C语言探索之旅 | 第一部分第一课：什么是编程？

做者 谢恩铭，公众号「程序员联盟」。 转载请注明出处。 原文：www.jianshu.com/p/7f84ae8c7…

内容简介

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1. 开宗明义
2. 什么是编程？
3. 总结
4. 第一部分第二课预告

1. 开宗明义

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不知道为何，一直对 C语言有一种很深厚的“情怀”（相似老罗对锤子手机的那种）。

• 也许由于 C语言是不少前辈谆谆教诲说必定要学一下的一门编程语言；
• 也许由于 C语言自 1972 年诞生以来历经数十年依然独领风骚，位列编程语言排行榜前三；
• 也许由于几乎全部操做系统（Windows、Unix、Linux，macOS，Android、iOS，等），底层都有大量的 C语言代码；
• 也许由于 C语言在嵌入式领域是主要的编程语言；
• 也许由于在诸多编程语言中，C语言的入门是比较难的；
• 也许由于须要 5 到 10 年的时间，你才能说本身精通了 C语言；
• 也许由于学好了 C语言，通常就能轻松入门其余语言。

有太多也许，可是能够确定的是：C语言是一门充满魅力的编程语言。

C语言的发明人，“C语言之父” Dennis Ritchie 在 2011 年去世。很低调，没有太多新闻报道。同年史蒂夫.乔布斯去世，各界报道铺天盖地（固然了，乔布斯也是很伟大的人）。

我想说：应该多记念那些低调付出的人。

Dennis Ritchie 除了 C语言这项伟大发明（Windows、Linux 和 macOS 操做系统，底层几乎都用到了 C语言），还与 Ken Thompson 一块儿研发了 Unix 操做系统（虽然大部分工做是 Ken Thompson 起步的，不事后来 Dennis 用本身发明的 C语言重写了 Unix 操做系统）。

要知道，Unix 操做系统成为了后来闻名中外的 Linux 操做系统的参考对象，Android 手机底层就是用的修改过的 Linux 系统。苹果的 macOS 操做系统底层也是类 Unix 系统。咱们用的 iPhone 和 iPad 等的操做系统，底层大部分也是 C语言编写的。

不为了提升编程水平，光为了感觉大师的风采，光为了探寻一下咱们天天都在接触的这门语言，也要学一下这位了不得的人物的传世杰做：C语言。

在这个系统课程中，我将带你们一块儿探索 C语言的奇妙世界。

2. 什么是编程？

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你也许据说过编程，也许你想要真正明白编程究竟是怎么一回事。

用 C语言编程，是怎么样的呢？用 C语言做为入门编程的第一门语言真的好吗？咱们能用 C语言作任何事吗？

这一课就是为了回答上述可能显得有点愚蠢但实际上很重要的问题。并且借着这些问题，你在学完这一课后会找到你真正想要的答案。

在学同样技术前先了解一下用它能作什么，不是很好么？

咱们从最简单的问题开始：

什么是编程？

编程意味着“编写计算机程序”，这些程序能让你的机器（通常来讲是电脑）作你要它作的事情。

实际上，你的电脑里充满了各样的程序：

• 计算器是一个程序；
• 文本编辑器也是一个程序；
• 你的聊天软件（QQ，微信，等）也是程序；
• 你玩的游戏也是程序。

上图你们可能有点陌生，不过这是我那一辈（80 后）的人很喜欢玩的经典游戏 Metal Slug（《合金弹头》或称《越南战争》），就是一个程序。

简单来讲，在今天的平常生活中，程序随处可见。大到航空母舰、空间站；小到智能手表、iPhone，里面都有各类大大小小的程序。

程序几乎可让你用电脑作任何事情。你能够本身编写一个革命性的加密软件，也能够编写一个 3D 格斗游戏。你的电脑能够为你作任何事（除了泡咖啡之类，不过将来应该能够）。

