Введение в язык программирования C (Си)
C — это достаточно «древний» язык программирования, он сформировался в начале 70-х. Не смотря на это, Си — живой язык в том смысле, что он активно применяется в настоящее время. Он был придуман, использовался и используется для написания частей программного кода Unix-подобных операционных систем. Также на нем пишут утилиты, компиляторы, программы для встраиваемых систем и реже пользовательские прикладные программы. Поэтому C называют системным языком программирования.
Его живучесть можно объяснить тем, что принципы работы операционных систем относительно универсальны, они не подвержены тому прогрессу и разнообразию, которые можно наблюдать в среде десктопного и мобильного ПО, Web-приложений. C не является языком достаточно высокого уровня, он ближе к архитектуре компьютера. Поэтому на Си можно писать более эффективные и быстрые программы.
Хотя в C есть библиотека, в которой эмулируются возможности ООП, в чистом виде язык не поддерживает объектно-ориентированное программирование. Таковое реализовано в C++ , который возник на основе C , но не является его продолжением, а представляет собой отдельный язык, который можно изучать, не зная Си. C++ широко используется в прикладном программировании.
Подходит ли C для первого знакомства с программированием? Если вы не обучаетесь в вузе по специальности, связанной с IT, то нет. C предполагает понимание организации и принципов работы аппаратного обеспечения, в частности – памяти. Здесь многое делается с помощью указателей, они играют ключевую роль; эта тема достаточно сложная для понимания и обычно не изучается в школе.
Конечно, с помощью C можно изучать основы программирования и не изучать при этом указатели. Однако человек будет думать, что знает C , мало зная о нем по существу. Язык C был создан разбирающимися в устройстве «железа» профессиональными программистами для написания операционной системы UNIX. Его не задумывали как язык для обучения начинающих.
Среды и компиляторы для программирования на C
Если вы пользуетесь одним из дистрибутивов GNU/Linux, вам подойдет любой текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, а лучше специально предназначенный для программирования, также понадобятся GCC и терминал. На скрине ниже показаны исходный код программы в Sublime Text, ее компиляция и исполнение в терминале.
Си – компилируемый язык программирования. В GNU/Linux для получения исполняемых файлов используется GCC – набор компиляторов, включающий в том числе компилятор для C. Чтобы из исходного файла (обычно таким файлам дают расширение *.с) получить исполняемый, надо выполнить в терминале команду примерно следующего вида:
gcc -o hello hello.c
, где gcc — команда, запускающая программу, выполняющую компиляцию и иные действия; -o – ключ, сообщающий, что мы вручную указываем имя исполняемого файла; hello – имя получаемого исполняемого файла; hello.c – имя файла с исходным кодом. Имя исполняемого файла можно не указывать:
gcc hello.c
В этом случае исполняемый файл будет иметь имя по умолчанию a.out.
Для Windows существует свой набор компиляторов – MinGW. Его можно использовать самостоятельно, однако он входит в состав простой среды разработки Dev-C++, которая может оказаться хорошим выбором для обучения программированию на языках C и С++.
При сохранении выбирайте тип файла «C source files (*.c)». Компиляция и запуск программы выполняется при нажатии клавиши F9 . После исполнения программа сразу закрывается и результат невозможно увидеть. Чтобы этого не происходило, прописывают две дополнительные строки: #include и getch() . (Возможно это не актуально для более новой версии Dev-C++.)
«Hello World» в GNU/Linux:
#include int main () { printf ("Hello World\n"); }
«Hello World» в Windows:
#include #include int main () { printf ("Hello World\n"); getch(); }
С другой стороны, существует большое количество кроссплатформенных сред разработки. Например, Eclipse + модуль CDT, KDevelop, CLion.
«Hello World» на C
На примере простейшей программы сразу отметим некоторые особенности языка программирования Си.
Роль основной ветки программы берет на себя функция main() . Она является точкой входа и всегда должна присутствовать в законченной программе на языке C . При этом объявленные внутри нее переменные не являются глобальными, их область видимости простирается только на main() . Тем не менее в языке программирования C почти весь программный код заключается в функции, и функция main() является главной.
По умолчанию функция main() возвращает тип данных int , поэтому можно не указывать тип возвращаемых данных. Однако компилятор в этом случае выносит предупреждение.
