走出C语言教与学的误区--Written By My Teacher黄放明
走出C语言教与学的误区
前言
笔者从事软件开发已26年，用C语言编写有实际用途的程序(绝不是教科书或技术手册上的例子)也有20年了。进入高校讲授C程序设计10年以来，起初感觉有些不太对劲，随后，越来越觉得国内高校C语言教与学存在着许多问题。早就萌发写篇文章，以表己见的念头。但因终日忙于学习、探索，并将所学所教理论付诸实践，以求印证，进而真正理解，以利于教学，力免误人子弟，而无暇于笔砚之间。今逢C语言精品课程建设之际，又受领导指派，故斗胆提笔，不妥之处，望方家斧正。
此处要声明三点。
其一：笔者从未有想过，通过发表本文为本人捞取某种资本。那么，笔者在干扰了自己正常学习、研究的情况下，写此文章的目的到底是什么？一为完成任务，二为一吐心声！
其二：本文是写给那些讲授或学习C语言，但对C语言又不甚了解的人群的。故，对于真正了解C语言者，本文中大部分内容就是一堆废话。
其三：本文提及了某“权威”教材的一些诟病，并非有意批判。笔者与文中提及“权威”教材的作者，素不相识，更无厉害冲突。软件开发领域有许多重要的新知识新技术，笔者还需学习并实践，以利于教学。还有许多有意义的事情等着笔者去做。何来闲暇与人口水争斗？实因此教材影响太大，当然也影响了笔者正常教学，影响了笔者的学生正确地理解标准C语言。笔者讲课或辅导学生上机时，经常须花时间“拨乱反正”，以“正”学生“视听”。否则，就是对学生的不负责任，愧对良心。当然，选用此“权威”教材，属官方钦定，非笔者意愿。
一、C语言教与学中的误区和盲区
随着计算机技术的飞速发展，新的程序设计语言如雨后春笋，不断涌现。如：Java、C#、PHP、Python、Ruby、Lua、D、Erlang、Javascript等各领风骚。而“古老”C语言因其自身的特点，一直被世界各国大学作为最重要的程序设计语言课程。TIOBE程序设计社区的程序设计语言排行榜上，C语言几年来稳居第二，仍是现今最流行的程序设计语言之一。然而，在国内，C语言的教与学，存在着种种误区和盲区，严重影响了C语言教与学的实际效果，以致许多人对C语言是否能够真正用于实际软件开发产生了怀疑(除嵌入式系统外，因人们对于C语言用于该领域开发深信不疑)，从而引发了C语言是否应该死亡的网络大讨论。这些误区和盲区主要表现为如下几个方面：
（一）缺乏对C语言的正确认识
1．对C语言标准及其重要性认识不足
众所周知，C语言是Bell-Labs在1972年，为设计UNIX操作系统而开发的。由于C语言小巧灵活、功能强大且通用，很快在全世界流行。然而，不久后，不同编译器厂商对C语言的实现之间，存在着一些微妙的差异，这些差异形成了不同编译器厂商的“方言”。各种“方言”损害了C语言的主要优势（或重要特点）——可移植性，同时也给C程序员带来麻烦。为了解决这些问题，ANSI于1983年成立了一个委员会，以确定C语言的标准定义。经过多次修订，C语言标准于1988年完成，并于1989年12月正式通过，成为ANSI标准X3.159-1989（称为ANSI C）。1990年ISO通过此项标准，将其作为ISO/IEC 9899:1990国际标准，称为标准C(1989)或简称C89。其后，WG14（C语言国际标准化工作组）对C89进行了适当的修订或增补，于1995年发布了C95标准。自1995年起，WG14对C语言标准作了更大的修订，于1999年完成并通过，形成了C语言的最新正式标准，即ISO/IEC 9899:1999或称C99。
制定C语言标准的目的有三：
1．消除差异：尽量消除不同编译器厂商对C语言实现上的“方言”；
2．修正缺点：规范已存在的编程习惯，以弥补C语言中的明显缺陷；
3．增强可移植性：以标准来力保C程序的可移植性。
当然，制定C99标准还有两个目的：
4．支持国际开发(支持国际字符集)
5．改进C语言对科学和工程中关键数值计算的适应能力
通常，业界把C89以前的C语言实现称为传统C(Traditional C)，而把遵循或支持C89、C99，特别是C99的C语言实现称为现代C(Modern C)。
