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文最初發布于 Level Up Coding 博客。
通常，程序員在他們的編程生涯中會使用多種編程語言。然而，我們也看到，有些程序員一直在使用同一種編程語言。例如，我們經常遇到有幾十年經驗的 Java 專家和 C# 專家。但是，學習多種語言會使你在軟件開發生涯中更加自信和嫻熟。例如，如果你掌握了 Go 語言，你就會了解幾個令人印象深刻的語言設計概念，提高自己的通用編程技能。
學習 Python 也很好，因為我們可以用 Python 知識來編寫任何自動化腳本，而且很有成效。學習一種新的編程語言無疑會給我們帶來獨特的經驗和新的技術專長。與其他流行的編程語言相比，C++ 語言能帶給我們許多好處。與其他現代語言不同，學習 C++ 確實不容易，很費時間。因此，現在大多數程序員都跳過了 C++ 的學習，并且更喜歡那些提供更抽象的開發環境的現代語言。
我將解釋一下，為什么學習 C++ 是所有努力成為編程專家的程序員的必修課。
每一個技術上合理的軟件程序背后，都可以找出幾個核心的計算機科學理論。例如，Git 程序使用了圖論、散列和許多基本的計算機科學算法。例如，以下是 Git 代碼庫中的合并排序實現：
Git 中的合并排序實現，作者截圖
如今，每個商業實體通常都會向云計算生態系統發展，并努力實現業務流程的自動化。因此，現在大多數程序員通過編程解決商業問題，而不是與計算機科學相關的問題。
但是，即使是從事面向商業的軟件開發項目，他們也經常要運用計算機科學理論來編寫更好的代碼，使軟件更有效率。因此，對每個程序員來說，計算機科學理論知識都是必不可少的。
毫無疑問，C++ 是一種高級語言，它提供了比 C 語言更高級、對人更友好的抽象。但是，C++ 鼓勵人們像 C 語言一樣使用指針和手動管理內存。另外，C++ 標準庫的設計注重計算機科學概念、性能和靈活性，而不是僅僅注重開發的便利性。因此，當你學習 C++ 時，會無意中學習到計算機科學的基礎知識。
大多數現代編程語言專注于用類似偽代碼的語法來隱藏底層技術細節，而在性能、輕量化和靈活性方面考慮不多。但是，C++ 仍然可以生成輕量級的二進制文件，是編寫性能優先的軟件系統的最佳選擇。
像 Golang 這樣符合現代潮流的編程語言，通過提供類似 C 語言的最小語法和自動內存管理（通過垃圾收集）與 C++ 競爭。但是，Go 會生成很大的二進制文件，所以它不適合于輕量級的場景。這就是為什么大多數程序員使用 Go 來構建高性能的云工具，因為對云環境來說，二進制文件的大小并不是問題。在高性能、輕量級的軟件開發方面，程序員仍然喜歡用 C++ 而不是 Go。
Go 通常是靜態鏈接標準庫實現，當我們導入 fmt 時，它會將一個 1.2MB 的 Go 最小二進制文件增加到 1.8MB。C++ 通常是動態鏈接，當我們包含 iostream 時，它會將一個 16.5KB 的最小二進制文件增加到 17.3KB。在 GNU/Linux 平臺上，Go 二進制文件大小增加了 50%，而 C++ 二進制文件大小增加了不到 5%。
上述簡單的實驗證明，C++ 更適合于高性能、輕量級的軟件開發。C++ 是一種復雜的全加載語言，但通過選擇自己偏好的特性，你仍然可以編寫出最小的代碼。下面這篇文章將幫助你練習用任何編程語言編寫最小的代碼：幫助你編出更好代碼的 5 個編程原則。
語言程序員根據自己的喜好學習各種編程語言。有些程序員在開始從事企業級軟件開發項目時學習編程語言。同時，有些程序員傾向于把學習編程語言作為一種業余愛好。有些語言很容易掌握，有些則需要不斷的試驗來獲得進一步的經驗。