Функция printf() предназначена для вывода данных. Ее назначение аналогично функции print() в Python. Однако printf() после вывода не выполняет переход на новую строку. Поэтому для перехода используется специальный символ, который обозначается комбинацией \n .
Выражения на языке Си разделяются точкой с запятой.
В языке C функции ввода-вывода не являются частью языка. Например, в Python нам не надо импортировать никакой модуль, чтобы пользоваться функциями print() и input() . В C функцию printf() , а также ряд других, следует подключить с помощью заголовочного файла stdio.h. Именно с этой целью в начале программы добавляется строка #include . Include с английского переводится как «включить», а stdio есть сокращение от «стандартный ввод-вывод (input-output)».
В заголовочных файлах (они оканчиваются на *.h) обычно содержатся объявления тех или иных функций. Объявление ‒ это только описание функции: какие параметры она принимает и что возвращает. Сам код функции (определение) находится не в заголовочном файле, а в библиотеках (других файлах), которые могут быть уже скомпилированы и расположены в системных каталогах. Перед компиляцией программы запускается препроцессор языка C . Помимо прочего он включает в начало файла программы содержимое указанных в ней заголовочных файлов.
В Си двумя слэшами // обозначается однострочный комментарий, /* … */ ‒ многострочные комментарии.
Курс с решением задач:
pdf-версия
Уроки Cи
Представляем курс по изучению языка программирования Си. Си является одним из самых популярных языков в программировании и за его изучение обычно берутся ещё в школе или университете.
Видеоурок
Полезные ссылки:
- Программа Code Blocks ;
- Программа Visual Studio .
Информация по языку Си
Сам по себе язык программирования Си многие считают устаревшим языком программирования. Несмотря на это, язык плотно и уже очень долго находиться в списке как один из наиболее популярных языков программирования в мире. И скажем сразу, язык из этого списка в ближайшее время никуда не уйдет.
Си язык программирования используется многими компаниями уже более 30 лет подряд. Си язык быстрее по скорости выполнения нежели все его конкуренты. На сегодняшний день ему конкуренцию составляет язык Golang, но язык программирования Си все равно быстрее даже его современного аналога. Такое происходит из-за процесса выполнения кода. Он выполняется практически на уровне процессора.
Сегодня язык Си используют не многие компании в качестве главного языка для создания какого-либо проекта. Это обусловлено тем, что существуют такие языки программирования, как: С++ , Java , C# и тому подобные, которые выполнять роль нужного языка куда лучше чем Си.
Язык Си реально стар, ведь появился еще в 1972 году. Как понимаете, разрабатывался он с учётом компьютеров того времени, а они были как современный калькулятор по функционалу. Если бы не постоянная поддержка языка, то язык давным давно бы умер и все бы о нём забыли. За счёт того что он постоянно развивается, то даже сейчас он не утратил сил и на нём вполне можно разрабатывать. Язык низкоуровневый, а значит имеет хороший отклик и быстрое выполнение.
Что интересно, то на основе языка Си создано огромное множество других языков. Существует термин: «Си-подобные языки программирования ». Этим определением обозначают языки программирования, что построены на базе Си языка. Это такие, как: C++, C#, D, Java, Objective C, PHP, Perl, Scala и еще сотни других.
Кстати, книг на темы: « с для чайников », « основы с », «С и с нуля » выпущено больше, нежели аналогичных книг по другим языкам вместе взято.
Так почему же язык всё равно популярен?
Язык был и будет популярным, ведь на его основе на сегодняшний день построено огромное множество проектов, которые требуют постоянной поддержки и соответсвенно специалистов. Кроме того, язык является хорошим языком и написав программу на нём вы получаете достаточно быструю в плане выполнения программу. Ну и конечно же, язык Си для многих является словно родителем других языков и многие, включая университеты, предпочитают начинать путь изучения именно с этого языка.
Это не глупо, ведь язык действительно повлиял на очень многие современные языки программирования и его принципы можно встретить практически во всех сегодняшних новомодных языках.
