為什么要學習C語言？

為什么要學習、使用C語言？為什么要學習一個可能比自己都歲數(shù)大的編程語言？

選擇一門編程語言，“為什么而學”這個目的是最重要的，目的不明確就沒法學好。這也是為什么很多學生朋友在大學里必修C語言卻覺得沒學明白的原因。因為學習的目的不明確，學習當然也沒有動力。還有一個原因是C語言是工程實踐性很強的語言，它不是來自某個研究所某個大學學院，而是實實在在從項目需要中產生，伴隨著Unix的興起而流行，語義簡明清晰，功能強大而不臃腫，簡潔而又不過分簡單，實在是居家旅行工作學習必備之良友。

C語言相比C++的優(yōu)點之一就是最小驚訝原則，一是一二是二，不會在私底下產生一些莫名其妙的額外產物。用C++做個例子，比如這樣一個函數(shù)原型void PassWithClassValue(COneClass clsParam1)，稍微了解C++的朋友都會知道，如果你沒有實現(xiàn)COneClass的拷貝構造函數(shù)，編譯器會好心的幫你實現(xiàn)一個，而且在調用這個函數(shù)PassWithClassValue的時候，偷偷地調用拷貝構造函數(shù)產生一個臨時對象作為參數(shù)傳遞，對于某些情況，比如編寫操作系統(tǒng)這類必須優(yōu)化性能的情景下，這些自以為是的東西是非常邪惡的事情。

C語言本身只提供必要的語言特性，其它復雜一點功能如文件處理、數(shù)學計算等等都以庫函數(shù)方式提供，甚至連malloc、free這種“必須有”的功能，也是以標準庫函數(shù)的方式提供，而不是作為C語言核心出現(xiàn)。在偉大的著名的無所不包的《K&R》開頭部分就提到了，for其實可以通過while來完成，只不過for可以寫的更簡潔，言外之意，對于C語言for其實不是必要的。跑題一點說，在其它程序語言中Lua可以說繼承了C語言簡潔的設計哲學，甚至連continue這種幾乎必備的關鍵字都一直拒絕加入，在Lua的maillist以及wiki里都提到過continue這個問題，Lua語言維護者認為continue對于Lua而言不是必要的，也不考慮在后續(xù)版本中添加這個關鍵字。這種簡潔哲學也讓C語言的可移植性、便攜性特別優(yōu)秀，也使得很多嵌入式系統(tǒng)依然使用C語言作為主要編程工作語言。

Java語言有一個口號：“一次編寫，處處運行”，就是跨平臺這個噱頭。實際上C語言從早期開始就幾乎達到了“一次編寫，處處編譯”，在ANSI在1989年統(tǒng)一了C語言標準以后（稱之為C89），只要特定平臺上的編譯器完整實現(xiàn)了C89標準，而且你的代碼沒有使用某些特殊的擴展（GCC以及微軟都有自己的編譯器特定擴展），那么代碼一定可以編譯通過，再實現(xiàn)一下操作系統(tǒng)相關的函數(shù)庫，C語言的移植就是很簡單的事情?？梢杂肔ua作為例子，Lua本身是完全遵循C89標準，沒有使用任何特定擴展，這也保證了有C語言編譯器的平臺，都可以編譯使用Lua?？梢跃幾g運行C語言的硬件平臺可以從A排到Z，真是非常有意思的事情。