由于復雜的語法（C++ 有 60 個關鍵詞）、多功能的標準庫、面向硬件的開發環境以及鮮為人知的最佳實踐，C++ 需要更多的時間來獲得專業工作經驗。C++ 是一種多范式、多功能的編程語言。換句話說，你可以在用 C++ 編寫代碼時制定自己的編程風格和最佳實踐。
學習 C++ 標準庫和開發模式需要扎實的計算機科學知識和技術能力。因此，當你精通 C++ 時，學習一門新語言就是小菜一碟。
每個操作系統都為開發者提供了一個可編程接口，用于處理操作系統級的操作，如進程管理、文件處理、GUI 渲染和網絡請求處理（通過套接字）。所有這些 API 都暴露了基于 C/C++ 的接口，因為每個操作系統都是用 C/C++ 編寫的。
GNU/Linux 系統以 C 語言頭文件的形式提供 Unix 風格的 API 和 GTK GUI 庫。MacOS 也提供 Objective-C 接口，我們可以通過 Apple Clang LLVM 編譯器來使用。因此，我們可以用 C++ 直接訪問任何操作系統級的 API，因為 C++ 是 C 的超集，而且蘋果編譯器允許開發者混合使用 C++ 和 Objective-C。例如，請看 Electron 如何在 C++ 源文件中使用 GTK C 頭文件：
Electron 中的文件選擇對話框源代碼，作者截圖
另一方面，其他所有的編程語言都需要特定語言的綁定來訪問操作系統的 API。由于這個原因，幾乎所有的操作系統級框架都是用 C++ 編寫的。看看下面這些基于 C++ 的框架：
另外，像 Chromium、Firefox、Tensorflow、LLVM 和 V8 這樣的大型軟件項目也使用 C++ 作為主要的開發語言。
程序員不僅按照規范編寫代碼，他們還設計軟件系統及組織項目結構。設計階段在軟件開發中非常重要，因為它為整個軟件系統奠定了基礎。我們經常要在設計階段和開發階段做出技術決策。
C++ 是一種復雜的語言——你有許多方法來解決同一個編程問題。另外，C++ 被設計成一門速度很快的語言，但讓程序員可以充分控制程序的執行，按照自己的意愿優化代碼。因此，你需要謹慎地作出技術決策，根據自己的偏好，為自己的需求選擇最佳的 C++ 特性。
C++ 是一種多范式語言，盡管大家都知道它是一種基于 OOP 的語言。一些程序員使用 C++ 編程時會采用傳統的 OOP 范式。同時，有些程序員使用 C++ 編程時會采用過程以及函數編程范式。有時，我們經常不得不避免使用一些 C++ 特性，以便簡化我們的源代碼。例如，谷歌的 C++ 風格指南建議不要使用 C++ 異常。所有這些情況都能提高我們的技術決策能力。
我們已經討論了在編程生涯中學習 C++ 的好處。目前有二十多種穩定的、功能齊全的、流行的編程語言。沒有一種編程語言被稱為“最好的編程語言”——每一種編程語言都在特定領域有著良好的表現。因此，學習五種自己喜歡的、精心挑選的編程語言，并稱它們為“我最好的編程語言”，是一個明智的決定。
如果你仔細挑選五種編程語言，從各方面進行考慮——毫無疑問，C/C++ 也會在你的名單上。我在這篇文章里介紹了我最喜歡的編程語言：每位開發人員都應該學習的 5 種編程語言。
學習 C++ 而不學習 C，就像學習 React.js 應用開發而不試驗原生 JavaScript 和 DOM 一樣——所以，先學習 C，然后進一步學習 C++，可以為你的編程生涯帶來上面所有的好處。
感謝您的閱讀。
查看英文原文：
https://levelup.gitconnected.com/why-every-programmer-should-learn-c-during-their-careers-959e1bc2ea68
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計更新
第一部分：早期編程語言
1.1布爾代數和機器語言