В общем, язык стоит изучить хотя бы по той причине, что он даёт базовое фундаментальное понимание принципов работы компьютера и языков программирования. В дальнейшем если вы захотите перейти на С++ , C# , Java или даже Python , вы всё равно найдёте очень много схожего и изучение следующего языка вам явно будет даваться проще. Поэтому если вы еще не решились изучать или нет Си, но при этом ещё с программированием не сталкивались, то наш вам совет — учите Си и данный курс вам как раз предоставит всё необходимое чтобы его изучить.
Эти знания вам ни раз пригодятся, а главное как гордо можно будет заявить: «Я начинал изучение еще с языка Си», — красота.
Установка необходимого
Для работы с языком потребуется установить среду разработки, в которой мы сможем писать код и выполнять его. Программ, которые подходят под эти нужды очень много, выделим несколько из них:
- Visual Studio ;
- Code::Blocks ;
- Xcode (только ПК Мак);
- Онлайн компилятор (представлен ниже на этой странице).
План курса
За курс мы познакомимся с языком программирования Си. Мы изучим язык Си с нуля для новичков. Вами будет изучен базовый синтаксис языка, а также некоторые сложные конструкции, по типу: структур данных, работы с файлами, работы с функциями и многое другое.
Программирование на c для начинающих изучается во многих университетах, поэтому в курсе будет много тонкостей связанных с основами Си.
К концу курса у вас будет достаточно знаний, чтобы создавать консольные проекты на языке Си.
Основной файл
#include // #include int main() < printf("Hello, World!\n"); // system("pause"); return 0; >Зачем и как эффективно учить язык программирования Си: исчерпывающая подборка ресурсов для освоения
Многим кажется, что язык Си уже устарел. Однако, хоть Си редко встретишь в промышленном программировании, его существованием пронизано в IT буквально все.
Язык Си был разработан Деннисом Ритчи и Брайаном Керниганом в 1969–1973 годах. Си задумывался для реализации операционной сети UNIX, но впоследствии он нашел себе более широкое применение.
На сегодняшний момент Си занимает стабильное второе место в индексе TIOBE.
Зачем нужен Си?
Мы уже писали о важности языка Си, поэтому пробежимся по основным пунктам.
Начнем с того, что большая часть системного программного обеспечения пишется на языке Си. Ядро популярнейшей open source ОС Linux было написано на Си.
Огромным плюсом Си является то, что каждая инструкция языка транслируется в машинный код прямым и понятным образом. Исполняется ровно тот код, который программист видит на экране. Впрочем, в современных компиляторах, конечно, могут применяться хитрые оптимизации, но в меньшинстве случаев.
Стоит также отметить, что наиболее популярные языки программирования тем или иным образом связаны с Си. Так, например, Java и C# имеют так называемый Си-подобный синтаксис, а C++ и Objective-C в том или ином роде являются расширениями Си.
Если вы пишете код на каком-нибудь динамическом языке программирования, будь то PHP, JavaScript или Python, то его интерпретатор, среда исполнения и большинство библиотек в основном написаны на Си. Следовательно, чтобы понять особенности поведения того или иного языка, нужно знать особенности языка Си. А если вы вышли за рамки возможностей своего языка программирования, то не успеете оглянуться, как начнёте писать новое расширение на Си.
К тому же, знание Си позволяет программисту по-настоящему оценить все прелести высокоуровневых языков программирования, а также и ограничения, которые возникают при их использовании.
И это далеко не все доводы в пользу изучения Си.
Что дальше?
Теперь, когда мы разобрались, зачем нам нужен Си, возникает логичный вопрос: «А как его выучить?».
Далее мы подготовили для вас несколько курсов и материалов, которые помогут вам освоиться в новом для вас языке программирования.
Книга «Язык программирования Си»
Никто не расскажет вам о Си лучше, чем создатели этого языка программирования. Поэтому книга «Язык программирования Си», написанная Деннисом Ритчи и Брайаном Керниганом, является must-have для каждого, кто хоть как-то решил связать свою жизнь с Си.
Курс «The Complete C Developer Course — Build 7 Exciting Projects»
Курс покрывает как начальные аспекты языка, так и более продвинутые: программирование графики, модели памяти и многое другое. В процессе прохождения курса вы создадите 7 захватывающих проектов, таких как систему по управлению базами данных и свой собственный компьютерный вирус.
Курс платный, но он однозначно стоит своих денег. Дальше предлагаем бесплатные материалы.
