如何學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，C語(yǔ)言的知識(shí)框架

如果你不知道如何學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，那么先看一下C語(yǔ)言的知識(shí)框架。

C語(yǔ)言是世界上最值得學(xué)習(xí)的語(yǔ)言

學(xué)習(xí)C語(yǔ)言之前，首先要明確地告訴自己，C語(yǔ)言是世界上好的語(yǔ)言。

如今決定學(xué)習(xí)任何一門(mén)其他語(yǔ)言之前，都要先考察這個(gè)語(yǔ)言有什么成功項(xiàng)目嗎？唯獨(dú)C語(yǔ)言沒(méi)有必要問(wèn)，因?yàn)槭澜缟纤凶钭钪匾牡南到y(tǒng)中，都必然有C語(yǔ)言的身影。比如操作系統(tǒng)內(nèi)核、高級(jí)語(yǔ)言底層等等。

為什么C最適合擔(dān)任系統(tǒng)核心？主要原因可能是C語(yǔ)言具有和匯編語(yǔ)言的對(duì)應(yīng)性，一條C語(yǔ)言代碼，對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的人來(lái)說(shuō)，可以轉(zhuǎn)換為一條或多條匯編代碼，也就是說(shuō)編譯結(jié)果具有可預(yù)測(cè)性。C代碼不會(huì)在被編譯時(shí)被加上奇奇怪怪的修飾，也不會(huì)在二進(jìn)制兼容性方面帶來(lái)大問(wèn)題。這種穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言，一切都在掌握之中，一切榮耀歸屬于coder，一切錯(cuò)誤也歸罪于coder。

學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的同時(shí)，就自然而然的理解了硬件與操作系統(tǒng)的淺表一層。比如int有幾個(gè)字節(jié)的問(wèn)題，已經(jīng)是QQ加群驗(yàn)證是否是程序員的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)了（笑），這從側(cè)面說(shuō)明了學(xué)習(xí)C語(yǔ)言時(shí)確實(shí)會(huì)關(guān)心底層軟硬件的實(shí)現(xiàn)。C語(yǔ)言簡(jiǎn)單的基于值類(lèi)型的數(shù)據(jù)類(lèi)型體系（引用靠指針，指針本身也是值類(lèi)型），保持了和硬件底層的一致性（即內(nèi)存、緩存、寄存器只能保存值），不會(huì)出現(xiàn)其他語(yǔ)言比如C#那樣既有值又有引用反而對(duì)理解底層實(shí)現(xiàn)制造了障礙。

從某些角度上講，C語(yǔ)言從設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)并不是為了讓我們更好的寫(xiě)邏輯代碼而設(shè)計(jì)的，它真的是“只能是這樣”，沒(méi)有對(duì)錯(cuò)好壞之分。因?yàn)橛?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)就是這樣的、匯編就是這樣的，所以C語(yǔ)言大致也只能是這樣的，誰(shuí)也不能隨意捏造它。它足夠簡(jiǎn)單，評(píng)論它的設(shè)計(jì)優(yōu)劣意義不大。

廢了這么多口舌，是為了堅(jiān)定思想，端正態(tài)度，只有抱著“最好”的態(tài)度，才能排除雜念，勇往直前。時(shí)代在進(jìn)步，某些東西易逝，而另一些東西持久。很多編程大師都用親身經(jīng)歷告訴你，C語(yǔ)言永遠(yuǎn)值得用最純粹的態(tài)度去學(xué)習(xí)。

C語(yǔ)言的語(yǔ)言本身很容易“精通”，一旦你理解了指針、函數(shù)指針等問(wèn)題，基本知識(shí)方面就橫行無(wú)阻了，很少會(huì)遇到完全沒(méi)見(jiàn)過(guò)的語(yǔ)法。

C語(yǔ)言基本學(xué)習(xí)過(guò)程真的沒(méi)有太多好講的，假設(shè)每天學(xué)習(xí)兩小時(shí)，每周學(xué)習(xí)5天，只要?jiǎng)邮侄鄬?xiě)例子，把例子保存好隨時(shí)翻看，那么C語(yǔ)言的語(yǔ)法基礎(chǔ)很快就能全部過(guò)完一遍，估計(jì)半個(gè)學(xué)期的時(shí)間就能看完。難點(diǎn)可能是在指針的使用，這需要多看資料、多畫(huà)圖、多寫(xiě)代碼嘗試，給自己點(diǎn)時(shí)間強(qiáng)行突破即可。

