C语言
HaoyuTan-程序员之路──C语言
1，程序员之路──为何要学好C语言
学习任何知识，循序渐进总是最好的方式。不幸的是，很多人明知这个道理，却总是想走所谓的捷径。如果你是一个刚刚开始学习编程的中学生，或者你是一个刚刚进入计算机学院的本科生，又或者你是一个决心在计算机领域有所建树的初学者，你一定迫切地想知道，学习计算机技术，究竟应该从哪里下手。
我的建议是：数学、英语、C语言。
数学和英语的重要性已经不需要我来强调，大家也许从幼儿园就开始学习它们了，请时刻把它们放在最重要的位置，无论你是否学习计算机。
为什么C语言如此重要？我们从学习方法开始说起。书本上描述的东西，倘若不经过我们的亲自实践，是难以被彻底消化吸收的。计算机组成原理讲解了浮点数的格式，如果我们能看到并分析内存或寄存器中某个浮点数的表示，那比单纯的纸上谈兵要强一千倍；数据结构与算法似乎很难，如果你能把书上的例子实现出来，然后把习题做完，只需啃完一本好书，你也可以是算法高手；操作系统原理其实不仅仅是原理，只有做一些内核方面的实验才能真正有深刻理解；还有许多新潮的技术，比如JavaEE、PHP、Ajax、.NET等等等等，很多高手学习这些技术只需要很短的时间，不必说，他们肯定是C语言的高手。C语言几乎是一切计算机技术的通用工具，包括计算机的各种基本理论。没有精通C语言的决心，就不要涉足计算机领域。
为什么是C语言而不是C++不是Java不是其它？因为C语言最简单。你需要掌握一个语言工具，但也许并不需要“面向对象”、“模板”、“函数重载”等等一大堆概念。C语言足够低级，非常非常地贴近计算机的底层结构，不会让你迷失在概念的汪洋大海。除了“指针”，C语言没有真正意义上的难点，而“指针”，恰恰是理解计算机底层结构精髓的关键所在。
所以，初学者们不必思考应该学什么，等把C语言精通了，你自己便会知道下一步如何去走。如果你对操作系统内部感兴趣，你便可以试着研究一下Unix的内核，除了C语言，你还需要一些汇编语言和保护模式的知识；如果你对算法感兴趣，那么恭喜你，C语言足够使用了；如果你对Windows编程感兴趣，去看看《Windows程序设计》吧，作者清楚的告诉你“只需要C语言的基础”；如果你对任何其它语言感兴趣，尽管去学吧，不过还是建议先学C++，因为你需要一些“面向对象”的知识。
至于如何学习C语言，应该注意哪些方面，我会在下一篇文章《程序员之路──如何学习C语言》中详细描述。
学习C语言不是一朝一夕的事情，但也不需要花费十年时间才能精通。如何以最小的代价学习并精通C语言是本文的主题。请注意，即使是“最小的代价”，也绝不是什么捷径，而是以最短的时间取得最多的收获，同时也意味着你需要经历艰苦的过程。
所有初学者面临的第一个问题便是：如何选择教材。好的开始是成功的一半，选择一本优秀的教材是事半功倍的关键因素。不幸的是，学校通常会帮你指定一本很差劲的C语言课本；而幸运的是，你还可以再次选择。
大名鼎鼎的谭浩强教授出了一本《C语言程序设计》，据说发行量有超过400万，据我所知，很多学校都会推荐这本书作为C语言课本。虽然本人的名字（谭浩宇）跟教授仅仅一字之差，但我是无比坚定地黑他这本书的。这本书不是写给计算机专业的学生的，而是给那些需要考计算机等级考试的其它专业学生看的。这本书的主要缺点是：例子程序非常不专业，不能教给你程序设计应该掌握的思考方式；程序风格相当地不好，会让你养成乱写代码的恶习；错误太多，曾经有人指出过这本书的上百个错误，其中不乏关键的概念性错误。好了，这本书我也不想说太多了，有兴趣大家可以百度一下：）
Kernighan和Ritchie的《The C Programming Language》（中译名《C程序设计语言》）堪称经典中的经典，不过旧版的很多内容都已过时，和现在的标准C语言相去甚远，大家一定要看最新的版本，否则不如不看。另外，即使是最经典最权威的书，也没有办法面面俱到，所以手边常备一本《C语言参考手册》是十分必要的。《C语言参考手册》就是《C Reference Manual》，是C语言标准的详细描述，包括绝大多数C标准库函数的细节，算得上是最好的标准C语言的工具书。顺便提一句，最新的《C程序设计语言》是根据C89标准修订的，而《C语言参考手册》描述的是C99标准，二者可能会有些出入，建议按照C99标准学习。还有一本《C和指针》，写得也是相当地不错，英文名是《Pointers on C》，特别地强调指针的重要性，算是本书的一个特点吧。不过这本书并不十分适合初学者，如果你曾经学过C语言，有那么一些C语言的基础但又不是很扎实，那么你可以尝试一下这本书。我相信，只要你理解了指针，C语言便不再神秘。