1.2匯編語言的出現和發展
1.3高級語言的興起
第二部分：主流編程語言
1.1 C語言的誕生及其影響
1.2 C++語言的發展和應用
1.3 Java語言的出現和發展
1.4 Python語言的興起和特點
1.5 JavaScript語言的發展和應用
第三部分：新興編程語言
1.1 Ruby語言的發展和應用
1.2 Go語言的設計和特點
1.3 Rust語言的出現和特點
1.4 Swift語言的應用和影響
第四部分：未來編程語言
1.1 新興編程語言的趨勢和發展
1.2 人工智能編程語言的興起
1.3 量子計算編程語言的應用和前景
C語言的誕生及其影響
C語言是一種高級計算機編程語言，它的誕生和發展對計算機科學和軟件工程領域產生了深遠的影響。本文將詳細介紹C語言的誕生及其影響，包括C語言的歷史背景、設計思想、語法特點、應用領域等方面。
一、C語言的歷史背景
C語言的誕生可以追溯到20世紀60年代末期，當時AT&T貝爾實驗室的計算機科學家Dennis Ritchie和Ken Thompson正在研究一種新的操作系統——UNIX。為了更好地管理和維護UNIX系統，他們需要一種高級編程語言，這就促使了C語言的誕生。
1969年，Ritchie和Thompson開始研發C語言，最初的版本名為“B語言”，但是由于B語言的效率和可靠性不夠高，后來他們又在B語言的基礎上進行改進，最終于1972年發布了第一個正式版本的C語言。
二、C語言的設計思想
C語言的設計思想可以歸納為以下幾點：
1. 簡潔高效：C語言的語法簡單明了，代碼量較少，運行效率高，可以快速開發高性能的應用程序。
2. 系統級編程：C語言可以直接操作計算機的硬件資源，如內存、I/O設備等，適合編寫操作系統、驅動程序等底層軟件。
3. 可移植性：C語言的標準庫提供了一套跨平臺的API接口，使得程序能夠在不同的操作系統和硬件平臺上運行。
4. 面向過程：C語言是一種面向過程的編程語言，強調函數的模塊化設計，適合編寫大型程序。
三、C語言的語法特點
C語言的語法特點主要包括以下幾個方面：
1. 數據類型：C語言提供了基本的數據類型，如整數、浮點數、字符等，同時還可以通過結構體、聯合體等方式定義復雜數據類型。
2. 運算符：C語言支持多種運算符，如算術運算符、關系運算符、邏輯運算符等，可以方便地進行數值計算和邏輯判斷。
3. 控制語句：C語言提供了多種控制語句，如if語句、for語句、while語句等，可以實現程序的流程控制和循環執行。
4. 函數：C語言中函數是一種重要的程序模塊，可以將程序分成多個函數，提高代碼的可讀性和可維護性。
5. 指針：C語言中的指針是一種強大的工具，可以直接訪問內存中的數據，可以用于數組、結構體等復雜數據類型的處理。
四、C語言的應用領域
由于C語言具有高效、可移植、靈活等特點，因此在計算機科學和軟件工程領域得到了廣泛的應用。
1. 操作系統：C語言是編寫操作系統的重要工具，如UNIX、Linux等操作系統的內核就是用C語言編寫的。
2. 嵌入式系統：C語言適合編寫嵌入式系統的軟件，如單片機控制程序、RTOS等。
3. 數據庫系統：C語言可以用于編寫數據庫系統的底層存儲引擎，如MySQL的存儲引擎就是用C語言編寫的。
4. 編譯器和解釋器：C語言是編寫編譯器和解釋器的常用語言，如GCC編譯器就是用C語言編寫的。
5. 游戲開發：C語言可以用于游戲開發，如經典的Doom和Quake游戲就是用C語言編寫的。
6. 網絡編程：C語言可以用于編寫網絡應用程序，如Web服務器、郵件服務器等。
7. 科學計算：C語言可以用于編寫科學計算軟件，如Matlab、R等。
總之，C語言的應用領域非常廣泛，幾乎涵蓋了計算機科學和軟件工程領域的所有方面。
五、C語言的影響