C語言也是一個比較少見的應用領域極為廣泛的語言。比如編寫操作系統(tǒng)這種高難問題，只有C++、匯編語言可以做到。C語言可以編寫服務器端軟件如Apache、Nginx，或者編寫GUI程序，如GTK。大多數(shù)程序語言的第一版是通過C語言實現(xiàn)，借助前面提到的“一次編寫處處編譯”，最大的保證了這些程序語言的可移植性。在Web開發(fā)領域，C語言的應用相對較少，這也是一種取舍的結果，Web開發(fā)需要使用PHP、Ruby、Python這樣的動態(tài)語言，可以快速上線快速修改，可以最大程度滿足用戶時時變化的需求，這也是C語言的弱項。如果把程序語言的應用領域從硬件到管理軟件、Web程序做一個很粗略從下到上的排列，C語言適合領域是比較底層靠近硬件的部分，而新興語言比較偏重于高層管理或者Web開發(fā)這種相對貼近最終用戶的領域。比較流行的混合開發(fā)模式是使用C語言編寫底層高性能部分代碼或后臺服務器代碼，而使用動態(tài)語言如Python做前端開發(fā)，充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢力量。

提到C語言的缺點，常常是它缺少這種或者那種特性，比如有人建議加入GC，有人建議加入并行或者并發(fā)支持，有人提到沒有一個比較完整的類似C++的異常策略。這些特性有的可以通過引入第三方庫來實現(xiàn)，但C語言的設計哲學其實決定了它不會像C++那樣“非常強大”。即使引入了某些人期望的特性，依然會是某些人喜歡某些人不喜歡的情形，現(xiàn)在的功能對于C語言應用領域來說已經夠用，其它特性可以通過特定程序語言實現(xiàn)，并且通過C API與C語言編寫的程序進行交互。任何一個工匠都不可能只使用一個工具完成他的工作，不同工具結合起來才能更快更好的完成任務。

提到C語言的API，也稍微介紹一下，我們知道windows操作系統(tǒng)的api也好，Linux的系統(tǒng)api也好，或者是想給Ruby、Python編寫擴展模塊，C語言形式的函數(shù)定義都是唯一的選擇。C語言就好像是一個中間層或者是膠水，如果想把不同編程語言實現(xiàn)的功能模塊混合使用，C語言是最佳的選擇。

提了這么多關于C語言的好處，那么學習C語言是否適合就看你自己的判斷了，例如要進行一個嵌入式項目，或者需要進行服務器端開發(fā)，或者寫一個性能相關的組件等等，C語言都是比較好用的選擇。另外也可以在C++的使用過程中有意的使用C語言的思考方式，汲取C語言簡潔明快清晰地設計思路，對編程設計水平會有很大的提高。

C語言學習方法

C語言學習可以按照下面參考的順序：閱讀參考書，閱讀代碼，編寫調試實際程序，上網參與討論，研究高級話題。

學習語言的開始一般是閱讀參考書。我建議選擇幾本非常經典的好書，仔細完整反復閱讀幾遍，“書讀百遍其義自現(xiàn)”。選擇C語言學習的好處是，這幾本書基本上完整涵蓋了C語言編程領域的方方面面，不會像C++那樣，即使讀完一堆書還是有些糊涂，依然有這樣那樣難懂的陷阱。

1. 參考書籍

在豆瓣上列了一個書單，大家可以直接參考http://book.douban.com/doulist/636329/。在下面簡單點評一下，閱讀順序最好參照列出的順序。

《The C Programming Language》http://book.douban.com/subject/1230004/：如果你只想買一本書學習C語言，只需要買這一本就夠了。如果你經費足夠，建議你多買幾本，辦公室、家里都放上一本，隨手都可以翻翻。用三個詞語來形容它就是：經典！經典！經典！這本薄薄的只有二百多頁的小書涵蓋了C語言的方方面面，前無古人而且后無來者，任何溢美之詞都不足以形容它。

《The C Programming Language》（后面稱為 K&R）里面包含了一個簡單的語法解析器，包含了malloc如何實現(xiàn)，包含了一個完整的操作系統(tǒng)目錄瀏覽程序，這些程序的實用性極高，可以這樣說，如果學習任何一門語言能夠自己獨立動手實現(xiàn)以上的功能，基本上就可以算是入門了。K&R書里面每段都蘊含著非常值得探究的軟件開發(fā)工程實踐經驗，如果沒有一定的開發(fā)經驗，其實是看不出來這些冰山下面的內容的，比如開頭一章就提出用寫完整代碼這種方式來教學，而在書中那些C語言的陷阱或者可能出問題的地方，都有提到，但是由于篇幅所限，寫的非常簡約，很難讓人一下就看懂。我正在完整的逐字逐句的閱讀此書，希望能稍作注解，寫幾篇博客分享一下。

