記憶體中儲存的就是這些數字編碼。
當你寫 char c = 'A'; 時，實際上是將 'A' 對應的 ASCII 值 (即 65) 存入了變數 c。
當你使用 printf("%c", c); 時，printf 會查找 c 中儲存的數字 (65) 在 ASCII 表中對應的字元 ('A') 並顯示出來。
當你使用 printf("%d", c); 時，printf 則直接將 c 中儲存的數字 (65) 以十進制整數的形式顯示出來。
每種資料型態都有其特定的屬性：
是否有號 (Signed / Unsigned)：
大小 (Size)：
指該資料型態在記憶體中所佔用的位元組數。可以使用 sizeof() 運算子來獲取。
數值範圍 (Range)：
指該資料型態可以表示的最小和最大數值。範圍取決於其大小和是否有號。
| 類別 | 資料型態 | 有號/無號 | 記憶體大小 (byte) | 數值範圍 (概略) |
|---|---|---|---|---|
| 整數 | short |
有號 | 2 | -32,768 ~ 32,767 |
| 整數 | int |
有號 | 4 | -2,147,483,648 ~ 2,147,483,647 |
| 整數 | long |
有號 | 4 或 8（視系統而定） | 約 -2^31 ~ 2^31-1 或更大 |
| 整數 | long long |
有號 | 8 | 約 -9.2×10^18 ~ 9.2×10^18 |
| 整數 | unsigned short |
無號 | 2 | 0 ~ 65,535 |
| 整數 | unsigned int |
無號 | 4 | 0 ~ 4,294,967,295 |
| 整數 | unsigned long |
無號 | 4 或 8 | 約 0 ~ 4,294,967,295 或更大 |
| 整數 | unsigned long long |
無號 | 8 | 約 0 ~ 1.8×10^19 |
| 字元 | char |
有號/無號 | 1 | -128 ~ 127 / 0 ~ 255 |
| 浮點數 | float |
有號 | 4 | 約 ±3.4E±38（約 7 位有效數字） |
| 浮點數 | double |
有號 | 8 | 約 ±1.7E±308（約 15~16 位有效數字） |
在 C 語言中，型別轉換（type casting）是程式設計中一個非常重要的概念，尤其當我們處理不同資料型態之間的轉換時，可能會產生預期內或意料外的結果。以下的範例程式碼展示了各種不同的型別轉換情況，並說明其背後的轉換規則與潛在風險。
#include<stdio.h>
int main() {
int a = 15;
short b = (short)a;
printf("%d\n", b);
short c = 200;
int d = (int)c;
printf("%d\n", d);
int e = 32769;
short f = (short)e;
printf("%d\n", f); // 溢出
int g = -55;
unsigned short h = (unsigned short)g;
printf("%u\n", h); // 溢出
float f_1 = 15.5;
double f_2 = (double)f_1;
printf("%.3f\n", f_2);
double f_3 = 3.5e38;
float f_4 = (float)f_3;
printf("%f\n", f_4);
}
C 語言支援兩種型別轉換：
int 轉為 float。(目標型別)變數名稱。例如：(short)a 表示將整數 a 強制轉換成 short 型態。int a = 15;
short b = (short)a;
這裡將 int 轉為 short，由於值 15 在 short 可表示的範圍內（-32768 ~ 32767），所以轉換後數值保持不變。
short c = 200;
int d = (int)c;
這是小型資料型態轉為大型型別的安全轉換，short 轉成 int，值仍為 200，這是沒有資訊損失的升階（promotion）。
int e = 32769;
short f = (short)e;
這一行展示了**溢出（overflow）**的情況。32769 超出了 short 所能表示的最大值（32767），因此強制轉型時會導致值「環繞」回負數，結果會是一個看似亂數的負整數（通常為 -32767）。這也說明了型別轉換若發生於超出目標型別表示範圍，將會發生資料損失。
int g = -55;
unsigned short h = (unsigned short)g;
這裡是將負整數轉成無號整數，也是一種典型的溢出情況。因為 unsigned short 不能表示負數，結果會以二進位補數方式解讀，輸出為一個大的正整數，例如 65536 - 55 = 65481。這是「位元模式不變，但詮釋方式不同」的情形。
float f_1 = 15.5;
double f_2 = (double)f_1;
這是從 float 轉為 double 的情況，由於 double 精度較高，這是一種安全轉型（promotion），原本 float 的值可以完整儲存在 double 中。
double f_3 = 3.5e38;
float f_4 = (float)f_3;
這行使用了科學記號 3.5e38，等同於 3.5 × 10^38。這超過了 float 可表現的最大數值（約 3.4 × 10^38），因此發生了溢出或近似誤差，可能顯示為 inf 或近似值，這取決於平台與編譯器的實作。
了解這些規則能幫助我們寫出更安全與可預測的 C 程式。
透過這個範例程式碼，我們學會了 C 語言中變數宣告、資料型態、格式控制符、ASCII 編碼與記憶體大小的基礎概念、型別轉換。掌握這些內容，對未來學習更進階的運算、邏輯控制與函式撰寫有重要幫助。
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