在国内，最流行的编译器莫过于Turbo C 2.0和Visual C/C++ 6.0。那么，这两种编译器究竟属于哪种？是传统C还是现代C？看看它们的诞生年代和语言特性就知道了。Turbo C 2.0诞生于1987年，在当时是最好的C编译器和IDE。显然，Turbo C属于传统C再加Borland实现的“方言”。Visual C++ 6.0虽然是1998年左右的产品(笔者记不太清了)，但其中充斥着大量的宏（Macro）和不标准的语法。
对于教授和学习C语言，应该以标准C为主还是以“方言”，笔者想：无须争论。就如同幼儿园教小孩语言，应以普通话为主还是以方言为主一样。
然而，直至2009年，国内出版的有些C语言书籍仍然是“基于Turbo C 2.0环境”。有些书的作者还这样写道：对于C语言的标准，不同厂商表现出不同的兴趣（一句话就轻轻地将标准的重要性淡化或抹杀，还为后句话打下“理论基础”。厉害！），因此，本书的内容仍基于Turbo C……。有些“权威”教材虽声称其内容是讲授ANSI C，可书中内容和标准相去远矣！例题中，许多是C标准所不允许的。
由于对C语言标准的不了解，以及不正确的认识，使得在许多人心目中，C就是Turbo C，C++就是VC，Turbo C就是C，VC就是C++。大有非Turbo C、VC不教，非Turbo C、VC不学之势。常见于国内各类技术论坛上关于C语言的帖子，就足以看出：许多人对于什么是标准？什么是“方言”分不清楚！比如：许多人把getch()函数误以为是标准函数（当然也把conio.h头文件以为是标准头文件），为把含有void foo()这样函数原型的源程序在VC6.0以上版本或在现代C编译器（如：GCC、Digital Mars C/C++、Pelles C）中编译通不过而大喊大叫。类似例子实在举不胜举。
以上说明：许多C语言的教授者和学习者，对C语言标准及其重要性认识不足。
2．对C语言的缺陷认识不足
国内许多教科书，只告诉读者：C语言有多么多么好，功能有多么多么强大，但却从不提C语言有哪些缺陷，以及如何才能规避这些缺陷。甚至将一些缺陷而导致的不良编程习惯，当成C语言的特点而渲染。{举例}从而导致许多人不了解C语言的缺陷，以及规避缺陷的有效方法。关于C语言的缺陷，以及如何规避缺陷，有关书籍和资料中有详尽叙述。
3．将编译器与IDE混为一谈
众所周知，程序设计使用的主要工具有：
l 编辑器：书写源程序的工具
l 编译器：将源程序翻译成目标程序的工具
l 连接器：连接目标程序、库代码、启动代码的工具
l 调试器：分析可执行程序错误的工具
l 集成化开发环境(IDE)：集成编辑器、编译器、调试器、工程管理于一体
这样就可以，IDE用CodeBlock，而编译器配置MinGW或VC2003等；也可IDE用Eclipse或NetBeans，而编译器配置GCC或Digital Mars C/C++；还可编辑器用EditPlus或UltraEdit或Geany等，而编译器配置Borland C/C++5.5.1、Pelles C、Watcom C/C++、TinyC等，总之，相当灵活，随心所欲。
然而，许多人将编译器与IDE混为一谈。这些人一般只会用IDE，离开了IDE将不会写程序。究其原因：都是初学时直接用Turbo C或Visual C这两种IDE给害的（参见“IDE综合症”）。
（二）教学内容轻重失当
1．程序设计思想没有真正得到应有的重视
程序设计语言教学，应以语言为主还是以程序设计思想为主，曾有过争论。笔者想从用计算机解决实际问题的过程，来分析程序设计思想和程序设计语言在其中所起的作用，从而明了两者在解决问题时所占的分量。
众所周知，模型是对客观世界中复杂事物的抽象描述，算法是求解模型的方法，程序设计语言则是对算法的实现手段。算法是解决问题的具体步骤，从程序设计角度看，就是程序逻辑。程序设计思想既包括了算法，当然还包括程序的组织(如模块及其职责的划分)，以及设计策略（如：自顶向下，逐步求精；测试驱动；小步迭代等）。由此可见，程序设计思想在解决问题是所占的分量远远大于程序设计语言。
当然，C语言作为程序设计的入门课程，不可能，也没有必要大讲特讲程序设计思想。然而，比语言元素和特征更为重要的程序设计思想，不能因为C语言是程序设计的入门课程，而忽略或忽视对它的教授与训练。
