2022年漫谈C语言及如何学习C语言 .pdf

漫谈 C语言及如何学习C语言文章分类 : C+ 编程云风最近写了一篇博客C 语言的前世今生。作为长期使用C 语言开发网络游戏服务器的程序员， 云风是有理由写这样一篇文字，不过还是感觉谈的不够深入，C 语言在业界使用的现状没有怎么描写，有些意犹未尽。在这里想比较系统的谈谈个人对C 语言学习方式方法的理解。分别按照书籍、实验环境搭建、网络资源来分别介绍，希望能写的比较完整全面一些，给想学习C 语言的朋友一个有价值的参考。为什么要学习C 语言？为什么要学习、使用C 语言？为什么要学习一个可能比自己都岁数大的编程语言？我在前面如何学习编程语言的博客文章http:/ 为什么而学 ” 这个目的是最重要的，目的不明确就没法学好。这也是为什么很多学生朋友在大学里必修C 语言却觉得没学明白的原因。因为学习的目的不明确，学习当然也没有动力。还有一个原因是C 语言是工程实践性很强的语言，它不是来自某个研究所某个大学学院，而是实实在在从项目需要中产生，伴随着Unix 的兴起而流行，语义简明清晰， 功能强大而不臃肿，简洁而又不过分简单，实在是居家旅行工作学习必备之良友。C 语言相比 C+ 的优点之一就是最小惊讶原则，一是一二是二，不会在私底下产生一些莫名其妙的额外产物。用C+ 做个例子，比如这样一个函数原型void PassWithClassValue(COneClass clsParam1)，稍微了解C+ 的朋友都会知道，如果你没有实现COneClass的拷贝构造函数，编译器会好心的帮你实现一个，而且在调用这个函数 PassWithClassValue的时候，偷偷地调用拷贝构造函数产生一个临时对象作为参数传递， 对于某些情况， 比如编写操作系统这类必须优化性能的情景下，这些自以为是的东西是非常邪恶的事情。C 语言本身只提供必要的语言特性，其它复杂一点功能如文件处理、数学计算等等都以库函数方式提供，甚至连malloc 、free这种 “ 必须有 ” 的功能，也是以标准库函数的方式提供，而不是作为C 语言核心出现。在伟大的著名的无所不包的K&R 开头部分就提到了，for 其实可以通过while来完成，只不过for 可以写的更简洁，言外之意，对于C 语言 for其实不是必要的。跑题一点说，在其它程序语言中Lua 可以说继承了C 语言简洁的设计哲学， 甚至连 continue这种几乎必备的关键字都一直拒绝加入，在 Lua 的 maillist以及 wiki里都提到过continue这个问题，Lua 语言维护者认为continue对于 Lua 而言不是必要的，也不考虑在后续版本中添加这个关键字。这种简洁哲学也让C 语言的可移植性、便携性特别优秀，也使得很多嵌入式系统依然使用C 语言作为主要编程工作语言。Java 语言有一个口号：“ 一次编写，处处运行” ，就是跨平台这个噱头。实际上C 语言从早期开始就几乎达到了“ 一次编写，处处编译” ，在 ANSI 在 1989年统一了C 语言标准以后（称之为C89 ），只要特定平台上的编译器完整实现了C89 标准，而且你的代码没有使用某些特殊的扩展（GCC 以及微软都有自己的编译器特定扩展），那么代码一定可以编名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 译通过， 再实现一下操作系统相关的函数库，C 语言的移植就是很简单的事情。可以用 Lua作为例子， Lua 本身是完全遵循C89 标准，没有使用任何特定扩展，这也保证了有C 语言编译器的平台，都可以编译使用Lua 。可以编译运行C 语言的硬件平台可以从A 排到 Z，真是非常有意思的事情。C 语言也是一个比较少见的应用领域极为广泛的语言。比如编写操作系统这种高难问题，只有C+ 、汇编语言可以做到。C 语言可以编写服务器端软件如Apache 、Nginx ，或者编写GUI 程序， 如 GTK 。大多数程序语言的第一版是通过C 语言实现， 借助前面提到的“ 一次编写处处编译” ，最大的保证了这些程序语言的可移植性。在Web 开发领域， C 语言的应用相对较少，这也是一种取舍的结果，Web 开发需要使用PHP、Ruby 、Python这样的动态语言， 可以快速上线快速修改，可以最大程度满足用户时时变化的需求，这也是 C语言的弱项。