姓名：于川皓 學(xué)號(hào)：16140210089

轉(zhuǎn)載自：https://www.zhihu.com/people/zheng-jian-2

【嵌牛導(dǎo)讀】：學(xué)習(xí)c需要能給我們帶來(lái)什么？這值得我們思考

【嵌牛鼻子】：編程，c語(yǔ)言既棺，應(yīng)用

【嵌牛提問(wèn)】：學(xué)習(xí)c語(yǔ)言怎樣和生活實(shí)際結(jié)合起來(lái)醋奠？

【嵌牛正文】：

馬里奧碰到花朵就變身鳍寂。

什么是馬里奧搔确？一個(gè)裝著 16 × 32 個(gè)小色塊的長(zhǎng)方形杆烁，其中一些色塊填著顏色陪竿，另一些沒(méi)有禽翼。什么是花？一個(gè) 16 × 16 的正方形族跛。什么是「變身」闰挡？把馬里奧這個(gè)方塊里面代表衣服的褐色變成紅色，代表背帶褲的紅色變成白色礁哄。什么是褐色长酗？暫且說(shuō)它是 0x887000 這個(gè)數(shù)字。什么是「碰到」桐绒？馬里奧的長(zhǎng)方形與花朵的正方形有所重疊夺脾。什么是「重疊」？假設(shè)馬里奧的這個(gè)方塊占據(jù)屏幕（什么是屏幕茉继？一個(gè)能裝下 256 × 240 個(gè)小色塊的矩形）中 X 方向 101 到 116咧叭、Y 方向 21 到 52 之間的區(qū)域，那么只要這個(gè)區(qū)域內(nèi)有一點(diǎn)或更多點(diǎn)也被花朵所占據(jù)（比如花朵處在 X 116 到 131烁竭、Y 21 到 36 之間的區(qū)域內(nèi)）菲茬，我們就認(rèn)為兩者有所重疊。

若給定以八個(gè)數(shù)值代表的兩個(gè)矩形區(qū)域派撕，請(qǐng)寫出判斷兩個(gè)區(qū)域是否有重疊的 C 語(yǔ)言程序婉弹。如果你能寫出來(lái)，那么祝賀你终吼，如果有朝一日你想自己用 C 做一遍 NES 版本的《超級(jí)馬里奧》马胧，你至少知道讓他變身需要做什么了。

是的衔峰，C 語(yǔ)言也許「只能」做數(shù)學(xué)題佩脊⊥苷常可是，絕大多數(shù)游戲的運(yùn)行過(guò)程就是不停地做數(shù)學(xué)題威彰，而所謂編寫游戲出牧，也就是把游戲的規(guī)則和游戲的效果轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)題而已。其中不少題目電腦都已經(jīng)知道怎么解——是別的程序員事先告訴它的——比如「求一堆散落在三維直角座標(biāo)系之中的多面體在 8(x?3)?10(y+1)?11(z?1)=0 這個(gè)平面上一個(gè)給定范圍內(nèi)的投影」或者「給定一些彼此相連的頂點(diǎn)歇盼，求任意兩點(diǎn)之間的最短路徑」之類的數(shù)學(xué)題舔痕，它只需要千萬(wàn)分之一秒就能給你解好。這種能力有什么用豹缀？電腦上 FPS 游戲的本質(zhì)活動(dòng)就是不停地求三維座標(biāo)系下的多面體經(jīng)過(guò)變換之后在二維平面上的投影伯复，不停地判斷兩個(gè)多面體是否彼此重疊，以及不停地尋找兩個(gè)頂點(diǎn)之間的最短路徑邢笙，最終達(dá)到讓怪物沖到你面前咬你一口的目的啸如。不止游戲如此，其他軟件也都差不多氮惯，每一個(gè)細(xì)節(jié)都是某種數(shù)學(xué)題——比如知乎頁(yè)面頂端的藍(lán)色導(dǎo)航條背景叮雳，就是 CSS 描述的一個(gè)淺藍(lán)到深藍(lán)的漸變——漸變是怎么回事呢？給出兩個(gè)數(shù)字分別代表兩種顏色妇汗，以及第三個(gè)數(shù)字代表一段距離帘不，求一系列顏色的數(shù)值以及次序，使得這段距離中兩種相鄰顏色之間的變化最小杨箭。數(shù)學(xué)題寞焙。別說(shuō) C 語(yǔ)言，一切編程語(yǔ)言最終都只能做數(shù)學(xué)題互婿，根據(jù)給定的數(shù)據(jù)棺弊，算出另一些數(shù)據(jù)，算出更多的數(shù)據(jù)擒悬，然后存貯模她、發(fā)送或者呈現(xiàn)算出的數(shù)據(jù)。