尽管许多教科书上也提及软件工程、算法等程序设计思想内容，有些也强调了它的重要性，但轻描淡写有余，贯彻落实不足。
2．八股式的死扣语法
说到对语法的讲授与训练，不是为应用而讲语法，而是为语法而语法。甚至八股式的死扣语法，比如：int a=21, b=11;printf( "%d\n", --a+b, --b+a );等。
3．为算法而算法
http://www.ioccc.org
（三）教材选取或盲目崇拜“权威”或低水平抄袭
笔者以叙述如下一段事情来作为本段的开场白：
Herbert Schildt是ANSI/ISO中C语言标准化委员会的委员，若在我们国内，该算是权威了吧。他编写了《C The Complete Reference》(有中译本)这本书，按我们国内的逻辑，这本书出自权威之手，应该很好，理应推崇。可是，国外读者，特别是西方发达国家的读者，并不买他的帐。他的这本书在C语言社团中广为人诟病，在西方许多C/C++推荐书籍列表上(如http://www.iso-9899.info/wiki/Books )， 赫然写着不应该购买此书(还可参见：可怜的Herbert Schildt，兼谈我的C语言书籍阅读http://blog.chinaunix.net/u/12391/showart_118977.html )。
言归正传，笔者要说的是：我们对C语言的理解、掌握和运用远不如西方发达国家，如美国甚至巴西等国。美国就不用说了，许多原创性技术出至美国大学，就连巴西的大学也有许多原创性技术被业界认可（如Lua－开发“魔兽”游戏的程序设计语言，其解释器用标准C写就，跨绝大多数平台）。迄今为止，我们泱泱大国的大学，没有任何运用C语言而研发的被业界认可的原创性技术。但我们对所谓“权威”的盲目崇拜或迷信却远远超过了西方发达国家。笔者只能用一句前人的话结束这个话题：盲目崇拜或迷信的代名词是无知和愚昧！
国内C语言教材有500多种，可谓是“品种丰富”，“一片繁荣”。随便拿来几本看看，许多相互低水平抄袭。比如：有“权威”教材中关于描述算法的N-S图，这样叙述到：这种流程图适于结构化程序设计，因而很受欢迎。果真如此吗？此书作者能否找到一本2000年以后出版的、受到好评的关于算法或程序设计的国外教材或书籍，其中还用N-S图描述算法？笔者读过的、受到好评的国外教材书籍（近20本）中，从未见过用N-S图描述算法，何来很受欢迎一说？尽管如此，可N-S图在国内的确“很受欢迎”。烦请在教材中用N-S图描述算法的作者，在实际软件开发中也用用N-S图，感受一下它是否受欢迎！当然，许多作者从不实际开发软件！也就无法感受了。仅此一例就足以说明，人云亦云，不分青红皂白地互相抄袭。
1．有些教材中的例子对学生潜移默化的误导
（四）教学内容安排违背学生认知规律
Berkeley的C语言主页：http://inst.eecs.berkeley.edu/~selfpace/class/cs9c/
表面上的系统讲解破环了循序渐进，由浅入深原则
（五）“重”教学轻训练
1．普遍缺乏对学生的训练内容进行精心设计
（六）教师普遍缺乏实际使用C语言的经历或经验
1．一个从未下过水的游泳教师是不可能教好游泳的
（七）上机环境“抱残守缺”
受某“权威”教材及等级考试影响，全国一片Turbo C。请问让学生学的是Turbo C，实际开发中，有多少项目，多少人还在32位机器上用16位的Turbo C？硬是人为的将学和用一刀割开！
有“权威”书的作者在书中写道：编译器不是关键问题。但是，当所用编译器影响学生对标准C语言的正确理解时，难道它不关键么？
国内技术论坛上，诸如：“void main及函数返回值的一些事”(
http://wzhyblog.yo2.cn/2008/10/12/void-main及函数返回值的一些事.html/ )之类的问题，若用现代编译器，如：GCC（MinGW），VC2008等，此类问题将不成其为问题。因为，现代编译器拒绝void main()这样背离C标准相的写法。还如“请教一个非常困惑的问题，请大家看看 谢谢！！！(http://topic.csdn.net/u/20090516/21/521f5553-24ca-4bf6-8472-6a7b168667cf.html)”之类的问题，若用GCC等，此类问题也将不成其为问题，因为GCC会自动检查数组越界。