但是問(wèn)題也在這里，由于宏和指針的存在，萬(wàn)事皆有可能。很多經(jīng)典的C代碼，真的是沒(méi)見(jiàn)過(guò)之前根本不知道還能這么用，舉個(gè)入門(mén)級(jí)的例子，Linux內(nèi)核中的一個(gè)通用鏈表：

// 定義鏈表節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)struct list_head{struct list_head *next, *prev;};// 創(chuàng)建鏈表#define LIST_HEAD_INIT(name) { &(name), &(name) }#define LIST_HEAD(name) struct list_head name = LIST_HEAD_INIT(name)// 判斷鏈表是否為空static inline int list_empty(const struct list_head *head){return head->next == head;}// 運(yùn)行時(shí)初始化鏈表#define INIT_LIST_HEAD(ptr) do { (ptr)->next = (ptr); (ptr)->prev = (ptr); } while (0)// 我自己寫(xiě)的測(cè)試函數(shù)，方便讀者閱讀：int main(){LIST_HEAD(my_list_head);printf("列表是否為空 %d ", list_empty(&my_list_head));return 0;}

C語(yǔ)言寫(xiě)的經(jīng)典代碼經(jīng)常會(huì)用這種“過(guò)度簡(jiǎn)潔”的語(yǔ)法，初學(xué)之后會(huì)看得云里霧里的。如果你能看懂，又會(huì)有一個(gè)更大的問(wèn)題——這個(gè)list_head結(jié)構(gòu)體里面，沒(méi)有數(shù)據(jù)。自定義數(shù)據(jù)應(yīng)該放在哪呢？這又需要深一步研究了。

稍微高深點(diǎn)的比如任意動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的源碼，比如Lua的源碼，對(duì)于剛學(xué)懂了C語(yǔ)言的同學(xué)來(lái)說(shuō)，真是每個(gè)字都懂，連在一起就不認(rèn)識(shí)的感覺(jué)。還有一些經(jīng)典算法，比如Subversion的源碼，都很值得深入分析，只要理解一個(gè)模塊，就會(huì)收獲巨大。具體的例子這本書(shū)里提到好幾個(gè)：

賞析一下書(shū)中前幾個(gè)問(wèn)題：

第1章 正則表達(dá)式匹配器

第2章 Subversion中的增量編輯器：像本體一樣的接口

第3章 我編寫(xiě)過(guò)的最漂亮代碼

第4章 查找

可能是知識(shí)結(jié)構(gòu)不足，本書(shū)后面的例子我讀起來(lái)有點(diǎn)不清晰。對(duì)C語(yǔ)言學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，前幾個(gè)例子非常值得一讀，可以迅速意識(shí)到自己的不足并迅速成長(zhǎng)。本書(shū)建議先找電子版試讀。

關(guān)于C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境：

1、Windows平臺(tái)，請(qǐng)使用Dev-C++。不要用Visual Studio，對(duì)C語(yǔ)言支持不完整。

2、安裝Linux虛擬機(jī)，桌面版本的，比如Ubuntu，現(xiàn)在貌似“深度Linux”挺火，沒(méi)試過(guò)。

關(guān)于進(jìn)階

C語(yǔ)言的進(jìn)階會(huì)遇到兩個(gè)主要問(wèn)題：

1、明白基礎(chǔ)以后，缺少大量練習(xí)。而大量練習(xí)本身會(huì)非常費(fèi)時(shí)間，因?yàn)樵陬櫦罢Z(yǔ)法的同時(shí)要顧及邏輯問(wèn)題，捉襟見(jiàn)肘。這時(shí)候的初學(xué)者，邏輯抽象能力和語(yǔ)法使用都是半吊子，非常難受。

2、閱讀代碼方面，C語(yǔ)言的成熟工程代碼一般會(huì)比較冗長(zhǎng)，函數(shù)中間夾雜著很多宏和指針操作，我閱讀的感覺(jué)是讀后面忘前面，非常難入手。如果不明白某個(gè)函數(shù)的功能，強(qiáng)行將其讀懂非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易放棄。

這樣一來(lái)，學(xué)完基本知識(shí)之后的進(jìn)階之路真的非常陡峭。

我個(gè)人大膽給出C語(yǔ)言進(jìn)階的一個(gè)相對(duì)緩和的路線：

1、實(shí)現(xiàn)鏈表、可變長(zhǎng)數(shù)組、哈希表等基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)方便的string結(jié)構(gòu)體。然后大膽的用在自己寫(xiě)的程序中。不要怕寫(xiě)的有BUG，也不要怕效率不高?，F(xiàn)代編程中容器是非常關(guān)鍵的武器，沒(méi)有容器寸步難行。而編寫(xiě)容器時(shí)會(huì)練到封裝、指針、內(nèi)存分配，都是C語(yǔ)言進(jìn)階時(shí)極其重要的方面。

