在数学中我们用过sin和ln这样的函数，例如sin(π/2)=1，ln1=0等等，在C语言中也可以使用这些函数：

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
	double pi = 3.1416;
	printf("sin(pi/2)=%f\nln1=%f\n", sin(pi/2), log(1.0));
	return 0;
}

编译运行这个程序，结果如下：

$ gcc main.c -lm
$ ./a.out
sin(pi/2)=1.000000
ln1=0.000000

在数学中使用函数有时候书写可以省略括号，而C语言要求一定要加上括号，例如sin(pi/2)这种形式。在C语言的术语中，pi/2是参数（Argument），sin是函数（Function），sin(pi/2)是函数调用（Function Call）。这个函数调用在我们的printf语句中处于什么位置呢？通过第 5 节 “表达式”的学习我们知道，这应该是放表达式的位置。因此，函数调用也是一种表达式。这个表达式由函数调用运算符（也就是括号）和两个操作数组成，操作数sin称为Function Designator，是函数类型（Function Type）的，操作数pi/2是double型的。这个表达式的值就是sin(pi/2)的计算结果，在C语言的术语中称为函数的返回值（Return Value）。

现在我们可以完全理解printf语句了：原来printf也是一个函数，上例的printf语句中有三个参数，第一个参数是格式化字符串，是字符串类型的，第二个和第三个参数是要打印的值，是浮点型的，整个printf就是一个函数调用，也就是一个表达式，因此printf语句也是表达式语句的一种。由于表达式可以传给printf做参数，而sin(pi/2)这个函数调用就是一个表达式，所以根据组合规则，我们可以把sin调用套在printf调用里面，同理log调用也是如此。但是printf感觉不像一个数学函数，为什么呢？因为像sin这种函数，我们传进去一个参数会得到一个返回值，我们用sin函数就是为了用它的返回值，至于printf，我们并不关心返回值（事实上它也有返回值，表示实际打印的字符数），我们用printf不是为了用它的返回值，而是为了利用它所产生的副作用（Side Effect）－－打印。C语言的函数可以有Side Effect，这一点是它和数学函数在概念上的根本区别。

Side Effect这个概念也适用于运算符组成的表达式。比如a + b这个表达式也可以看成一个函数调用，运算符+是一个函数，它的两个参数是a和b，返回值是两个参数的和，传入两个参数，得到一个返回值，并没有产生任何Side Effect。而赋值运算符是产生Side Effect的，如果把a = b这个表达式看成函数调用，传入两个参数a和b分别做左值和右值使用，返回值就是所赋的值，既是b的值也是a的值，但除此之外还产生了Side Effect，就是a的值被改变了，改变计算机存储单元里的数据或者做输入或输出操作，这些都算Side Effect。

回想一下我们的学习过程，一开始我们说赋值是一种语句，后来学了表达式，我们说赋值语句是表达式语句的一种，一开始我们说printf是一种语句，现在学了函数，我们又说printf也是表达式语句的一种。随着我们一步步的学习，把原来看似不同类型的语句统一成一种语句了。学习的过程总是这样，初学者一开始接触的很多概念从严格意义上说是错的，但是很容易理解，随着一步步学习，在理解原有概念的基础上不断纠正，不断泛化（Generalize）。比如上一年级老师说，小数不能减大数，其实这个概念是错的，后来引入了负数就可以减了，后来接触了分数，原来的正数和负数的概念就泛化为和分数相对的整数，上初中学了无理数，原来的整数和分数的概念就泛化为有理数，再上高中学了复数，有理数和无理数的概念就泛化为实数。坦白说，到目前为止本书的很多说法是不完全正确的，但这是学习理解的必经阶段，到后面的章节都会逐步纠正的。

现在也可以详细解释程序第一行#号（Pound Sign，Number Sign或Hash Sign）后面加个include的确切含义了，它后面写在尖括号（Angel Bracket）中的是一个文件名，称为头文件（Header File），其中描述了我们程序中使用的系统函数，因此要使用printf就必须包含stdio.h，要使用数学函数就必须包含math.h，如果什么系统函数都不用就不必包含任何头文件，例如写一个程序int main(void){int a;a=2;return 0;}，不需要包含头文件可以编译通过，当然这个程序什么也做不了。

使用math.h中的函数还有一点特殊之处，gcc命令行必须加-lm选项，因为数学函数位于libm.so库文件中（通常在/lib目录下），-lm选项告诉编译器，我们程序中用到的数学函数要到这个库文件里找。本书用到的大部分库函数（例如printf）位于libc.so库文件中，以后称为libc，使用libc中的库函数在编译时不需要加-lc选项，当然加了也不算错，因为这个选项是gcc默认的。关于头文件和函数库目前理解这么多就可以了，以后再详细解释。