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C 语言应该是绝大部分同学的编程第一课。
对于非 CS 专业的同学,学 C 语言主要是掌握一些基本的编程方法,C 语言只是媒介。
但是对于 CS 科班的同学,C 语言是后续的计组、体系结构、操作系统、编译原理等课程的基石,对于 C 语言本身甚至程序设计语言基础原理的深入理解都是应该掌握的。
实际上,相比 C++、Java 之类的更加现代的语言, C 语言本身的语法特性非常少,不像 C++ 成了一锅大杂烩。
C 语言本身只包含了编程语言最基本的语法,比如变量、if、else、for、while、枚举、结构体等,外加一个指针。
但是为什么大家都觉得难呢?
说下我大一时觉得难的原因吧,主要两点:
1. 库太少,太原始
用 C 语言写个稍微复杂点的项目,你需要上来先把数据结构、常见算法先实现一遍,更别说字符串,序列化这些了。
比如 Redis 里 SDS、LIST、ZSET、HASH等。
这其实对新手极其的不友好。
想做点有趣的东西,来,先写个链表?
而在 Java 里直接 New 一个 LinkedLits、HashMap,简直不要太高效。
再到后来,学了 Python,才发现这才是编程的高级形态,写个爬虫直接 import xx,几句话就完事了。
而在 C 语言里,你需要裸写 Socket 发网络包,还要解析 HTTP 协议,还要序列化 JSON,处理 HTTPS 这些(当然,你也可以导入库,但是由于 C/C++ 弱鸡等同于没有的包管理,也挺麻烦的。
这就是新手学 C 容易被劝退的原因,做不出好玩的东西,全是一堆黑框框。
2. 内存、指针
另外,常另 C 语言初学者感到头疼的就是指针了。
指针其实本身不难,就是变量的地址嘛。
但是问题在于地址是个什么东西?
理解地址,就需要理解内存,但是鉴于大多数同学学习 C 语言,都是在大一,那时候没有计算机基础知识,其实理解起来还是稍微吃力的。
内存,其实也很简单啊,你就把它当做一个黑盒,提供了读和写的能力。
当然是需要地址啊,地址就跟快递柜上的编号一样,而快递柜格子里就相对于内存中真正存放的内容。
记住这张快递柜的照片,其实指针你就理解了。
什么是二级指针?
就是快递柜格子里放的是另外一个格子的编号,对应到 C 语言举个例子:
ppa 所指向的内存存放的内容是 pa 的地址,pa 存放的是 a 的地址(就不画图了,脑补
那你要问了,那指针和二级指针以及更多级的指针有什么区别呢?
为什么二级指针就要两个?
很简单啊,不用两个 的话,你怎么告诉编译器,这个地方放的其实是另外一个内存的地址?
这样编译器才能去做语法检查,不然谁知道你这是放的变量地址还是另外一个指针的地址啊。
更加详细的内容其实我在这篇指针的文章中讲过:
为什么指针被誉为 C 语言灵魂?