2、如果工作學(xué)習(xí)中用到C語(yǔ)言就再好不過(guò)，比如現(xiàn)在很多本科、碩士畢業(yè)論文都要用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，那么這時(shí)候抓住機(jī)會(huì)多練練，是最好的。

3、嘗試ACM競(jìng)賽題，ACM競(jìng)賽和OnLineJudge平臺(tái)。類(lèi)似有很多，北大、北郵這種大學(xué)都有類(lèi)似的網(wǎng)站，上面不僅有題目，還有算法、有答案、有提示，還能直接在網(wǎng)頁(yè)上做題。刷題可以獲得及時(shí)反饋，一旦你AC了3道題，那種成就感可以讓你繼續(xù)下去，哈哈。不過(guò)除非你興趣就是算法本身，那么刷30道題基本就可以了，畢竟這種刷題會(huì)猛烈地提高算法能力，但是對(duì)架構(gòu)能力的提升幾乎沒(méi)有任何作用，對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)不建議刷太多。

4、非常重要的私貨：如果除了做練習(xí)題以外沒(méi)有練習(xí)機(jī)會(huì)，那么請(qǐng)把C語(yǔ)言放一下，快速學(xué)習(xí)Python（首選）、Lua（次選）、JavaScript（或TypeScript更好）等能夠立即實(shí)現(xiàn)功能效果的語(yǔ)言。學(xué)習(xí)好的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言有兩方面好處：

第一：表層來(lái)說(shuō)，能迅速提高邏輯代碼的編寫(xiě)能力。用C語(yǔ)言構(gòu)思半天才能寫(xiě)一點(diǎn)的功能，用動(dòng)態(tài)語(yǔ)言會(huì)快速的多，動(dòng)態(tài)語(yǔ)言將我們從內(nèi)存分配、容器等基本問(wèn)題中解脫出來(lái)，直接實(shí)現(xiàn)我們想要的效果。用動(dòng)態(tài)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)之后，可以用C語(yǔ)言仿寫(xiě)這些邏輯代碼，相當(dāng)于按圖索驥，直達(dá)目的。

第二：深層來(lái)說(shuō)，較高級(jí)的語(yǔ)言對(duì)底層的語(yǔ)言編寫(xiě)有強(qiáng)烈的指導(dǎo)意義。我個(gè)人在工作中使用C++用了很長(zhǎng)時(shí)間，但是總感覺(jué)遇到瓶頸無(wú)法突破。直到我學(xué)習(xí)了Python，寫(xiě)了一兩個(gè)比較復(fù)雜的工具，從另一個(gè)角度突破了邏輯設(shè)計(jì)的屏障，才感覺(jué)到編程水平有了明顯提高。

第三：在掌握了Lua或Python后，再找資料一邊學(xué)習(xí)一邊看Lua和Python的C源碼，對(duì)提高C語(yǔ)言水平有實(shí)質(zhì)性的幫助。

這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例題：一個(gè)文件中有很多對(duì)ID和字段，這些ID和字段對(duì)分別代表另一個(gè)文件。而另一個(gè)文件內(nèi)容可能會(huì)鏈接到更深一級(jí)的文件。怎樣讀取這些文件組成一棵樹(shù)呢？

這個(gè)問(wèn)題對(duì)能力達(dá)到一定水平的人是基礎(chǔ)問(wèn)題，而對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)門(mén)檻。這種問(wèn)題我的建議是用Python或Lua的表、字典來(lái)解決，然后理清思路之后，改寫(xiě)為C代碼。

總結(jié)

寫(xiě)了很多，感覺(jué)再寫(xiě)下去個(gè)人私貨就太多了，并不客觀?？傊瓹語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是知識(shí)點(diǎn)少、難點(diǎn)多。上面針對(duì)初學(xué)提供了一些建議，進(jìn)階方面寫(xiě)了很多個(gè)人的心得體會(huì)，希望能給學(xué)習(xí)C語(yǔ)言的初學(xué)者和進(jìn)階者提供一些幫助。如何學(xué)習(xí)C語(yǔ)言這是個(gè)挺重要的大問(wèn)題，讀者若有意見(jiàn)和建議，可以討論交流，有問(wèn)題我可以修正。