《C程序設計語言（第2版·新版）》http://book.douban.com/subject/1139336/：這是K&R的中文譯本，可以先從中文譯本看起，然后再讀一遍英文原版，既可以學習英文，又可以體會原文那種簡約優(yōu)美的風格。

《C陷阱與缺陷》http://book.douban.com/subject/2778632/

《C專家編程》http://book.douban.com/subject/2377310/

這兩本書也是學習及使用C語言的朋友必備的兩本書，比如《C專家編程》，專門用兩三個章節(jié)詳細介紹C語言中數(shù)組與指針的不同之處，這兩本書在某種程度上算是對K&R略過的地方做了詳細補充，強烈推薦。

《C語言參考手冊》http://book.douban.com/subject/2132084/：這是最后一本強烈推薦你最好買回家作為案頭書必備的參考書。前面幾本書或者稍顯簡略，或者專注某個特定專題，都不適合遇到問題時翻查。這本《C語言參考手冊》可以看作是C語言編程的《新華字典》，全面而權威。里面還涵蓋了C99的內容，緊跟時代潮流。

下面幾本書都可以作為交叉參考，也都很有價值，也是建議大家都買下來，好書如朋友，日久彌新，像是我推薦的這幾本書在douban或者amazon上評分都非常高，而且反復再版。

《C和指針》http://book.douban.com/subject/1229973/：指針的重要性如何，學過C語言（或者C++）的朋友都知道，這本書更是把指針拔高到了與C語言平起平坐的地位，其實也是從頭開始介紹，作為教學參考書也是可以的。

《C標準庫》http://book.douban.com/subject/3775842/：這本書是專門介紹C語言的標準庫如何實現(xiàn)的，比如malloc算法，用標準的C語言該如何寫？strlen這個函數(shù)應該如何實現(xiàn)？盡管書中不少代碼與真實的C標準庫相差很多（由于標準庫需要考慮性能優(yōu)化，很多函數(shù)有一些特定的trick），但是絕對值得參考。

《你必須知道的495個C語言問題》 http://book.douban.com/subject/3422332/：這本書其實就是C-FAQ的印刷版本，C-FAQ在各種編程語言的FAQ中可以稱得上質量一流。如果你想應聘或者招聘C語言相關程序員，這本書一定要參考。

《Linux C編程一站式學習》http://book.douban.com/subject/4141733/：這本書是基于特定操作系統(tǒng)Linux來介紹C語言編程，可作為計算機相關專業(yè)的教科書或入門參考書，也是書單里面唯一一本國人原創(chuàng)的編程書籍，非常難得。書中幾乎所有內容都在網上直接公開，針對讀者的意見進行修改，這也是非常難得的一種開放態(tài)度。非常推薦大家買一本。

學習C語言，一定不能只讀書，應該動手練習完成書里面的項目需求（比如編寫一個目錄瀏覽器）以及每章的練習題目。這就需要有可以實驗的環(huán)境，下面針對不同操作系統(tǒng)簡單做一下介紹。

2. 動手實驗環(huán)境搭建

也沒有調查過，不知道現(xiàn)在學校里學習C語言是不是依然跟著譚浩強老師用TurboC2.0編程，如果還是這個組合的話，那就太差勁了，趕快拋開它們。

下面主要介紹不同操作系統(tǒng)平臺下的集成編程環(huán)境，基于初學者以及我個人喜好，就不推薦大家命令行下用vim編程了，直接上IDE。

Windows系統(tǒng)下推薦大家使用Code::blocks這個軟件。這個軟件最大優(yōu)點是自帶了基于mingw的GCC以及GDB，只要下載70M左右軟件包，就可以完整支持C++、C語言編程了。各種功能（比如調試功能）也很強大，版本更新也比較快。注意下載選擇名字有mingw的文件，比如最新版本是codeblocks-10.05mingw-setup.exe（版本也許有所不同）。主頁：http://www.codeblocks.org/

