初识C之感受

C和C++大神请略过此文

作为一名生物学的科研民工，其实完全没有必要学习C语言；即使在数据科学里面，用C的似乎也不多，人们似乎更愿意选择Python或者R之类的高级编程语言。但是C是无处不在的，“汇编生C，C生万物”，你所用的操作系统或者编程软件也很有可能是用C语言编写的，只不过平时没有觉察到。对于一名科研民工，最直接对C的感觉就是有一些数据分析脚本主要是用C语言写的，比如samtools，bcftools，基因组组装工具bwa等等。

C语言是一门很古老的语言，尽管世事变迁，各种语言轮流坐庄，但是C语言的热度始终在各种编程语言排行中名列前茅。在2018年TIOBE排行中，仅次于Java，排在第二位。

（图片来源：https://www.tiobe.com/tiobe-index/）

于是，在这两天的时间内，通过B站的把C语言的一些基础知识了解了一下。

https://www.bilibili.com/video/av15267247/?p=1（上大学不如上B站）

准确的说，这也不是第一次接触C，在大学的时候自学过一些，准备靠计算机二级，但是考了两次都没过，就算了。不过现在在来学习C，感觉非常不一样了。因为现在有了编程的一些基础知识，有了Unix命令的使用经历，使用过Python和R等高级编程语言，所以入门C并不难。

当然，C语言和Python或者R还有很多不同的，C是强类型的语言，每一个变量的使用都要声明变量类型，而且每个语句完成之后要加分号，这些小错误对Python和R的使用者来说非常常见。

更大的不同是，C中有指针(pointer)的概念！这应该是学习C的第一道门槛。编程界的信条之一就是“没有指针的编程语言是没有灵魂的”！指针在C语言中确实不太好理解，但是一旦理解了，就会觉得非常有用。有了指针，才明白内存是怎么存储的，才明白为什么计算机会有32位和64位之分，才明白了为什么一个32位的系统最多只能使用4GB的电脑内存。

在32位系统中，存放一个指针要4个字节，每个字节8个二进制位，所以一共32位。32位二进制能够描述的最大地址是2^32 = 4GB（实际比4GB要小）。所以32位系统的地址只能分配给4GB大小的内存使用，即使你安装一个8GB的内存条，剩下的4GB因为没有分配地址，也无法使用。打个比方就是，一个小区建立200间房子，但是门牌号是只有两位，所以只有其中的100间房子（0-99）有门牌号，剩下的100间房子没有门牌号，不允许入住。

C语言还有位运算，比如按位运算、移位运算等等，这些似乎更接近硬件了，作为理科生，似乎没太有必要了解这些。不过，关于C的大程序文件还是很有用的，在Github上很多C语言写的程序，会看到.c和.h为后缀的文件，通过学习C语言，就能够明白这些文件的意义。

想比如Python之类的语言，C的缺点是显而易见的：太复杂，需要考虑太多底层的东西，变量的定义，内存的获取、分配和释放，一不小心还可能溢出，写每一行代码都要万分小心。但是作为初学者，这也是一个优点，因为它让人了解到计算机底层的一些东西是怎样工作的，计算机的工作原理是什么。C语言的另一个优点是其代码可移植性比较好，而且执行速度特别快，这也是为什么很多处理基因组大数据的软件都是用C语言编写的。“写C两小时，运行5分钟”，而如果是Python，或许成了“写Py五分钟，运行两小时“。

所以，C语言是面向计算机的语言，Python之类的语言是面向用户的语言。使用Python，几乎可以忽略所有的底层细节，想怎么写就怎么写，不用担心内存问题，不用担心各种意外的错误。从C进入Python，仿佛就是举步维艰的荆棘密林，一下子跨入宽广的高速路。瞬间明白了“人生苦短，我用Python”。

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