在计算机科学的学习旅程中,C语言作为一门核心课程,几乎成为所有计算机专业学生的必修科目。即便是在那些与计算机技术紧密相关的专业领域,C语言的学习也常常是不可或缺的一部分。由此可见,C语言在计算机科学领域占据着举足轻重的地位!作为计算机编程的入门语言,尽管许多学生在完成一个学期的学习后能够通过考试,但他们往往感觉与学习前并无太大区别,依然无法独立编写程序。这种情况实际上与未学习并无本质差异。那么,关于C语言学习的这些挑战,你了解多少呢?今天,我们将深入探讨这些问题!首先,让我们探究为何C语言被选为计算机专业的入门编程语言:
1、C语言,经久不衰的经典
回顾过去三十年的科技发展历程,众多主流科技媒体发布的编程语言排行榜中,C语言始终稳居前三甲,这一成就令其他编程语言难以企及。C语言在编程界的崇高地位,毋庸置疑,堪称不朽的经典。
2、C语言,编程的基石
C语言不仅是计算机程序设计的基础,更是一种实用的程序设计工具。诸如JAVA、C++等其他编程语言,很多都是由C语言扩展或衍生而来的。几乎所有的高级语言都建立在C语言的基础之上(例如JAVA、C++、C#等)。掌握C语言将为今后的编程学习奠定坚实的基础。即便你未来转向其他编程语言,深厚的C语言功底也会让你受益匪浅。
3、C语言,编程思想的源泉
若不熟悉C语言,理解程序设计的思想将变得十分困难。因为要想真正掌握程序设计,就必须与数据结构打交道。对于初学者而言,如果直接从VB或Java入手,往往难以理解如何构建数组、链表、树、图等结构,这些概念很容易与封装、继承等理念产生冲突。而使用C语言则可以清晰地表达这些结构。只有真正理解了数据结构,才能深入体验程序设计的思想和算法的精髓。
4、C语言,操作系统的核心
C语言是编写底层驱动程序和操作系统的首选语言,许多具有深远影响的软件和程序库最初都是用C语言开发的。如果你希望在编程领域取得长远发展,熟悉操作系统和底层技术是必不可少的,而C语言正是通往这一目标的必经之路。
5、C语言,无所不能
所有包含微处理器的设备都支持C语言,从微芯片到智能手机,C语言技术无处不在。C语言是一个应用领域极为广泛的语言。所有的系统平台都支持C语言,所有的应用程序也都可以由C语言来开发。
尽管C语言作为入门编程语言被许多人认为过于困难,其中指针、回调、递归等概念更是令人望而却步。为什么C语言会让人感到如此难以掌握?根据笔者十几年的从业经验,尝试分析其中的原因。
第一 C语言与硬件紧密相连,特别是与内存管理密切相关,主要源于指针的存在
许多人在面对指针时会感到无所适从,指针既是解决逻辑问题的有力工具,又可能成为问题的根源。一旦指针出现错误,查找问题将变得异常困难,底层语言直接崩溃,而相应的调试工具又相对匮乏,很多时候只能依靠代码来解决。相比之下,高级语言如Java,通过Eclipse等插件,可以更直观地查看内存和性能问题,这是高级语言的优势所在。由于参与C语言开发的人员众多,解决问题的经验和工具也更为丰富。然而,解决内存和性能问题却让许多意志不坚定的人望而却步,选择放弃学习其他语言。
此外,与指针相关的许多概念,如回调函数、指针数组等,在初学阶段都难以理解。这些组合概念往往让初学者感到困惑,这也是对耐心的一种考验。只有坚持去理解、去学习,才能逐渐克服这些困难。实际上,这些都是基本功能的组合,例如回调函数的应用场景,函数的执行时机已经确定,函数内容则需要根据具体场景来定。在Windows编程中,传递句柄时经常使用回调函数。要理解回调函数,还需要了解函数指针的概念,这对于初学者来说简直如同天书。在学习过程中,记住先理解再去考虑如何练习,实践。不要上来就盲目地敲击书本上的练习题目,先理解个大概再去动手也不迟。
指针直接导向的一个问题是内存泄漏,而且如果不是大块的泄漏,解决起来都特别费劲,可能需要运行很长一段时间才能找到。指针的释放位置需要自己仔细记录,否则在查找时将会非常麻烦。
第二 C语言工具相对较少,许多功能的实现都需要自行完成
在许多高级语言中,几句话就能完成的事情,在C语言中可能需要花费很长时间。这是底层语言的一个不足之处,这也决定了C语言更适合在性能要求较高的领域使用,而在应用方面则不太适合。目前来看,在嵌入式领域,C语言的应用较为广泛,特别是在内核驱动和操作系统底层实现方面。而且,这类领域对C语言的要求非常高,不是简单写个普通模块就能完成的。
查找性能问题,基本上靠打印来定位大致方向,采用代码排除的方法去解决。初学者在最初可能没有这种感受,但随着参与实际项目的增多,会逐渐体会到这一点。
第三 C语言由于是面向过程的编程语言,原则上函数和模块之间可以随意调用,如果缺乏框架思想,写出来的代码就是一团糟,非常难以维护
许多初学者在用C语言实现一个功能时,往往将其全部放在一个文件或函数中,代码混乱不堪。如果再结合指针来实现功能,代码简直无法阅读。当然,这是初学者的常见问题。
面向过程的代码可以写得非常混乱,但仍然能够正常运行,然而维护起来却非常困难。C++在这方面做了很多改进和限制,在编译时加大了难度,但在实际执行过程中却显得游刃有余。
基于以上三点,许多初学者在入门阶段就遇到了困难,这本质上是对坚持力度不够的考验。谁都不可能在开始学习时就完全理解,毕竟天才只是少数。学完之后回过头来总结,C语言其实也就涉及十个左右的知识点,理解了也就相对轻松了,后续就是依靠在项目中的不断打磨。
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