不过现在站在我的角度,觉得指针很简单,似乎很好理解,也许是知识诅咒的原因。
知识诅咒:指的就是一旦我们自己知道某样东西,我们就会发现很难想象不知道它的时候会是什么样子。
后来接触到 Java,如同发现了新大陆一般。
在 C 语言里,申请一个内存,你得随时记得在合适的地方释放。
释放得不合适?对不起 coredump 随时等着你。
忘了释放?对不起,内存泄露等着你~
乱写指针?对不起,内存越界等着你~
栈内存越界?VS下,烫烫烫等着你~
这些东西想必是每一位 C Programmer 的家常便饭了。
而在 Java 这类更加高级语言中,直接 一个就行了。
好了,扯淡完毕,在这里给出一条系统化学习 C 语言的路线吧:
这真的是血泪教训,我大一会傻乎乎的去把课本看一遍,然后做课本后面编程练习题。
学得那叫一个艰难呀,大家都知道,课本为了保留其严谨性和全面性,往往都具有一个特点,那就是「不说人话」。
遇到这种情况,我的建议是仔细读报错的提示,解决方法往往就在这些 note 中,如果实在解决不了,就复制 note 去 Google 上搜。
这个阶段你需要三份资料:
一是补 CS 基础概念,也就是计算机导论
二是一本 C 语言的好书。
三是一个优质的 C 语言视频
对于每一点,我都只推荐一份我觉得最合适的,避免你陷入选择困难症:
计算机导论
CS 50,这是哈佛的一门计算机入门神课,忘了是在大一下还是大二看的了,当时觉得如获至宝。链接如下:
因为现在国外很多 CS 名校的导论课都会采用类似 Python、Schema 这样的语言。
但其实你会发现,在 CS 50,不会讲多少 C 语言的语法,C 语言只是作为一种传递编程思想、引领你入门计算机的媒介。
而不是在教 C 语言。
C 语言视频
不多说了,推荐一个我以前在地铁都在刷的,浙大翁凯老师教授的,直接去中国大学 MOOC 搜索即可,这是链接:
说到这,我不得不多说两句翁凯老师了,我看了好几门他的课,最直观的感受是:
C语言书
《C程序设计语言》,一本被称作 C 语言圣经的书。
在短小的篇幅中,涵盖了 <stdio.h>、<string.h> 中的大部分例子,习题也都是经典,从 hello world 开始,到二分查找、二叉树、快排、哈希表等,甚至还用递归下降写了词法分析,帮你理解复杂的声明。
不过要看懂里面的每一个例子,也是有一定难度的,需要有一点点基础,但是不妨碍作为入门书,可以多看几遍。
对了,一直说学编程要多写,但是很多初学者也不知道写什么。
在这里,我给出一些学完 C 语言基本语法后,可以练手的例子:
链表
就用 C 语言把链表翻来覆去的写,从最基本的链表插入、删除、单向、双向、环装链表。
到链表反转、合并、分割等。
别看基础,但是很多同学到大四了,可能都写不对,这里考察是否足够细心、逻辑是否缜密。
会不会操作着就把链给断了。
写点小东西
比如图书管理系统、俄罗斯方块、贪吃蛇之类。
又比如很多学了很久的同学,还不太清楚变量的声明和定义区别,extern 又有什么作用,这些实际上就需要理解内存分区的东西。
C 语言的核心就在于指针、内存,能不能学好、用好 C 语言,更多在于是否拥有扎实的计算机结构、存储、运算原理方面的知识。
所以强烈建议在学习 C 语言的同时去了解一下补码、数的二进制表示、内存、汇编等知识,尤其是内存和汇编,这两个对于深刻理解指针和熟练运用有很大的帮助。
我就不仔细介绍了,要介绍的书都在这张思维导图里了。
深入学习指针
《C和指针》、《深入理解C指针》,真的是涉及指针方方面面的好书,墙裂推荐。
编译、链接
这俩兄弟懂了其实也不能帮你提高写代码的水平,主要是对于一些编译、链接过程的报错,更加的明确,不至于懵。
比如链接过程中常见的错误是符号未找到(undefined reference)和符号重定义(redefinition)
当你熟悉链接过程,符号查找过程之后,解决对应的报错也会得心应手。
汇编
C 语言之下就是汇编,会汇编,你就能直接把 C 语言衣服扒掉,看看背后的实现,比如大家都在讨论数组和指针有什么区别?
你去写个程序,然后 gcc -S 一下,看下汇编代码,你就会发现没啥区别。。。
汇编不需要会写,会看懂部分记得,大可不必去刻意的记住各种指令、寻址方式。
好了,今天的 C 语言学习之路就到这里了,其实还有很多东西没提,比如 Linux C 方向的。
主要为了突出学习 C 语言本身,不想喧宾夺主,让大家迷失了方向。
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