如果需要做Windows操作系統(tǒng)的開發(fā)，可以下載Visual C++ 2010 Express。

因為Code::Blocks不包含Windows編程頭文件（實際是因為沒有Windows SDK），無法編寫Windows操作系統(tǒng)相關的界面應用程序或者服務類程序。而VC++Express自帶了這些頭文件以及編程庫，雖然功能稍微簡陋，但對于練習使用基本夠用。主頁：http://www.microsoft.com/express/windows/

對于計算機專業(yè)的學生朋友，建議大家使用Linux操作系統(tǒng)，或者更詳細一點是使用Xubuntu操作系統(tǒng)作為桌面，使用Netbeans和GCC這個組合（當然也可以選擇Code::Blocks）。在Xubuntu下可以通過apt-get install build-essential這個命令安裝gcc相關程序，已經可以在Terminal下編譯C語言程序了，但為了使用方便，大家可以選擇Netbeans的C++支持包，在Netbeans網站上就能下載。主頁：http://netbeans.org/features/cpp/index.html

如果使用蘋果Mac系統(tǒng)，毫無疑問XCode就是編程的絕佳選擇，XCode可以在蘋果開發(fā)者網站上免費下載，在IPhone SDK中也包含了XCode。主頁：http://developer.apple.com/technologies/tools/xcode.html

如果手頭沒有合適的編程環(huán)境，還需要實驗一些簡單的代碼，可以用http://codepad.org/ 提供的服務，在線編寫運行代碼。

另外建議大家申請一個github.com的賬號，在gist.github.com可以保存自己的練習代碼，就不需要隨身帶著U盤了。

3. 網絡資源

如果想用十分鐘時間了解一下C語言的來龍去脈、前世今生，維基百科這個頁面http://en.wikipedia.org/wiki/C_%28programming_language%29 是最佳選擇。

從維基百科可以看到，C語言1972年由Dennis Ritchie設計的命令式、結構化范式編程語言。類型為靜態(tài)的弱類型，需要顯式定義。最新國際標準為C99。設計上主要受到了B、ALGOL68、匯編語言、PL/I、FORTRAN的影響，C語言也影響了大量編程語言，如C++、Objective-C、C#、Java、Go、PHP、Python等等（個人覺得受C影響很大的是PHP，基本上有C編程基礎的程序員，很容易就能上手PHP了，除了PHP的OO部分）。

在維基百科條目中有很大篇幅介紹了作者認為C語言缺失的特性，比如面向對象、多線程、GC、異常處理等等，當然這有些吹毛求疵，如果需要這些特性，完全可以用其它程序語言。另外一個介紹的重點是“未定義行為”，有些我們認為理所當然的結果，其實在C語言標準中并沒有明確定義，假定這些行為應該如何，當程序使用另外的編譯器或者不同版本編譯器編譯運行，都可能有bug產生。

接下來維基百科條目談到了C語言的用處，必須承認盡管現(xiàn)在編程語言成百上千，能稱之為“系統(tǒng)級”的少之又少，新興語言中只有Go還能稱得上?，F(xiàn)在大規(guī)模軟件項目中完全選用C語言可能性不大，但是核心部分完全可以用C搭建，相對C++開發(fā)工具的高昂價格，C語言相關的免費輔助開發(fā)軟件非常豐富，比如splint，valgrind，不少核心庫經過長期使用也都非常穩(wěn)定。