如果你已经啃完了一本C语言教材，想要更进一步，那么有两本书你一定要看。首先是《C Traps and Pitfalls》（中译名《C陷井与缺陷》），很薄的一本小册子，内容非常非常地有趣。要注意一点，这本书是二十多年前写成的，里面提到的很多C语言的缺陷都已被改进，不过能够了解一些历史也不是什么坏事。然后你可以挑战一下《Expert C Programming》（中译名《C专家编程》），书如其名，这本书颇具难度，一旦你仔细读完并能透彻理解，你便可以放心大胆地在简历上写“精通C语言”了。
切记一个原则，不要读自己目前还看不懂的书，那是浪费生命。如果你看不懂，那你一定是缺失了某些必需基础知识。此时，你要仔细分析自己需要补充哪些内容，然后再去书店寻找讲述的这些内容的书籍。把基础知识补充完毕再回头来学习，才会真正的事半功倍。
不同的编程环境会造就出不同思维的程序员。Windows的程序员大多依赖集成开发环境，比如Visual Studio，而Unix程序员更加钟爱Makefile与控制台。显而易见，集成开发环境更容易上手，在Windows上学习C语言，只需要会按几个基本的Visutal C++工具栏按钮就可以开始写Hello, World!了，而在Unix下，你需要一些控制台操作的基本知识。有人也许认为Unix的环境更简洁，但习惯的力量是很大的，大家都很熟悉Windows的基本操作，而为了学习C语言去专门装一个Unix系统，似乎有点不划算。
对于一个只懂得Windows基本操作、连DOS是什么都不知道的新手而言，尽快做一些有趣而有意义的事情才是最重要的。用C语言写一个小程序远比学习ls、cat等命令有趣，况且我们要专注于C语言本身，就不得不暂时忽略一些东西，比如编译链接的过程、Makefile的写法等等等等。
所以我建议初学者应该以Visual C++ 6.0（不是VisualC++ .NET）或者Dev C++作为主要的学习环境，而且千万不要在IDE的使用技巧上过多纠缠，因为今后你一定要转向Unix环境的。Visual C++ 6.0使用很方便，调试也很直观，但其默认的编译器对C标准的支持并不好，而Dev C++使用gcc编译器，对C99的标准都支持良好。使用顺带提一下，很多大学的C语言课程还在使用Turbo C 2.0作为实验环境，这是相当不可取的，原因其一是TC 2.0对C标准几乎没有支持，其二是TC 2.0编译得到的程序是16位的，这对今后理解32位的程序会造成极大的困扰（当然,用djgpp之类的东西可以使TC 2.0编译出32位程序，不过那过于复杂了）。
等你学完一本C语言的教材，你一定要转向Unix平台继续学习，几乎所有的C语言高级教程都是基于Unix平台的（比如《C专家编程》）。转变的过程是痛苦的，你需要面对的是各种纷繁复杂的命令，完全不同于Windows平台的思考方式，但是这种痛苦是值得的。Unix与C是共生的，Unix的思考方式和习惯更加符合C语言的思考方式和习惯。在Unix下，你可以找到无数优秀的源代码供你尽情阅读，你可以方便地查看某个库函数的联机手册，还可以看到最优秀的代码风格（说到代码风格，我会专门写一篇文章详细叙述）。
归结起来就是一句话：初学C语言，建议使用Windows系统和集成开发环境，在准备向“高手”方向努力时，请先转向Unix平台。
书已选定，环境配置完成，正所谓万事俱备，只欠你自己的努力了。请从书的前言开始，仔细地阅读手头的教材，很多人看书喜欢直接从第一章开始看，这是错误的做法。前言是作者对整本书的大体介绍，作者一般会告诉你需要什么基础才能够顺利阅读本书，这可以帮助你检验自己的基础知识是否已经具备。看完前言，还要浏览一下目录，了解一下书的整体结构，顺便给自己安排一下学习计划。
