C语言与程序设计学习

C语言恐怕是中国大中专院校每个理工科学生必学的课程，甚至就连高中的课程也添加了这一选修课程。有些人说学习C语言挺简单的，但更多的人却觉得C语言是个很难掌握的程序设计语言。笔者书写本文，主要是想将自己学习C语言过程中的体会分享给大家，同时也说说自己走过的弯路让大家绕过这些坑。本文针对的读者是C语言的初学者，所以高手们可以直接跳过本文了。对于本文中错误的，请大家多多包含。

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一、理清C语言与程序设计之间的关系

很多人觉得C语言不好掌握，就觉得程序设计很难。
C语言如同是我们写字用的毛笔，初期使用毛笔固然有些困难，但我们并不是只能使用毛笔来写字。除了毛笔，我们还可以选择铅笔、钢笔。如果C语言给我们的程序设计带来了一些困难，我们也可以选择其他的优秀的设计语言。C语言仅仅是程序设计过程中用到的一个工具而已，我们不能因工具难以掌握而放弃设计程序。
程序设计如同是写文章，我们只要将我们的想法用程序设计语言表述出来就可以了。刚开始设计程序的时候，我们可能把代码写得丑陋不堪甚至错误百出。但通过长时间的实践，我们也可以编写出优美的代码。我们应该从心理上克服恐惧心理，但就算有恐惧心理也不要太担心，因为你所经历也是那些高手们必定经历过的。

二、选择几本优秀的教材

市面上的C语言程序设计教材种类繁多，但也是良莠不齐。这些教材从作者的角度可以分为三类：一是国内教授编写的教材，代表作就是大名鼎鼎的谭浩强版的《C语言程序设计》；二是民间人才编写的教材，比如刘蕾编写的《21天学通》；三是国外专家编写的教材，比如《C程序设计语言》。从读者程度层面上也可以分为三类：入门、提高和升华。
第一本教材的选择非常重要，因为它很大程度上影响着读者对C语言的理解以及代码风格的形成。并不是有意贬低谭浩强版的《C语言程序设计》，但笔者确实觉得需要提一下。国内大学本科理工科学生都要求人手一本，谭浩强版的书，上课使用的是它，考试内容也是它。按理说，大学教材应该是严谨的，但这本书没有同一的代码风格，里面也有一些错误。笔者在此推荐的教材是Stephen Prata编写的《C Primer Plus》，推荐的主要原因是它对知识点讲解比较细腻，而且比较遵从最新的C语言标准，代码风格也比较同一。当然还有大量优秀教材，大家可以考虑选择。

三、99+1式学习

如果我们已知的知识点只有1个，但要学习99个未知的知识点，这肯定是困难的。但如果我们已知的知识点已经有99个，这个时候我们学习一个未知的知识点，那就非常容易了。同样的，我们在练习的时候，不要一下子就将很多个自己新学的东西体现在代码中。这样编写的代码容易出错，而且就算编译通过了，自己的感悟也不是很深。我们应该搭积木式地编写代码，这样的学习效率最高，感悟也深。比如我们想编写一个计算两数之和的代码，可以按照下面的步骤一步一步来。
首先，我们编写一个helloworld程序，该代码用到了#include指令、main()函数的定义以及printf()标准库函数的调用。同时这个代码也可以验证我们的开发环境是否搭建成功：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello, world!\n");

    return 0;
}

如果这个代码编译成功并且输出正确后，我们可以将其改造成一个较为复杂的代码：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;
    int num3;

    num3 = num1 + num2;
    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, num3);

    return 0;
}

上面的代码新使用了变量的声明以及初始化、变量的赋值，还使用了printf()函数的新用法。我们还可以再改造一下，让它变得更复杂：

#include <stdio.h>

void fun(void);

int main(void)
{
    fun();

    return 0;
}

void fun(void)
{
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;
    int num3;

    num3 = num1 + num2;
    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, num3);
}

这似乎就是两数相加的代码，但总感觉缺点什么。我们继续改造：

#include <stdio.h>

int add(int num1, int num2);

int main(void)
{
    int num1 = 1;
    int num2 = 2;