注意了，我可不是让你们如今就去写一个 3D 格斗游戏，由于那太复杂了，会让你手指抽筋的。咱们的课程会按部就班，一开始是最简单的，可能只是实如今窗口里显示一段文字。

说来讲去，C语言是什么呀？

编程，用什么语言呢？

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你的计算机（computer，也叫“电脑”）真的是一个奇怪的家伙，这样说已经算很给它面子了。咱们给它传递命令，只能输送给它 0 或 1（由于电脑里面有大大小小的数不胜数的晶体管，而它们被用来作“开关”，0 和 1 正好能够用来表示“开启”或“关闭”这两个状态，因此电脑最底层其实都是 0 和 1 这样的二进制码）。打个比方，我要让电脑作加法：

“计算 1 + 2 等于多少”。我实际上输给电脑的是（是我随便写的，我并不记得怎么转换这句话到二进制码）：

01010011101100110011110101
复制代码

正如你看到的，这就是你的电脑所会的语言，被称为“二进制语言”。它也只会这门语言，能够看到这门语言彻底不容易理解。

因此，咱们的第一个真正的问题来了：

怎么才可以用更简单的语言来和电脑对话呢，难道只能用 0 和 1 吗？

你的电脑既不讲中文也不讲英语。然而，即便最疯狂的专家也不会真的要去用二进制码来编写程序，那简直使人难以忍受。

因此，咱们的计算机学者们就想到：先用其余简单一些、便于理解的语言编写程序，以后再把它翻译成电脑的二进制语言。

最不容易的，就是要编写这样一个“翻译”程序。幸好计算机学者们已经把这样的翻译程序写好了，咱们也不必从新作了（着实松了一口气）。因此咱们要作的就是告诉电脑：“我要作加法：1 + 2 等于多少”，这句话会被翻译成电脑的二进制码：

01010011101100110011110101
复制代码

一些术语

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上面我在解释时都是用的简单的词语，但要知道在计算机领域，每样事情都有特定的术语。这个系列课程中咱们都将使用合适的术语。

这样有好处，不只能够显得你比较“高大上”，并且当你有一天要跟另外一个程序员解释一些原理，用专业术语才好。虽然周围的人可能会把你当“火星人”看，但大可没必要理会。

上面咱们说过，咱们不可能用 0 和 1 来编写程序，因此咱们使用“简化的语言”，按专业术语应该被称为“高级语言”。

编程语言有几个等级，等级越高就越接近于咱们人类的语言（好比英语）。高级语言使用方便，可是也有一些缺陷，以后咱们会看到。

下面列举一些高级语言：

• C
• C++
• Java
• Swift
• Python
• JavaScript
• PHP
• Go

固然这里只是列举经常使用的几种，要把全部高级语言列出来那得花很多时间。

除了刚才的高级语言，另外一个咱们要记得的术语是：源代码。所谓源代码，就是你用高级语言写出来的代码。因此你得先写出源代码，而后再把源代码转换成机器能理解的二进制码。

接下来再来学两个术语：编译器和编译。编译器指的是把源代码转为电脑能理解的二进制码的工具。这个转换的过程，称为编译。

对于每一种高级语言，都有对应的不一样编译器。固然，也不难理解，由于每种高级语言自己是不一样的么，咱们不可能用 C语言的编译器去编译 Java 的源代码。

以后咱们还会看到，即便对于一种高级语言（例如 C语言），也存在好几种不一样的编译器，有 Windows 的编译器，GNU 的编译器，等等。这些咱们会在下一课学到。

由编译器编译出来的二进制程序被称为可执行程序。因此对于 Windows 下的可执行程序，都有一个后缀名 .exe（就是 EXEcutable 这个英语单词的前三个字母，表示“可执行的”）。

为何选择学习 C语言

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以前说过，高级语言有不少种。咱们应该在它们之中特别选择一门来做为入门编程的语言么？

这是大问题。

咱们有以下选择：

• 很高级的语言：很是容易使用，能够说适合普罗大众。其中，有 Python，Ruby，等。一般来讲，用这些语言写程序会比较快捷。然而它们常须要一些额外的文件（好比解释器）才能执行。

