C語言學習4大段位，青銅，白銀，黃金，王者，測測你在哪一級?第四季Back2School的第五節課，陳強老師講解C語言學習路線，助力大家早日成為C語言大拿。

1?常見編程語言

圖上列舉了幾種目前我們常用的軟件編程語言。從左邊的機器語言、匯編語言開始，從一個計算機的角度來看，越底層的語言越不利于人類理解，也就不容易編寫。

一般C++語言以后我們才稱為高級語言，因為出現了類和對象的概念，更符合我們人類的思維方式。

C語言它沒有類，但是它有結構體、聯合的概念，也算比較高級，所以C語言一般都是學習其他語言的基礎。C語言比匯編語言要高級一點，已經非常容易理解和編寫，限制少，通用性很強，小到幾M頻率的單片機，大到服務器，C程序都可以運行，移植容易。但是它還是非常底層，因為它和硬件的關系非常鐵，所以它的執行效率很高，現在的操作系統和追求效率的大型軟件還是使用C/C++父子倆來編寫的。

2?C語言學習路線

學習C語言軟件編程需要掌握哪些知識呢?上圖將軟件編程需要的技能列舉了幾個部分，編程語言跟學習外語的路線類似：

1)最基本的語法，然后組織語言，將想法表達出來，具體使用哪種方式表達，也就是算法和數據結構這才是軟件編程的精髓和靈魂。剛才講到，C語言和硬件關系密切，所以學C語言編程最好了解一下計算機的結構組成包括嵌入式硬件結構，以及計算機外設資源，尤其是對于單片機開發來說不懂硬件就沒法編程。

2)高級用法，操作系統是躲不過去的坎，了解操作系統的工作原理，對學習編程非常有幫助，然后就是利用可運行的平臺做項目練習，也就是應用部分。

青銅小白入門C語言的話，要學習哪些內容?首先就是C語言的基本語法，比如變量與常量、數據類型、運算符、數組、函數、結構體。還有C語言最最重要的指針部分，指針是C的靈魂，掌握了前面的基礎，就可以進階到白銀。

白銀階段這里，需要掌握指針的一些高級用法，比如函數指針，內存管理、堆棧、隊列、結構體聯合鏈表等復雜的數據結構，文件的讀寫，預處理命令，編譯環境和工具，當然還要掌握復雜一些的程序結構。

到黃金階段，基本就是一名高手了，這時候需要補充做項目的經驗，數據結構和算法仍然是一個程序的靈魂，最后編寫任何C語言的項目就可以隨心所欲了，現在C程序應用最多的地方，一個是單片機編程，另一個是基于操作系統Linux的編程，當然了這需要大量練習，需要無數的打怪升級的鍛煉才可以達到王者的隨心所欲。這里推薦幾本比較好的書，C語言祖師爺寫的《C程序設計語言》、另外《C和指針》也非常不錯。

3?知識點舉例

C語言強大的地方是指針，最容易令人迷糊的地方也是指針。這里我們來看一個例子：

ip是一個指針，*ip則指向該地址下的變量;把一個變量取地址之后付給ip，那么在指針變量中存儲的就是這個變量的地址了。如果要獲取這個變量實際的值，則在ip前面加*，所以地址的使用要格外仔細。

那么地址和數組直接是什么關系呢，下圖是一個比較經典的面試題，需要搞清楚數組指針和指針數組。用變量a 給出下面的定義：

下面再看結構體和指針的例子：

這是STM32F4 hal庫UART外設庫的一個函數，函數的入口是結構體指針，也就是結構體的首地址。這是通過typedef定義的數據類型。在內部調用函數HAL_UART_MspInit()的入口參數是結構體指針huart。

結構體在實際C語言項目中經常用來描述事務的綜合屬性，類似其他高級編程語言中類的概念，由此才有面向對象的意思。在STM32 庫函數中大量使用了結構體指針的方式，通過傳遞結構體的地址而不是整個結構體，調用函數的開銷會更小，效率更高。

這里說到STM32庫函數，有必要說一下C語言的一大應用領域，微控制器開發。微控制器也就是單片機，處理能力和存儲資源有限，開發流程還是要在PC端編輯并編譯完成之后，下載到單片機上運行，開發語言以面向底層的C語言為主，涉及的操作系統也是實時操作系統。由于MCU種類繁多，程序編寫方式也不統一。

上圖是ARM 的CMSIS標準，即ARM Cortex 微控制器軟件接口標準，使用CMSIS，可以為處理器和外設實現統一的軟件接口，從而簡化軟件的重用、縮短新開發人員的學習過程，并縮短開發時間。我們在使用C語開發單片機時，多參考廠家的SDK是非常有必要的，目前各大半導體廠商提供的SDK非常有參考價值，大家學習單片機c語言編程可以模仿sdk的寫法，規范的寫每一行代碼。

除了單片機開發之外，基于PC或系統的編程中，Linux系統對C語言天然友好。不同于windows下單片機開發的集成開發環境KEIL MDK，在Linux下可以很方便的獨立調用編譯鏈工具。比如這里hello.c C文件的編譯過程有4步，預處理、編譯、匯編和鏈接。

每一步調用工具鏈的哪個工具產生什么文件怎么實現的，這幾步搞明白了對C對操作系統的理解會更深入。

Linux下的編程內容龐大，比如網絡編程，線程與進程等。

當然開發以上內容除了C語言以外C++、Python、Java也是常用的語言，對同一個項目，哪種語言可能都可以實現，但是不同的語言實現起來的方式和難易程度不同，所以大家學習C語言之后也要打開自己的視野。

大家在學習C語言編程的時候不要只是在PC機上玩VC++，來回折騰51單片機，高級點單片機的只知道個32，也要多關注新技術的發展，目前很多單片機像樂鑫的ESP32/樹莓派的Pico已經支持microPython，而且開源庫很多。目前MCU已在IOT領域大量應用，而且在超低功耗的微控制器設備上開發和部署的機器學習模型比如TinyML。使機器學習可以在低延遲、低功耗和低帶寬的邊緣設備上運行。所以大家學習技術的時候一定要睜眼看世界，關注新事物，尤其是現在大火的人工智能領域。

最后，給新手朋友幾點學習的建議：大家學習軟件編程時，要避免學校里上課考試的模式，而是以項目式學習，通過不斷的做項目練手，關鍵是保持對技術的追求和興趣，一路打怪升級不放棄。此外，千萬不要閉門造車和搞深山修煉，學東西要不斷的與外界交流，把自己融入技術圈里，多觀摩、多請教、多交流，成為王者指日可待。

手撕代碼最快的方式呢就是保持一顆進取的心，跟隨高手的腳步，踏踏實實，不斷打怪不斷升級。

審核編輯：湯梓紅