如果把程序语言的应用领域从硬件到管理软件、Web 程序做一个很粗略从下到上的排列， C 语言适合领域是比较底层靠近硬件的部分，而新兴语言比较偏重于高层管理或者 Web 开发这种相对贴近最终用户的领域。比较流行的混合开发模式是使用C 语言编写底层高性能部分代码或后台服务器代码，而使用动态语言如Python做前端开发， 充分发挥它们各自的优势力量。提到 C 语言的缺点， 常常是它缺少这种或者那种特性，比如有人建议加入GC，有人建议加入并行或者并发支持，有人提到没有一个比较完整的类似C+ 的异常策略。这些特性有的可以通过引入第三方库来实现，但 C 语言的设计哲学其实决定了它不会像C+ 那样 “ 非常强大 ” 。即使引入了某些人期望的特性，依然会是某些人喜欢某些人不喜欢的情形，现在的功能对于C 语言应用领域来说已经够用，其它特性可以通过特定程序语言实现，并且通过 C API 与 C 语言编写的程序进行交互。任何一个工匠都不可能只使用一个工具完成他的工作，不同工具结合起来才能更快更好的完成任务。提到 C API ，也稍微介绍一下，我们知道windows操作系统的api 也好， Linux的系统 api 也好，或者是想给Ruby 、Python编写扩展模块，C 语言形式的函数定义都是唯一的选择。 C 语言就好像是一个中间层或者是胶水，如果想把不同编程语言实现的功能模块混合使用， C 语言是最佳的选择。提了这么多关于C 语言的好处，那么学习C 语言是否适合就看你自己的判断了，例如要进行一个嵌入式项目，或者需要进行服务器端开发，或者写一个性能相关的组件等等，C语言都是比较好用的选择。另外也可以在C+ 的使用过程中有意的使用C 语言的思考方式，汲取 C 语言简洁明快清晰地设计思路，对编程设计水平会有很大的提高。C 语言学习方法在前面 http:/ C 语言学习也可以按照类似的顺序：阅读参考书，阅读代码，编写调试实际程序，上网参与讨论，研究高级话题。学习语言的开始一般是阅读参考书。我建议选择几本非常经典的好书，仔细完整反复阅读几遍， “ 书读百遍其义自现” 。选择 C 语言学习的好处是，这几本书基本上完整涵盖了C语言编程领域的方方面面，不会像C+ 那样，即使读完一堆书还是有些糊涂，依然有这样那样难懂的陷阱。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 1 ，参考书籍在豆瓣上列了一个书单，大家可以直接参考http:/ C Programming Languagehttp:/ 语言，只需要买这一本就够了。如果你经费足够，建议你多买几本，办公室、家里都放上一本，随手都可以翻翻。用三个词语来形容它就是：经典！经典！经典！这本薄薄的只有二百多页的小书涵盖了C 语言的方方面面，前无古人而且后无来者，任何溢美之词都不足以形容它。The C Programming Language（后面称为K&R ）里面包含了一个简单的语法解析器，包含了malloc如何实现，包含了一个完整的操作系统目录浏览程序，这些程序的实用性极高， 可以这样说， 如果学习任何一门语言能够自己独立动手实现以上的功能，基本上就可以算是入门了。K&R 书里面每段都蕴含着非常值得探究的软件开发工程实践经验，如果没有一定的开发经验，其实是看不出来这些冰山下面的内容的，比如开头一章就提出用写完整代码这种方式来教学，而在书中那些C 语言的陷阱或者可能出问题的地方，都有提到，但是由于篇幅所限，写的非常简约，很难让人一下就看懂。我正在完整的逐字逐句的阅读此书，希望能稍作注解，写几篇博客分享一下。C 程序设计语言 （第 2 版 新版）http:/ K&R 的中文译本，可以先从中文译本看起，然后再读一遍英文原版，既可以学习英文，又可以体会原文那种简约优美的风格。C 陷阱与缺陷 http:/ 专家编程 http:/ 语言的朋友必备的两本书，比如C 专家编程，专门用两三个章节详细介绍C 语言中数组与指针的不同之处，这两本书在某种程度上算是对K&R略过的地方做了详细补充，强烈推荐。C 语言参考手册http:/ 语言参考手册可以看作是 C 语言编程的新华字典，全面而权威。里面还涵盖了C99 的内容，紧跟时代潮流。