Знаменитый гарвардский курс «CS50»
Теперь он доступен на русском языке. Прежде всего CS50 научит вас думать. Некоторые из тем, которые вы пройдете в течение курса: абстракция, алгоритмы, структуры данных, инкапсуляция, управление ресурсами, безопасность, разработка программного обеспечения и веб-разработка. Языки, которые вы будете использовать: C, Python, SQL и JavaScript вместе с HTML и CSS. И что немаловажно, курс бесплатный.
Бесплатный курс «C Tutorial for Beginners»
С этой программой вы изучите основы языка Си, разберётесь с указателями, структурами и объединениями, а также научитесь писать простые программы.
Бесплатные онлайн-курсы по Си от двух ведущих финских университетов
Курс включает в себя комплексные материалы и множество упражнений по программированию, а также автоматическую систему тестирования.
Над курсом совместно работали университет Аалто и университет Хельсинки (тот самый, где когда-то обучался Линус Торвальдс), а объясняемый в нем материал полностью дублирует курсы по Си, преподаваемые в этих университетах.
Книга «Learn C The Hard Way»
Книга обучит вас тому Си, который применяется в реальной жизни для создания реальных проектов, а не абстрактным механизмам и педантичной теории. Вы также изучите несколько важных тем, таких как алгоритмы и структуры данных и автоматизированное тестирование. Желающие могут найти ее перевод на русский язык. Tproger тоже часто рекомендует хорошие книги по программированию, так что загляните в соответствующую рубрику на нашем сайте.
Интерактивное обучение Си
Руководство покрывает как базовые конструкции языка, так и более продвинутые, такие как указатели, объединения, бинарные деревья и многое другое.
Введение в Си от Hexlet
Курс предназначен для абсолютных новичков в программировании. Он познакомит вас с главными концепциями языка Си.
Еще больше материалов по Си можно найти в нашей огромной подборке «Бесплатные материалы для программистов».
С++ как первый язык: путь преподавателя GeekBrains
В мире программирования если не все, то очень многие дороги ведут к Си. Интерпретаторы и компиляторы большинства модных сегодня языков написаны на С/С++. Если вы хотите выжать максимум из любого «железа», программировать роботов, создать свою ОС, свой язык или другую мощную и жадную до ресурсов штуку, надо учить «плюсы». Это де-факто стандарт и в крупных игровых студиях, таких как Electronic Arts и Blizzard.
Но есть ли смысл выбирать С/С++ в качестве первого языка программирования? И откуда взялся вокруг Си ореол неприступности? Я решила обсудить это с преподавателем GeekBrains Иваном Овчинниковым.
Иван начал изучать С++ с нуля в 29 лет. Сейчас ему 33 и он — ведущий специалист и начальник группы программистов в центре разработки информационных систем АО «Российские Космические Системы».
— Иван, в чем, на ваш взгляд, сила «плюсов»? Можно ли сказать, что на сегодня это — «Царь-язык»?
— Я против ранжирования языков, потому что каждый из них решает свои задачи. В целом, языки С/С++ отличает чрезвычайная скорость исполнения и тотальный контроль над происходящим.
Да, можно сказать, что С++ — один из самых влиятельных языков программирования и прародитель многих других ЯП. Это универсальный инструмент, который позволяет подобраться к «железу» ближе, чем любой другой высокоуровневый язык. Вы можете программировать микроконтроллеры и серьезную аппаратуру, ускорять требовательные к ресурсам системы.
— Зачем учить сложный язык, если можно выучить простой? Все наверняка слышали страшилки, что С++ адски сложен и коварен. Что вы об этом думаете?
— Выучить названия всех фреймворков для JavaScript куда сложнее, на мой взгляд!
Прежде всего нужно определиться, зачем вы идете в программирование.
Если у человека программа-максимум — всю жизнь верстать сайты для знакомых или писать попсовые приложеньки для хипстеров, учить С++ совершенно не обязательно. А если вы хотите написать свою операционную систему или программировать роботов, которые полетят в космос и будут кататься по другим планетам — добро пожаловать в С++!
Конечно, С/С++ устроены нетривиально: многое в них не так просто понять и выучить. Но это возможно. И это сильно расширит ваши возможности как программиста.