不過(guò)我能理解你的困惑懂牧。投入大量時(shí)間看完教程侈净，結(jié)果只能在黑框里輸出一串?dāng)?shù)字。這是在學(xué)編程還是在向七十年代致敬僧凤？編程是這樣無(wú)法給人成就感的活動(dòng)嗎畜侦？是，也不是躯保⌒牛看你的表述，應(yīng)該不是小孩子了途事，因?yàn)樾『⒆硬粫?huì)因?yàn)槌鯇W(xué)編程能做的事情很少而沒(méi)有成就感验懊，或者說(shuō)擅羞，覺(jué)得這樣做沒(méi)有成就感的小孩子根本不會(huì)繼續(xù)學(xué)下去。最初學(xué)編程的成就感單純來(lái)自于「我居然可以指揮機(jī)器做一些事」义图，至少我小時(shí)候用中華學(xué)習(xí)機(jī)編一個(gè)程序幫我算暑假作業(yè)上的四則運(yùn)算題時(shí)是這樣感覺(jué)的减俏。寫出這些程序并用它解題雖然遠(yuǎn)比自己動(dòng)筆去把題目算出來(lái)費(fèi)時(shí)，卻讓人樂(lè)此不疲碱工。那時(shí)候我還不知道馬里奧碰到花會(huì)變身這種事情其實(shí)也是靠編程編出來(lái)娃承，所以我也不會(huì)去想學(xué)編程「并不能做什么」。

無(wú)奈大多數(shù)人過(guò)了一定年紀(jì)就很難再靠「我能指揮機(jī)器」這種簡(jiǎn)單原始的快樂(lè)來(lái)驅(qū)動(dòng)自己學(xué)編程怕篷。見(jiàn)過(guò)世面历筝，聽過(guò)傳言，欲望和野心變得復(fù)雜而龐大廊谓，你想要圖形界面梳猪，音樂(lè)音效，人工智能蹂析，云端同步舔示，可是你悶頭學(xué)了幾堂課碟婆，還是只學(xué)會(huì)在黑框里顯示一串?dāng)?shù)字电抚。你懷疑這是學(xué) C 語(yǔ)言的錯(cuò)，于是你到知乎上來(lái)問(wèn)了這個(gè)問(wèn)題竖共。

你的疑惑是有道理的蝙叛。

如果能把編程學(xué)下去，日后你就會(huì)明白公给，任何程序都是一座冰山借帘，最終用戶能看到的界面和使用的功能，只是程序浮在水面上的十分之一淌铐。知乎這個(gè)網(wǎng)站其實(shí)也是個(gè)運(yùn)行在某臺(tái)電腦上的程序肺然，你能看到的十分之一是用什么編寫的呢？HTML腿准，CSS际起，JavaScript，或者 Objective-C吐葱。而你看不到的那十分之九是用什么編寫的呢街望？Python。這些你無(wú)法直接觀測(cè)到的 Python 程序運(yùn)行在世界某個(gè)角落的某些計(jì)算機(jī)上弟跑，隔著光纜灾前、雙絞線和無(wú)線基站，為你面前或掌上的用戶界面注入生命孟辑。

（ xkcd: Python ）

……可是 Python 是用什么編寫的呢哎甲？C 語(yǔ)言（當(dāng)然蔫敲，這么說(shuō)并不嚴(yán)謹(jǐn)，Python 理論上可以用任何其他語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)烧给，實(shí)際上也已經(jīng)被用很多其他語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了燕偶，不過(guò)這并不是重點(diǎn)）。任何編程語(yǔ)言都是實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能的工具础嫡，Python 實(shí)現(xiàn)了知乎這個(gè)網(wǎng)站的大部分功能指么，而 C 實(shí)現(xiàn)了「用 Python 寫程序」這個(gè)功能。為什么是 C榴鼎？

C 很別扭又缺陷重重伯诬，卻異常成功。固然有歷史的巧合推波助瀾巫财，可也的確是因?yàn)樗軡M足對(duì)于這樣一種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的需要：既有相當(dāng)?shù)男蕘?lái)取代匯編語(yǔ)言盗似，且又足夠地抽象而流暢，能夠用于描述各種各樣的環(huán)境之下的算法與交互平项。

C is quirky, flawed, and an enormous success. Although accidents of history surely helped, it evidently satisfied a need for a system implementation language efficient enough to displace assembly language, yet sufficiently abstract and fluent to describe algorithms and interactions in a wide variety of environments.