下面几本书都可以作为交叉参考，也都很有价值， 也是建议大家都买下来，好书如朋友，日久弥新，像是我推荐的这几本书在douban或者 amazon上评分都非常高，而且反复再版。C 和指针 http:/ - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 指针的重要性如何，学过C 语言（或者C+ ）的朋友都知道，这本书更是把指针拔高到了与 C 语言平起平坐的地位，其实也是从头开始介绍，作为教学参考书也是可以的。C 标准库 http:/ 语言的标准库如何实现的，比如malloc算法，用标准的C 语言该如何写？ strlen这个函数应该如何实现？尽管书中不少代码与真实的C 标准库相差很多（由于标准库需要考虑性能优化，很多函数有一些特定的trick ），但是绝对值得参考。你必须知道的495 个 C 语言问题 http:/ C-FAQ 在各种编程语言的FAQ 中可以称得上质量一流。如果你想应聘或者招聘C 语言相关程序员，这本书一定要参考。Linux C编程一站式学习http:/ C 语言编程，可作为计算机相关专业的教科书或入门参考书，也是书单里面唯一一本国人原创的编程书籍，非常难得。 书中几乎所有内容都在网上直接公开，针对读者的意见进行修改，这也是非常难得的一种开放态度。非常推荐大家买一本。学习 C 语言，一定不能只读书，应该动手练习完成书里面的项目需求（比如编写一个目录浏览器） 以及每章的练习题目。这就需要有可以实验的环境，下面针对不同操作系统简单做一下介绍。2，动手实验环境搭建也没有调查过，不知道现在学校里学习C 语言是不是依然跟着谭浩强老师用TurboC2.0编程，如果还是这个组合的话，那就太差劲了，赶快抛开它们。下面主要介绍不同操作系统平台下的集成编程环境，基于初学者以及我个人喜好，就不推荐大家命令行下用vim 编程了，直接上IDE 。Windows系统下推荐大家使用Code:blocks这个软件。 这个软件最大优点是自带了基于 mingw的 GCC 以及 GDB ，只要下载70M 左右软件包，就可以完整支持C+ 、C语言编程了。各种功能（比如调试功能）也很强大，版本更新也比较快。注意下载选择名字有 mingw的文件，比如最新版本是codeblocks-10.05mingw-setup.exe（版本也许有所不同）。主页： http:/www.codeblocks.org/名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 如果需要做Windows操作系统的开发，可以下载Visual C+ 2010 Express。因为 Code:Blocks不包含 Windows编程头文件（实际是因为没有Windows SDK） ，无法编写 Windows操作系统相关的界面应用程序或者服务类程序。而VC+Express自带了这些头文件以及编程库，虽然功能稍微简陋，但对于练习使用基本够用。主页： http:/ GCC 这个组合（当然也可以选择Code:Blocks）。在 Xubuntu下可以通过apt-get install build-essential这个命令安装 gcc 相关程序，已经可以在Terminal下编译 C 语言程序了，但为了使用方便，大家可以选择 Netbeans的 C+ 支持包，在Netbeans网站上就能下载。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 主页： http:/netbeans.org/features/cpp/index.html如果使用苹果Mac 系统，毫无疑问XCode就是编程的绝佳选择，XCode可以在苹果开发者网站上免费下载，在IPhone SDK中也包含了XCode 。主页： http:/ - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 另外建议大家申请一个的账号，在可以保存自己的练习代码，就不需要随身带着U 盘了。3，网络资源如果想用十分钟时间了解一下C 语言的来龙去脉、前世今生，维基百科这个页面http:/en.wikipedia.org/wiki/C_%28programming_language%29是最佳选择。从维基百科可以看到，C 语言 1972年由 Dennis Ritchie设计的命令式、结构化范式编程语言。