Опытные разработчики любят пугать новичков «этими жуткими плюсами». Правда в том, что простых языков программирования не бывает, как и простой работы. Любая работа — сложная. Работа программиста — тоже, вне зависимости от выбранного языка. И да, дорогу осилит идущий: если не начать изучать С/С++, они так и останутся невероятно и запредельно сложными.
— Как можно упростить изучение C++ для студентов?
— Понятными объяснениями, которые помогли и мне в свое время. Я ведь стал программистом довольно поздно — в 29 лет. До этого никак не был связан с IT-сферой. Поэтому рассказываю студентам о языке, как рассказал бы себе начинающему.
Есть такой канал на Reddit — ELIF (Explain like I’m five — «Объясни, как пятилетнему»). Так можно сформулировать принцип, по которому я стараюсь доносить до людей сложную информацию, в том числе и про «этот страшный Си».
Еще хочу сказать, что в изучении языка (а оно никогда не заканчивается) я для себя изначально выбрал кратчайший путь — путь практики. И это себя оправдывает.
— Как случилось, что к 30 годам вы решили сменить профессию? И почему начали сразу с трудного языка?
— Решение освоить новую специальность пришло быстро и безболезненно. Мук выбора не было, потому что с прошлой профессией при 12-летнем стаже я зарабатывал что-то около 35 тысяч рублей. Это, в принципе, равнялось зарплате начинающего программиста-стажера. А если учесть, что программирование подразумевало интересные для меня задачи, выбор был очевиден.
Поскольку решение я принимал сам, а не под влиянием рекламы, исследовать рынок и выбирать язык для изучения тоже пришлось самостоятельно. В итоге сделал вывод, что если один раз выучить С, дальше легко освоишь практически любой популярный язык. Ведь почти все они — «наследники Си». Так и произошло.
Сейчас профессионально работаю на Java (Spring, VAADIN, EclipseLink). В быту — для себя — очень люблю писать на Python. Например, когда нужен Telegram-бот с напоминалками и детектором, фотографирующим котиков в кадре веб-камеры.
Есть у меня и кусочек умного дома, созданный с использованием Raspberry PI, и маленькая домашняя бухгалтерия на Django. Плюс всякие смешные поделки на Arduino — вроде новогодней елки.
— Сколько времени потребовалось, чтобы начать зарабатывать программированием?
— На поиск первой работы ушло около полугода. Я пришел к работодателю и выложил все как есть: мне 30 и я совсем без опыта, недавно дошел до изучения указателей в С. Попросился работать «за еду и опыт» — взяли. Через три месяца я полностью влился в коллектив и уже обучал коллег, как пользоваться трекерами задач и git-ом.
Огромным плюсом оказалось то, что я попал в молодой коллектив! Большинство ребят недавно выпустились из институтов: у них были еще свежи общие технические знания, а я мог поделиться с ними жизненным опытом. Получился симбиоз.
К тому же у меня в запасе всегда была и остается интересная история, как один тридцатилетний парень решил перевернуть свою жизнь с ног на голову. Начал учить С++, через полгода после устройства на работу — закрыл свое первое ТЗ, а дальше пошло-поехало.
— Какими были ваши первые проекты?
— Первые мои задачи были типовыми для начинающего программиста: надо было разобраться, как работает «вот этот код, написанный чуваком, который год назад уволился».
Мне поручали мелкие доделки готовых программ для аппаратов, которые недавно вернулись с испытаний.
Опытным разработчикам за такие задачи браться скучно, а мне на тот момент — в самый раз. Мне нравилось, что можно посмотреть на готовый код, сделать что-то полезное, но в глобальном плане ничего не сломать.
— Что считаете самым сложным в изучении С++? Есть какие-то темы, которые, если осилишь, то остальное — не сложнее, чем в других языках?
— На мой взгляд, самые сложные темы в изучении С — это указатели, указатели на указатели и указатели на функции. Если уж про них у вас в голове все встанет на свои места, остальное — детский лепет.
С++ сложно выражает идеи объектно-ориентированного программирования (ООП). Нужно время, чтобы вникнуть, чем отличаются между собой виртуальные, абстрактные, приватные и публичные методы. Еще есть модификаторы видимости и связывания, несколько видов конструкторов и деструкторов. С этим тоже нужно разобраться.