——C 語(yǔ)言之父赫舒，Dennis M. Ritchie

C 是初代程序員所使用的語(yǔ)言，那時(shí)候硬件很貴闽瓢，軟件必須高效接癌；而計(jì)算機(jī)的用戶都是職業(yè)程序員，對(duì)于硬件有足夠的理解扣讼。C 貼近硬件缺猛，就意味著它容易譯成機(jī)器能懂的語(yǔ)言，而它的設(shè)計(jì)者也并不需要操心普通人學(xué)起來(lái)可能會(huì)比較困難——而且椭符，說(shuō)真的荔燎，其實(shí)也不很難。但是销钝，這么多年過(guò)去之后有咨，軟件規(guī)模變得越來(lái)越大，C 就像錘子和手鋸蒸健，修小木屋得心應(yīng)手座享，造摩天樓就比較力不從心；但 C 語(yǔ)言可以用來(lái)造出其他更適合建造摩天樓的工具纵装，乃至組成摩天樓的預(yù)制件征讲，就好比用錘子和手鋸造出挖掘機(jī)和吊車、混凝土板和一體門窗一樣（當(dāng)然橡娄，這個(gè)類比并不十分貼切诗箍。可是沒(méi)有什么類比能貼切地描述軟件工程挽唉，因?yàn)檐浖こ滔裨S多東西滤祖，卻又什么東西都不像）筷狼。

所以，回到你的問(wèn)題上來(lái)匠童，是的埂材，學(xué)會(huì) C 計(jì)算機(jī)語(yǔ)言真的可以開發(fā)出很多東西，但除非內(nèi)力深厚汤求，場(chǎng)合適當(dāng)俏险，并且閑得蛋疼，大多數(shù)人不會(huì)拿 C 或者只拿 C 來(lái)開發(fā)太大的東西扬绪。如果你只是想要一門能夠讓你「編輯出一個(gè)啥子游戲或者軟件出來(lái)」的語(yǔ)言竖独，而且你用 Windows，那建議你轉(zhuǎn)去學(xué)學(xué) C#挤牛。它長(zhǎng)得和 C 挺像莹痢，但卻能迅速地寫出至少是帶有圖形界面的程序，用起來(lái)也很方便墓赴，鼠標(biāo)點(diǎn)一點(diǎn)就能讓你對(duì)自己的程序看起來(lái)什么樣有個(gè)比較直觀的印象竞膳。還有，在國(guó)內(nèi)诫硕，C# 的教材也相當(dāng)容易找到坦辟。當(dāng)然 Python 也是一個(gè)很好的選擇。

另外痘括，還有一件事你必須弄明白：現(xiàn)代的所謂編程這一活動(dòng)长窄，其實(shí)大部分時(shí)候是在「合理地堆砌別人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)新的功能」滔吠，C 語(yǔ)言莫不如是纲菌，比如 printf 這個(gè)東西，是別人做出來(lái)的「把一些數(shù)據(jù)按照指定格式輸出到屏幕上」這一功能疮绷。而別人還做出來(lái)許多其他功能翰舌，比如「在發(fā)現(xiàn)用戶短時(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次按下鼠標(biāo)又松開的時(shí)候調(diào)用你寫好的一個(gè)函數(shù)」。學(xué)會(huì)怎樣在 C 或者其他任何程序語(yǔ)言中使用這些既有功能冬骚，也是學(xué)習(xí)編程的一門重頭戲椅贱。等你弄明白這一點(diǎn)，你也就找到了你問(wèn)題的答案只冻。

尾注1：題圖畫錯(cuò)了庇麦。馬里奧身寬應(yīng)為 16 像素，我畫成了 17喜德。

尾注2：NES 上的超級(jí)瑪利奧使用 6502 匯編完成山橄，并不是 C，碰撞檢測(cè)也不是像素級(jí)的舍悯。

尾注3：我不是易語(yǔ)言發(fā)明者航棱。