学习C语言，必需注意每一个细节，书上的例子代码一定要自己亲自敲一遍，编译执行输出都跟书上说的一致才能算是学完了一个例子，如果不一致，就要仔细找原因。出了书本上有的例子，自己还要“创造”一些例子，比如学习运算符优先级的时候，可以写几个相同的表达式，在不同的位置加上括号，看看有哪些不同的行为，比如*p++和(*p)++，又比如a = b == c、(a = b) == c和a = (b == c)等等。自己抄的书上的例子以及改造之后的例子，还有自己“创造”的例子，都应该仔细地归类保存，并且要在源代码中写上简短的注释，阐述这个例子的意图。
例子之后就是习题了，我建议初学者把所有的习题都独立做一遍，然后对照答案的代码，看看自己的代码有那些不足，再试着修改自己的代码。很多人不重视习题，这是极大的错误，因为作者通常会在习题中说明一些重要的道理，而不是单纯地检验前面的知识。
也许你认为这样学习太慢，其实不然。学得细致就不用走回头路，等你学到后面才发现自己前面没搞清楚，那才是真的得不偿失。一般说来，整本书读完，你应该完成数千行乃至上万行的代码，无论是原封不动照抄书上的，还是自己心血来潮写就的，都是今后继续学习的一笔财富。以我自己举例，阅读《Windows核心编程》时（我只阅读了3/4的内容），除了抄书上的代码，还自己写了很多例子，一共有5574行（用unix下的wc工具统计），时隔多日，我早已记不清Windows的系统编程了，但只要花几分钟翻出以前的代码看看，便会重新了然于胸。所谓好记性不如烂笔头，就是这个道理。
仔细读书、认真抄写源代码、独立完成习题外加更进一步的实验，最后将所有的代码留下，成为自己的经验和财富，绝对的辛苦，也绝对的事半功倍。当然，这种方式只适合学习需要精通的技术，如果不是学习C语言，你还要具体情况具体分析。
写到最后，还有非常非常重要的一点没有提及──代码风格，从最开始学习就必须强迫自己模仿最优秀的代码风格。因为代码风格太重要内容也太多，我会用专门的一篇文章来详细讨论，请大家关注《程序员之路──关于代码风格》。
3，程序员之路──关于代码风格
优秀的代码风格如同一身得体的打扮，能够给人以良好的印象。初学程序设计，首先必须建立良好的编程习惯，这其中就包括代码风格。本文就代码风格中的几个重点问题进行了讨论，并在文后给出了一份优秀的代码作为风格模板。代码风格不必花费太多专门的时间研究，在使用中不断模仿模板代码，轻轻松松就能写出“专业的代码”。
一、80字符，代码行极限
无论时空怎么转变，世界怎样改变，一行80字符应始终铭记心间。古老的Unix终端以80列的格式显示文本，为了让源代码与手册具有最佳的可读性，Unix系统始终坚持着80列的传统。80列不多不少，足够写出一行有意义的代码，同时也足够显示在终端屏幕，足够打印在A4纸上。虽然时至今日，我们的屏幕分辨率早已足够高，一行能够显示的内容远超超过80字符，但我们的优秀传统已经形成──几乎所有的Unix/Linux内核源代码以及联机用户手册都严格地遵守着80列极限。如果你正好在使用Windows平台下的Dev C++，你是否有注意到代码编辑框里那条细细的灰色竖线？不错，那正是代码行极限。除了HTML、XML等冗长繁复的标记式语言，几乎所有的语言都需要严格遵守代码行极限，这包括C、C++、Java、C#、Python、PHP等等。不过有时，比如当PHP跟HTML打交道的时候，这个限制是可以暂时放松的。过长的代码行总是不好的，好的代码要始终保持苗条的身材。
二、Tab还是Space，众说纷纭的缩进方式
代码离不开缩进，关于缩进主要有两个争论，一个是该用空格（Space）还是用制表符（Tab），另外一个是该用4格缩进还是8格缩进甚至都不是。
先来谈谈Space与Tab的问题。坚持用Space的程序员会告诉你，如果你从来都不用Tab，那么你的代码放到所有的地方看都是一样的。没错，这是用Space缩进的优点，可惜的是，这是它唯一的优点。代码层次越多，内层代码最前面的缩进便越多，这意味着你需要敲很多很多次空格。即使你能忍受不厌其烦地按空格键直到它坏掉，你也一定会被IDE总是自作聪明地插入一些Tab字符的行为烦恼不已。建议总是使用Tab缩进，因为几乎所有的代码（不仅仅是C代码）都在使用Tab缩进。