类型为静态的弱类型，需要显式定义。最新国际标准为C99 。设计上主要受到了 B、ALGOL68 、汇编语言、 PL/I 、FORTRAN的影响， C 语言也影响了大量编程语言，如 C+ 、 Objective-C、C# 、Java 、Go 、PHP、Python等等（个人觉得受C 影响很大的是 PHP，基本上有C 编程基础的程序员，很容易就能上手PHP 了，除了 PHP 的 OO 部分）。在维基百科条目中有很大篇幅介绍了作者认为C 语言缺失的特性，比如面向对象、多线程、 GC、异常处理等等，当然这有些吹毛求疵，如果需要这些特性，完全可以用其它程序语言。另外一个介绍的重点是“ 未定义行为 ” ，有些我们认为理所当然的结果，其实在C语言标准中并没有明确定义，假定这些行为应该如何，当程序使用另外的编译器或者不同版本编译器编译运行，都可能有bug 产生。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 接下来维基百科条目谈到了C 语言的用处，必须承认尽管现在编程语言成百上千，能称之为 “ 系统级 ” 的少之又少， 新兴语言中只有Go 还能称得上。 现在大规模软件项目中完全选用 C 语言可能性不大， 但是核心部分完全可以用C 搭建，相对 C+ 开发工具的高昂价格，C 语言相关的免费辅助开发软件非常丰富，比如 splint ，valgrind，不少核心库经过长期使用也都非常稳定。由于 C 语言广泛支持各种平台以及编译器相对成熟可靠，不少编程语言选择C 语言作为一个中间层，比如Glasgow Haskell编译器就是这样做的。另一个可以找到大量C 语言编程相关资料的地方是“ 美味书签 ” ，通过搜索特定关键字（C + programming）就可以找到很多值得挖掘的资源http:/ C 语言分类http:/www.dmoz.org/Computers/Programming/Languages/C/相比美味书签时效性能差点，但是分类比较系统，查找也要容易一些。程序员往往是懒惰的，“ 拿来主义 ” 、“ 拷贝主义 ” 很流行也很有效，当对某个函数或者关键字不是很理解的时候，看看别人是怎么使用的，会非常有启发性。这里介绍几个常用的代码搜索网站，最常用的是google的 codesearch：http:/，可以通过不同条件及正则表达式搜索特定关键词。另外可以参考维基百科上一个“ 带有 C 语言示例的文章 ” 分类，里面代码写的也很不错。还可以在上搜索相关项目。在前面博客文章我还介绍了一个名为罗塞塔代码的网站http:/rosettacode.org/这个网站上可以找到不同程序语言针对某个问题的解决方案，用于学习比较非常便利。学习编程也需要大量阅读名家经典代码，与学中文英文需要大量阅读名著一个道理，C语言编程优质项目那是“ 彩旗飘舞，人山人海” ，个人建议可以看看Lua 、Sqlite 、Nginx这些项目的代码，代码量不多，而且代码质量也都比较高。另外可以看看Linux内核代码，坊间有不少书籍可以帮助解读。关于如何很好的阅读代码，大家可以参考 Code Reading这本书。书看了几本，代码写了一些，也略微读了读其他人的代码，就应该用C 语言来完成真实工作中碰到的问题，让C 语言真正成为你的瑞士军刀。只有当你经常使用C 语言来进行编程工作，经常思考如何通过C 设计一个优雅高效的系统，才能更深刻的理解C 语言设计哲学。还可以到 http:/参与回答问题，浏览其他人的问题解答来汲取知识，比如这篇http:/ 语言关于char 类型的小陷阱。C 语言学习当中，有一些难点需要多加注意，如pointer与 array的不同之处，复杂类型定义如何解读，如何正确使用预处理preprocessor以及宏定义。 其实这些内容在前面书籍都是反复提到，如果按部就班学习下来，应该不成问题。当 C 语言学习的差不多时候，还可以学习一门动态语言，比如Lua 或者 Python，试着在实际工作项目中混合使用动态语言与C 语言，一加一发挥出来的力量不仅仅是二，而是非常二（说笑一下，哈哈）。名师资料总结 - 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