Проблема в том, что учебники и руководства по программированию просто вываливают на студента гору информации и как бы говорят: «Либо ты это все запоминаешь, либо ты бесполезен».
Преподаватели «старой школы» действуют по тому же принципу. Они забывают, каково быть новичком. Что программисту с опытом «интуитивно понятно», то для студента — 100500 новых слов, не подкрепленных опытом и практическими навыками. Студент еще не понимает внутренних механизмов языка и не может увязать их с реальным кодом.
Поэтому при подготовке учебного курса по С++ в GeekBrains мы старались оценить материал глазами новичка, который никогда раньше не программировал.
— Я слышала, что в C++ легко допустить ошибки, которые потом очень сложно найти, потому что в языке нет «защиты от дурака». Так ли это? Или главная сложность все-таки в другом? Если говорить именно об особенностях языка, а не о проблемах мотивации студента.
— Да, когда вы работаете с языками типа С/С++, легко наделать ошибок, которые могут годами себя никак не проявлять. Но они связаны не с самим языком или «защитой от дурака», а, скорее, с невнимательностью программиста.
Возьмем, к примеру, потоки ввода-вывода. Их надо закрывать и в Java/C#, и в C++. Если в Java/C# поток не закрыть, он будет висеть и тормозить программу. Если в C++ поток не закрыть, он будет… Да! Висеть и тормозить. А проявится проблема когда? Когда таких незакрытых потоков наберется сотня-другая.
Так что проблема не в инструменте, а в руках и голове, которые его используют. Но эти «сакральные» знания приходят только с опытом. Никакие курсы и учебники этого не дадут.
— Спрошу как раз о том, что дают курсы. Как вы балансировали учебную программу? У С/С++ очень много применений, а времени на изучение — всего год.
— Конечно, учебная программа будет очень сжатой, потому что, как заметил один мой коллега: «С, как религия — им надо заниматься всю жизнь». Отсюда и акценты — глубокое погружение в основы языка и беглый обзор всех его возможностей. Чтобы и игроделам, и банкирам, и браузерописцам будущим достались полезные знания.
Например, когда вы научитесь писать свои драйверы, можно коснуться и внешних вещей — библиотек и фреймворков, которые пригодятся в работе над конкретными проектами. До веб-разработки вряд ли дотянемся, но будем стараться.
Главное, вы будете понимать, как все работает, и узнаете о разных подходах к решению задач. Это заложит фундамент, на котором вы сможете строить то, что вам интересно. Конечно, придется много трудиться самостоятельно: читать, экспериментировать. Но вы уже не «потеряетесь» в языке.
— Я обратила внимание, что в учебном плане первым курсом идет Linux. Основы работы с этой ОС закладываются еще до уроков С/С++. Понятно, что Linux повлиял на многие платформы, в том числе MacOS и Windows. Но почему в курсе С++ такое внимание именно этой ОС?
— Считаю, что Linux — краеугольный камень в изучении программирования. Без знания этой ОС вы не сможете создавать кроссплатформенные приложения, потому что не будете понимать, в каком окружении им предстоит работать. 96 % устройств в интернете — это UNIX-подобные устройства. Куда без них?
UNIX, который стал родителем Linux и MacOS X, был написан на С. Собственно, С для того и создавали, чтобы написать на нем UNIX. Отсюда и свойства языка — его близость к аппаратному обеспечению. Можно сказать, что история развития современных ОС пересекается с историей языка Cи. И на примере Linux это хорошо видно.
Даже если вы твердо решили программировать исключительно для Windows, знание Linux расширит ваши горизонты: позволит посмотреть на дивный новый мир, от которого вы отказываетесь.
— Иван, спасибо! Что скажете в напутствие своим будущим студентам?
— Если вы повелись на рекламу и пришли в программирование только потому, что тут много денег, — остановитесь. Через пару-тройку лет на нелюбимой работе, которая держит лишь финансово, вы просто свихнетесь от тоски. Но! Если кто-то отговаривает вас становиться программистом, а вы этого очень хотите — игнорируйте мнение этих людей и идите к своей цели. Не пожалеете! Желаю вам заниматься тем, что вам нравится. До встреч!