Tab到底是4格还是8格？这是Tab缩进会被某些人诟病的根源。当你写程序时使用的Tab大小与别人读程序时使用的Tab大小不同时，再漂亮的排版也会变得杂乱无章。标准的Tab是8格的，而不幸的是，几乎所有的Windows平台下的IDE，包括Visual Studio、Dev C++，甚至跨平台的Eclipse等，都默认使用4格Tab。我使用的FreeBSD系统的所有的内核源代码都采用8格缩进，所以我一直坚持使用8格缩进。也许你不习惯太大的间距，如果不是在Unix平台下，或者不是C语言，那就采用4格Tab吧。如果你在Unix下编写C代码，使用8格的标准Tab是更好的习惯。
三、折行原则，容易被忽略的角落
既然有代码行极限，很多情况下我们不得不断开一个完整的代码行，这就带来了一个问题：折行后应该如何缩进？好的做法是，第一次折行后，在原来缩进的基础上增加1/2的Tab大小的空格，之后的折行全部对齐第二行。可能这样的文字描述过于晦涩了，还是举个例子罢（以8格缩进为例）：
if (value > a && value > b && value > c && value < d && value < e && value < f
value < h && value < h) { /* 注意折行后的缩进 */
value = value + 1;
value = value * value * value * value * value * value * value * value
* value * value + value * value * value * value * value * value
* value * value; /* 注意再次折行后的缩进 */
}
显然这个段代码没有任何实际用处，只是为了说明折行缩进而编造的。
四、无处不在的空格，无处不在的空行
需要空格的位置有：
1）if、while、switch等关键字与之后的左括号(之间。
2）左花括号{之前。
3）双目运算符两侧，例如p == NULL。
4）逗号,与分号;之后，例如for (i = 0; i < 10; i++)。
不要空格的位置有：
1）函数名与之后的左括号(，包括带参数的宏与之后的左括号(，例如max(a, b)。
2）分号;与冒号:之前。
3）左括号(右边，右括号)左边，例如if (p == NULL)。
需要空行的位置有：
1）函数的定义之前、函数的定义之后
2）一组联系紧密的代码段之前和之后
这些规则并不完全，当你碰到上面没有列举出来的情况时，请参考本文提供的模板代码。
五、左花括号的争议──换行乎？不换乎？
这又是一个仁者见仁智者见智的问题了。从使代码更清晰的角度看，作为代码段开头标识的左花括号{应该另起一行：
if (p == NULL)
{
printf("error!/n");
exit(0);
}
可是，这看起来实在不够紧凑，所以大部分的C代码（至少Unix上如此）都采用了这样的方式：
if (p == NULL) {
printf("error!/n");
exit(0);
}
我的建议是采用后者，这会使你的代码显得更加紧凑，也更加专业。需要说明一个特例，在定义函数时，我们总是要给左花括号{换行：
static int
maxint(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
六、坚持美观、灵活对待
代码风格远远不止上面提到的五点，事实上，很多公司都有规定的代码风格，包括命名规则、缩进规则等。如果你在一个开发团队中，应该始终以团队的标准为主，而如果你只是在学习C语言并试着形成自己的代码风格，我将在这里给一份最专业的源代码供你参考。你的任何疑问，在这份代码里一定可以找到答案：Code Style（注意查看时将Tab设置为8格）。这份代码来自优秀的FreeBSD操作系统内核源代码（版本6.2），你一定不会置疑它的权威性。更多内容请参考FreeBSD内核代码编写规范，你也许需要一些耐心才能读完这篇英文文档。