由于C語言廣泛支持各種平臺以及編譯器相對成熟可靠，不少編程語言選擇C語言作為一個中間層，比如Glasgow Haskell編譯器就是這樣做的。

另一個可以找到大量C語言編程相關資料的地方是“美味書簽”，通過搜索特定關鍵字 （C + programming）就可以找到很多值得挖掘的資源http://delicious.com/search?p=c+programming。還可以參考dmoz.org的C語言分類http://www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/C/ 相比美味書簽時效性能差點，但是分類比較系統(tǒng)，查找也要容易一些。

程序員往往是懶惰的，“拿來主義”、“拷貝主義”很流行也很有效，當對某個函數(shù)或者關鍵字不是很理解的時候，看看別人是怎么使用的，會非常有啟發(fā)性。這里介紹幾個常用的代碼搜索網站，最常用的是google的codesearch：http://codesearch.google.com ，可以通過不同條件及正則表達式搜索特定關鍵詞。另外可以參考維基百科上一個“帶有C語言示例的文章”分類，里面代碼寫的也很不錯。還可以在github.com上搜索相關項目。在前面博客文章我還介紹了一個名為羅塞塔代碼的網站http://rosettacode.org/ 這個網站上可以找到不同程序語言針對某個問題的解決方案，用于學習比較非常便利。

學習編程也需要大量閱讀名家經典代碼，與學中文英文需要大量閱讀名著一個道理，C語言編程優(yōu)質項目那是“彩旗飄舞，人山人海”，個人建議可以看看Lua、Sqlite、Nginx這些項目的代碼，代碼量不多，而且代碼質量也都比較高。另外可以看看Linux內核代碼，坊間有不少書籍可以幫助解讀。關于如何很好的閱讀代碼，大家可以參考《Code Reading》這本書。

書看了幾本，代碼寫了一些，也略微讀了讀其他人的代碼，就應該用C語言來完成真實工作中碰到的問題，讓C語言真正成為你的瑞士軍刀。只有當你經常使用C語言來進行編程工作，經常思考如何通過C設計一個優(yōu)雅高效的系統(tǒng)，才能更深刻的理解C語言設計哲學。

還可以到http://stackoverflow.com 參與回答問題，瀏覽其他人的問題解答來汲取知識，比如這篇http://stackoverflow.com/questions/2054939/char-is-signed-or-unsigned-by-default 就介紹了一個C語言關于char類型的小陷阱。

C語言學習當中，有一些難點需要多加注意，如pointer與array的不同之處，復雜類型定義如何解讀，如何正確使用預處理preprocessor以及宏定義。其實這些內容在前面書籍都是反復提到，如果按部就班學習下來，應該不成問題。

當C語言學習的差不多時候，還可以學習一門動態(tài)語言，比如Lua或者Python，試著在實際工作項目中混合使用動態(tài)語言與C語言，一加一發(fā)揮出來的力量不僅僅是二，而是非常二（說笑一下，哈哈）。

C的程序代碼寫法初窺
C語言入門很簡單，因為常用的語法結構就那么幾個，下面列舉一些這些語法結構的簡單程序例子，可以對C語言進行快速復習。程序包含使用 bool 變量、字符、常量、數(shù)學函數(shù)、特殊字符、for循環(huán)和函數(shù)等等。

1. 使用 bool 變量

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
int main(void)
{
  float input;
  bool isTrue=(scanf("%f",&input)==1);
  while(isTrue){
    printf("you typed %.d\n",(int)input);  //強制類型轉換
    isTrue=(scanf("%f",&input)==1);
  }
  return 0;
}

2. 字符

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
  char beep;  //與 int beep; 等效
  while(scanf("%c",&beep)==1){
    printf("you typed a %c \n", beep);
  }
  //scanf 會將回車符一起讀進變量，最后結果不能達到預期！可采用后面一種方法
  return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
  char beep;
  while(gets(&beep)){
    printf("you typed a %c \n", beep);
  }
  return 0;
}