    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, add(num1, num2));

    return 0;
}

int add(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}

但这貌似也不是我们想要的，再改造一次吧。这样，我们就得到了最终的代码是：

#include <stdio.h>

int add(int num1, int num2);

int main(void)
{
    int num1, num2;

    printf("Input the first num: ");
    scanf("%d", &num1);
    printf("Input the second num: ");
    scanf("%d", &num2);

    printf("%d + %d = %d\n", num1, num2, add(num1, num2));

    return 0;
}

int add(int num1, int num2)
{
    return num1 + num2;
}

最新的代码用到了标准输入、标准输出、函数声明以及定义、函数调用。当然，如果我们熟练之后，完全可以将这些步骤一步走完。不过，对于复杂的知识点，这种方法可以降低学习时的陡峭度。

四、剥离复杂代码找到错误所在

不论是新手还是老手，编写的代码通常都会有些错误，只是多与少差别而已。有时候我们一口气编写出了大段而又复杂的代码，但编译总是不通过。修改代码的时候，我们可以将代码逻辑精简成一个简单模型，去除其他的地方，这样可以找到问题的关键。有的时候，我们甚至可以不管代码之前是如何运行的，在错误代码之前给变量赋值以达到精简代码的目的。总之，调试代码从要害入手直接寻找问题关键。

五、C语言和程序设计的听说读写译

英语中有听说读写译的说法，程序设计中同样存在。
我们阅读书籍，从零学习知识点，这就是听。我们要听那些专家对语言以及程序设计的讲解，他们所说的是他们长时间的理解、经验和见解，这可以让我们少走弯路和错路。我们确实应该选择一本好书，万万不可因为省钱买一本档次较低的书。
虽然我们听了专家的讲解，但我们应该转化为自己的知识。最简单的方法就是说，如果我们自己能够将这些东西用简单明了的话说清楚了，那就说明我们真正搞明白了。
我们要勇于并且善于阅读别人的优秀代码，尤其是开源代码。一本书上这样说道：那些不愿意开源的公司不开放代码，实际上是怕别人看到这些漏洞百出的代码后不再使用这些产品。那些开源的代码，确实是人类一大笔财富。首先，这些开源项目人人都可以得到，不必担心版权的问题。其次，这些代码确实是优秀的代码，这些代码中包含大量的理论方法和技巧。很多新手一看到超过30行的的代码就觉得头疼。我们要勇于踏出这第一步，一句一句的阅读。只要脚踏实地地慢慢阅读源码，相信不久地将来，大家都可以达到“一目十行”的程度。当然，对于新手，我们对自己的要求不要太高。我们可以把目光仅仅停留在对C语言的使用和代码风格的鉴赏。
程序设计最终是要体现在一句句的代码上。再简单的功能，我们如果不亲手写一写，就永远也不会直到真正会遇到什么问题和困难。刚开始写代码时，甚至是helloworld程序我们都要调试修改多次才能编译通过。但随着代码量的积累，我们一定会段时间内写出高质量的代码。
等到学习到一定程度，我们可以反汇编程序文件，得到C代码的汇编代码。我知道，这对新手来说有巨大的困难，学习陡峭度太高，但我们可以从最简单的一句开始慢慢做起。这样做最大的益处是，我们可以知道C语言编译后最终的结果如何，是否真的是我们想要的。而且通过看反汇编代码，我们可以直到计算机内部的运转机制和编译器特性。这对我们编写高性能的代码有非常大的好处。

六、不要在乎不必要的细节

当初笔者的老师总是喜欢提问类似(i++)+(i++)+(++i)+(++i)这种问题，或是运算符比较级与括号的问题。考试的时候，老师也非常喜欢出这种题。这种不是问题的问题，总是困扰着那时候的学生。说它们是不是问题的问题，是因为这些问题完全可以避免，而且可以处理得更优雅。但如果我们非要研究这些问题，那么只能说精神可嘉但不可取，完全是浪费时间。运算符这种东西完全可以查询手册，甚至直接加括号了事。我们应该把宝贵时间用在更重要的事情上。

七、学习C标准

我们阅读的C语言书籍必须遵从C标准，我们使用的编译器也要遵从C标准，我们编写的代码也是要遵从C标准。所以我们应该善于查询C标准，如果遇到某些模糊的问题，最好是查询它。当然，这本手册是英语写的，需要我们多花费一些时间。C标准也是有版本的，从C90到C99，再从C99到最新的C11。这些版本之间的差异，在语言上只是非常细小的细节，变化幅度大的算是标准库了。我们不一定非要学习C11，使用C11中的新特性某些特性也是不错的尝试。因为C99中普及，我们应该尽可能多地掌握C99中语法和标准库函数。