• 没有那么高级的语言：这类的高级语言（C语言是一种），诚然不容易编写。可是学习这样的语言能够帮助更深入地理解编程的原理和电脑运做的原理。以后你再要学一门新语言会很容易，你彻底能够自学。

此外，C语言很是流行。大量咱们平常使用的软件都是用 C语言编写的。计算机学科也常常用 C语言做为教授编程的语言。

你可能会问，有一个问题我不明白：“C语言和 C++语言有什么区别呢？”

能够说，C语言和 C++ 比较相似，都是使用很是广的语言。为了更好地说明它们分别是如何诞生的，咱们来讲点历史好了：

在电脑重达几吨，大小像一大间屋子那样的时代，计算机领域的前辈们开始发明一门编程语言：Algol。

技术不断进步，他们又发明了一门新的语言：CPL，以后发展成为 BCPL，后来被称为 B语言。

后来，终于发展成了 C语言。

又过了一段时间，人们想要在 C语言上加一些东西（一些改进，若是你非要这么说的话）。这门新语言诞生了，就是 C++，是基于 C语言发明的。C++ 在 C语言的基础上加了很多新的东西，使咱们能够用不一样的方式编程。

注意：这并非说 C++ 比 C 更优秀，只是可让咱们用不一样的方式编程。也不是说 C语言相比就是一门老旧的语言，不，C语言今天仍然很经常使用，它是咱们所用的 Windows，macOS，Linux，Unix 等操做系统的基础，并且在嵌入式领域也是主要的编程语言。

编程艰辛么？

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这个问题可能困扰不少人。是否须要成为有几年研究经验的数学家才能学编程呢？

答案是：毫不。学编程并不须要在数学方面有多大造诣，固然数学好对学编程也是大有裨益的（好比编写 3D 游戏，就须要有一些空间几何知识）。其实最经常使用的也就是四则运算了：加、减、乘、除。

那编程有什么难的呢？

诚然，不是那么可怕。可是可能须要知道电脑工做的机制，为了更好的理解咱们用 C语言作的事。

一个程序员通常有如下特质：

• 耐心：不少时候，你的程序不是第一次就能顺利运行的，要坚持不懈。

• 逻辑意识：不须要有不少数学知识，可是要会思考。对于认为编程垂手可得的人，对不起了。

• 冷静：急躁起来也不能拿榔头敲电脑啊。要让程序运行，可不能这样作。

简单说来，学习编程没有特别须要的技能。一个对数学一窍不通的人也能够成为很好的程序员，关键是要有耐心思考问题。不少人后来都发现本身爱上编程了，变得喜好思考。

3. 总结

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1. 为了实现计算机程序，咱们须要用电脑懂得的语言来编写程序。

2. 有不少种编程语言，咱们能够按等级来分。通常越高级的语言，越容易掌握，可是在最终的程序效能上可能会差一些。

3. 咱们要一块儿来学习的 C语言被认为是高级语言里偏低级的。它是全世界最著名和最经常使用的语言。

4. 源代码是一系列指令，用编程语言编写。

5. 编译器是一个把咱们的源代码转换成二进制码（0 和 1）的程序，转换以后的二进制程序能够被咱们的电脑执行。咱们在 Windows 操做系统里常常遇到的 .exe 文件就是二进制文件，里面可没有源代码。

6. 编程并不须要很高深的数学知识，除非你的程序要调用一些数学公式，好比加密程序。可是，编程须要你有逻辑意识，而且有条不紊。

4. 第一部分第二课预告

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今天的课就到这里，一块儿加油吧！

下一课：C语言探索之旅 | 第一部分第二课：工欲善其事，必先利其器

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我是 谢恩铭，公众号「程序员联盟」运营者，慕课网精英讲师 Oscar 老师，终生学习者。 热爱生活，喜欢游泳，略懂烹饪。 人生格言：「向着标杆直跑」