1.2 相加过程的实现

以上，我们已经声明了两个标识符n和sum，它们各自指示或者说代表一个变量，但这两个变量只有在程序运行时才会从存储器里分配。

因为我们是要从1加到100，所以，变量n的初始存储值应当为1（以后在此基础上递增即可），而变量sum的初始存储值应当为0。既然我们是在纸上谈兵，那么，尽管我们还是在写程序，变量还没有分配，也可以在程序中表达这样的意图：在程序运行的时候修改变量n和sum的存储值，让它们分别为1和0。

这当然是可以的，在C语言里，这种事情需要用语句来完成。在生活中，语句是一个能够表达完整意思的句子；C语言借用了这个术语，用来描述程序在实际执行时应当完成的动作。例如，往变量里存储一个数值，这就是一个动作。为了向变量n写数值1，往变量sum写数值0，可以使用下面两条语句：

                n  =  1;
                sum  =  0;

注意，你数学学得再好，也不可以把它们理解为“n等于1”和“sum等于0”，因为这并不是在解方程，而n和sum也不是未知数。

实际上，如图1-4所示，第一条语句的意思是“在程序实际运行时，往变量n里写入数值1”；第二条语句的意思是“在程序实际运行时，往变量sum里写入数值0”。

注意，这两条语句仅仅是在用文本来“表达”一个动作，只有当程序真正在电脑中运行时，这个动作才可能实实在在地执行。用文本描述程序在运行时将要实际执行的动作，这就是编程的本质。

问题在于，语句是如何构建的呢？符号“=”是什么意思？而“n = 1”又是什么意思呢？为什么它的后面要加个“；”呢？

在C语言里，语句用于指示一个在程序执行时应当完成的动作——可以是算术或者逻辑计算动作，也可以是改变程序执行流程的动作，比如有选择地执行程序的某一部分，或者重复执行程序的某一部分。完成不同的动作需要使用不同的语句，就像写文章时要用到陈述句、疑问句和感叹句一样。

生活中，文章里的语句虽然是一个整体，但它是由字、词组成的。在C语言里，语句也是一个粗粒度的语法单位，也是由不同的成分组成的。如果语句指示的是算术或者逻辑计算动作，那么，它应当由表达式和一个分号“；”组成，称为表达式语句，表达式决定了执行的是什么样的算术和逻辑计算。

典型地，上面那两条语句就是表达式语句，如果去掉这两条语句末尾的分号“；”，剩下的部分，也就是“n = 1”和“sum = 0”，就是表达式。

表达式是C语言的重要语法成分，用来表达不同的计算意图，是由运算符及其操作数组成的序列，例如1 + 2。在表达式里，运算符指明了要进行何种运算和操作，而操作数则是运算符操作的对象。

因此，对于1 + 2这个例子，“+”是运算符，而1和2是操作数，这个表达式所表达的意图是把1和2加起来，得到3这个结果。

回到表达式n = 1和sum = 0，这里的“=”也是运算符，而n、1、sum和0都是操作数。不要以为0和1这类的数字才是操作数，这样理解太片面了。操作数可以是数字，但也可以是指示某个实体的符号，比如代表变量的标识符。

运算符“=”不是数学课里的“等于”，它的真实意思是保存、存储或者“赋予”，这在编程语言里叫作赋值，所以该运算符称为赋值运算符。实际上，应该把它换成“＜-”才更形象更直观，但是没办法，C语言的发明者选择了“=”，我们只能接受这个现实。

运算符“=”需要一左一右两个操作数，而且左操作数必须代表一个变量，右操作数必须计算出一个数值。该运算符所指定的操作是将右边那个操作数的值赋给（存储到）左边那个操作数所指示和代表的变量。正是因为这个，像n = 1和sum = 0这样的表达式称为赋值表达式。

尽管每个表达式都已经清楚地“表达”了自己所要进行的运算和操作，但是很遗憾，它们无法独立存在于程序中，而只能是某些声明和语句的组成部分。因此，如果一个语句是由表达式和末尾的分号“；”组成的，则此语句称为表达式语句。但是反过来，C语言里的语句种类很多，并不都是表达式语句，很快你就会看到各种各样的语句。