3. 常量

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>
#include <float.h>
#define PI 3.1416
#define TEXT "hello world"
#define HTML 'H'
int main()
{
  //常量定義 以及C預處理器 系統(tǒng)預定義常量
  const int china =345;
  printf("%d ,%d ,%d ，%d\n", INT_MAX, china, FLT_MAX_10_EXP, CHAR_MIN);
}

4. 數(shù)學函數(shù)

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define PI 3.1415926
void main(void)
{
  //i 為第幾行，畫余弦曲線
  int i, j, blankNUm;
  float cosValue;
  for(i=0;i<21;i++){
    cosValue =1-i/10.0;
    blankNUm =(int)(180/5/PI*acos(cosValue));

    for(j=0;j<blankNUm;j++)
      printf("");
    printf("*");
    for(j=0;j<(73-2-2*blankNUm);j++)
      printf("");
    i!=20?printf("*\n"):printf("");
  }
  return 0;
}

#include <stdio.h>
int main(void)
{
　　//計算 e ，前50項，其實根前10項結果一樣，只是為了演示，用double可以滿足精度要求
  int i;
  double factorial=1.0, e=0;
  for(i=1;i<=50;i++){
    factorial*=i;
    e+=1.0/factorial;
  }
  printf("%f \n",e);
  return 0;
}

5. 特殊字符

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
  float salary;

  printf("\aplease enter you salary by month:");  // \a響齡，貌似
  printf(" $______\b\b\b\b\b\b");  // \b退格
  if(scanf("%f",&salary)==1){
    printf("\t$%.2f per manth is $%.2f per year", salary, salary*12.0);
    printf("\rgEE!wa h\n");  // \r使光標移到當前行的起始位置,這里很微妙噢
  }
    
  return 0;
}

/* please enter you salary by month: $23.4__ */
/* gEE!wa h$23.40 per manth is $280.80 per year */

6. for循環(huán)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
  int k;
  for(k=1,printf("%d:hi \n",k);printf("k =%d \n",k),k*k<26;
    k+=2,printf("now k =%d\n",k))
  {
    printf("k is %d in the loop \n",k);
  }
  return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
  int i;
  int word[8];
  for(i=0;i<8;i++){
    word[i] =pow(2,i);
  }
  i =0;
  do{
    printf("%d ",word[i]);
  }while(++i<8);
  return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
  int i;
  double arr1[8],arr2[8];
  for(i=0;i<8;i++){
    scanf("%lf",&arr1[i]);
  }
  arr2[0] =arr1[0];
  for(i=1;i<8;i++){
    arr2[i] =arr2[i-1] +arr1[i];
  }
  for(i=0;i<8;i++){
    printf("%.2f\t",arr1[i]);
  }
  printf("\n");
  for(i=0;i<8;i++){
    printf("%.2f\t",arr2[i]);
  }
  return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
  int i,max;
  while(scanf("%d",&max)==1){
    double sum1=0,sum2=0;
    for(i=1;i<=max;i++){
      sum1+=1.00/i;
      i%2==0 ?(sum2-=1.0/i):(sum2+=1.0/i);
    }
    printf("sum1= %lf sum2= %lf\n",sum1,sum2);
  }
  return 0;
}

7. 函數(shù)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int square(int s);  
void echo(void);
int main()
{
  int i;
  for(i=0;i<10;i++)
  {
    printf("squire %d's value is%d\n",i,square(i));
  }
  printf("what\nNo/nBonzo?\n");
  echo();
  return 0;
}

int square(int s){
  return s*s;
}
void echo(void){
  printf("a function without input");
}

/*    another      */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void one_three(void);
void two(void);
int main()
{
  printf("start now:\n");
  one_three();
  printf("done!");
  return 0;
}
void one_three(void){
  printf("one\n");
  two();
  printf("three\n");
}
void two(void){
  printf("two\n");
}

最新評論