C語言的誕生和發展對計算機科學和軟件工程領域產生了深遠的影響，主要體現在以下幾個方面：
1. 促進了計算機科學的發展：C語言的誕生和發展推動了計算機科學的進一步發展，尤其是操作系統、編譯器、解釋器等領域的發展。
2. 提高了程序設計的效率：C語言的簡潔高效、面向過程的特點，使得程序員能夠更加高效地編寫程序，提高了程序設計的效率。
3. 促進了軟件工程的發展：C語言的可移植性、模塊化設計等特點，促進了軟件工程的發展，使得軟件開發更加規范化和可控。
4. 影響了其他編程語言的設計：C語言的設計思想和語法特點對其他編程語言的設計產生了影響，如C++、Java、Python等編程語言都受到了C語言的影響。
總之，C語言的誕生和發展對計算機科學和軟件工程領域產生了深遠的影響，推動了計算機技術的進步和發展。
六、總結
C語言作為一種高級計算機編程語言，具有簡潔高效、系統級編程、可移植性、面向過程等特點，在計算機科學和軟件工程領域得到了廣泛的應用。C語言的誕生和發展推動了計算機科學和軟件工程的發展，對其他編程語言的設計產生了影響，為計算機技術的進步和發展做出了重要的貢獻。
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C語言探秘：原理與實踐
## 引言
C語言作為一種廣泛應用的編程語言，深入理解其原理與實踐對于程序員至關重要。本文將探討C語言的基本原理以及如何將這些原理應用到實際編程中。
## C語言的基本原理
C語言是一種結構化編程語言，具有高效的性能和靈活的表達能力。其基本原理包括數據類型、變量、運算符、控制流等。在深入學習C語言時，我們需要理解這些基本原理，并掌握它們的使用方法。
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### 數據類型
C語言提供了多種數據類型，包括整型、浮點型、字符型等。不同的數據類型在內存中占用的空間大小不同，因此在編程時需要根據需求選擇合適的數據類型。
### 變量
變量是存儲數據的載體，可以通過變量名來訪問內存中的數據。在C語言中，變量需要先聲明后使用，并且可以根據需要進行賦值和修改。
### 運算符
C語言提供了豐富的運算符，包括算術運算符、關系運算符、邏輯運算符等。熟練掌握這些運算符可以幫助我們編寫更加高效和精確的代碼。
### 控制流
控制流用于控制程序的執行順序，包括順序結構、選擇結構和循環結構。通過合理地運用控制流語句，我們可以實現復雜的邏輯功能。
## C語言的實踐應用
除了理解C語言的基本原理外，實踐是提升編程能力的關鍵。在實際編程中，我們可以通過解決問題、編寫算法和開發應用程序來應用C語言的知識。
### 問題解決
通過解決各種問題，我們可以鍛煉自己的邏輯思維能力和編程技巧。C語言是一個強大的工具，可以幫助我們解決各種實際和抽象的問題。
### 算法編寫
算法是程序的靈魂，是解決問題的關鍵。在C語言中，我們可以實現各種經典算法，如排序算法、搜索算法等，從而提升自己的算法設計和實現能力。
### 應用開發
C語言可以用于開發各種類型的應用程序，包括系統工具、游戲、網絡應用等。通過實際開發項目，我們可以將理論知識轉化為實際能力，并提升自己的編程水平。
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## 結論
C語言作為一種經典的編程語言，其原理與實踐密不可分。通過深入理解C語言的基本原理，并將這些原理應用到實際編程中，我們可以不斷提升自己的編程技能，實現更加優秀的代碼和應用程序。
以上是關于C語言探秘：原理與實踐的論述，希望能為讀者提供一些啟發和幫助。
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