大的、复杂的表达式都是由小的、简单的表达式组成的，组成大表达式的小表达式称为子表达式。比如表达式n = 1里的n和1既是运算符=的操作数，又是子表达式；再比如表达式sum = 0里的sum和0既是运算符=的操作数，也是子表达式。显然，很多表达式并不包含运算符。尽管我们说表达式是运算符和操作数组成的序列，但是如果一个表达式里没有运算符也不是什么大不了的事。

说了这么多，不能再说了，再说你就记不住了，甚至会糊涂。为了不让你糊涂，我们帮你理一理，总结一下刚才都讲了什么：

✓在C语言里，语句用于指定程序运行时应当执行的动作；

✓有多种类型的语句，表达式语句是其中的一类；

✓表达式语句由表达式和末尾的分号“；”组成；

✓表达式是由子表达式通过运算符连接而成，它们被视为运算符的操作数；

✓有各种不同类型的表达式，赋值表达式是其中的一类。

不管你是在纸上写程序，还是在文字处理器中写程序，现在，我们的程序清单中已经有了以下这些内容：

                unsigned  long  long  int  n,  sum;
                n  =  1;
                sum  =  0;

这段代码声明了标识符n和sum并分别用两条语句给运算符=的左操作数n和sum赋值，它们用来指定当程序实际运行时应当完成的任务和动作：在内存储器里分配变量n和sum，然后把数值1存储到变量n；把数值0存储到变量sum。

既然已经完成了声明和赋值的编码工作，接下来的编程任务就是描述从1加到100的过程了。怎么加呢？该不会是写100行语句，结结实实地从1加到100吧？如果是这样的话，我们何必大费周章地写程序来做这件事。

既然是编写程序来做这件事，那肯定得有既省事，效率又高的方法，C语言必定要准备这样的方法供我们使用。

说得不错，我们知道，语句用于指定程序运行时应当执行的动作，如果是一个表达式语句，那么，它所指定的动作实际上是表达式所描述的算术或者逻辑运算。但是我们已经讲过，语句的动作未必都是表达式所描述的操作，有些动作是表达式“表达”不了的，比如改变程序的执行流程，这些并不是算术或者逻辑运算。举个例子来说，在我们现有的程序里，是先执行语句

                n  =  1;

再执行语句

                sum  =  0;

而且不会掉转头去重复执行。如果想要改变程序的执行流程，比如重复执行某些语句，这就不是表达式语句所能胜任的了。

好在C语言为我们提供了好多种不同类型的语句，比如循环语句，我们可以用循环语句来做这件事。循环语句又可以继续细分为好几种，我们先来介绍while语句。如果使用while语句，从1加到100的写法可以是这样的：

                while （n  ＜=  100）
                {
                    sum  =  sum  +  n;
                    n  =  n  +  1;
                }

看样子while语句很复杂呀，但实际上并非如此。while语句有固定的格式，其语法结构为

            while（表达式）语句

在C语言里，写程序就像造句和填字游戏。在这里，正常字体的部分意味着它是固定不变的成分，例如“while”“（”和“）”，它们具有固定的拼写和相对位置；斜体意味着它只是一个用来占位子的名称，又叫占位符，需要用具体的内容来填充和取代，比如这里的“表达式”和“语句”，它们需要用具体的表达式和语句来代替。显然，while语句在语法组成上是迭代的，它本身是语句，但还要由其他语句组成（甚至可能是另一个while语句）。

英语单词“while”的意思是“当……的时候”，所以，C语言用它来表示当某个条件成立的时候，重复做某些事。而且呢，因为条件会发生变化，所以每次重复做之前，都要重新检查一下。

在这里，所谓的“条件”是指表达式n＜= 100的运算结果。根据直觉，循环的前提条件是变量n的值小于等于100，因为我们都认识这个小于等于号“＜=”。说得不错，正是如此。

在这里，“＜=”是运算符，用于比较两个数值的大小关系，表示“小于等于”，在写这个运算符时，“＜”和“=”必须连写而不得分开。

每个表达式所定义的运算和操作都应当合乎逻辑。在赋值表达式n = 1中，运算符=的左操作数（子表达式）n代表一个程序运行时的变量，这是合乎逻辑的，因为只有变量才能容纳一个值。如果是3 = 1，这就不合法了，你不能把一个数值保存到另一个数值中去。

运算符＜=需要一左一右两个操作数，问题是，左操作数n代表一个变量，而右操作数100是一个数值，变量和数值怎么能比较大小呢？不要着急，且听我慢慢道来。