关于学生上机环境——编译器的选择问题见下文。
（八）考核方式与内容存在问题
1．重视“纸上谈兵”，轻视实战检验
2．不能反映学生的真实能力
3．对学生学习目标有误导作用
（九）精品课程的误区
1．精品课程并非一定要自编教材
教材是一种教学资源，作为校方和教师，应当为学生提供最好的，最合适的教材，以利于学生学习，不必计较所用教材是不是自编的。Berkeley的C语言教材采用的是南昆士兰州立大学(University of Southern Queensland)的Ron House所写的《Programming with C》,而Harvard、Stanford、MIT、Yale则采用的是佐治亚州立大学(Georgia State University)的K.N.King编写的《C programming: A Modern Approach》,均非自己编写教材。难道这些美国乃至世界超一流大学的C语言课程一定不是精品！精品课程一定要自编教材？
2．精品课程网站并非为学生服务
看看国内所谓的“精品课程”网站，到底为学生提供了多少学习资源？怎能不让人认为是“作秀工程”？
二、走出误区
（一）充分认识开放工业标准的重要性
（二）教学内容应以程序设计思想为主，语法为算法服务。
（三）教学方式应以算法需要引出语法，而非语法罗列。以应用来体现语法作用，切忌死扣语法！
（四）教材选取应视教材的质量而非是否出自“权威”之手而定
（五）切实重视训练环节，对每个知识点的训练题目都要精心设计。设计的原则应根据学生的接受能力而由易到难，循序渐进。
（六）为人师者，须言传身教，不能只说不练。对于任何一门计算机语言，作为教师，若没有真正用这门语言实际开发一个应用（哪怕很小，但须完整），则不可能教好这门语言。尽管这不是教好计算机语言课的充分条件，但绝对是必要条件。
（七）上机环境的选取
上机环境的选取原则应该是：首先要考虑该环境对标准的支持或实现程度，即跟标准接近程度。跟标准越接近，越有助于学生对标准C语言的正确理解。其次要看这种环境的应用范围，即是否有广泛的平台支持。支持的平台广泛，就能确保学生学到的是可移植的知识和技术，可使学和用天然一体。在此两点的前提下，(上机环境选择的)“编译器不是关键问题”。
基于以上原因。建议Windows下选用MinGW(Windows平台下的GCC)，Linux下选用GCC。其理由如下：
l GCC与C99标准很接近(即实现了C99绝大多数特性)。
l GCC有广泛的平台支持40多种体系结构，常见的有X86系列、Arm、PowerPC等。同时，GCC能运行多种操作系统上，如Linux、Solaris、FreeBSD、Windows等。
l GCC“战功卓著”，许多关键的、重要的软件是用GCC开发的。如：Linux等。
l 开源社区众多C程序资源都是基于GCC的。
l GCC是开源的，有强大的技术后盾。前不久，IBM公布了向GCC贡献技术的计划。
l GCC是免费的。
（八）考核内容和方式是学生学习目的的风向标。笔者认为应以平时上级训练和机试为主。笔试题目应结合实际，切不可不着边际的胡编乱凑一些在实际中十辈子都遇不上或用不着的题目。
（九）精品课程建设，首先应提高教师业务素质和教学水平(即教师对C语言的运用能力和讲授能力)；其次是教学内容和训练内容须精心设计，并在后继教学中逐渐修正、补充与完善。再次是为学生提供更多更好的学习资源，而非现在的“面子工程”—有自编的教材和作秀的网站。
参考文献：
【1】C Primer Plus Fifth Edition by Stephen Prata, Sams（有中文版）
【2】C Programming: A Modern Approach by K.N.King（中译版），人民邮电出版社
【3】21天学通C语言，Bradley L.Jones，人民邮电出版社
【4】Pointers On C by Kenneth A.Reek（中译版），人民邮电出版社
【5】C 语言参考手册，第5版，Samuel P.Herbison，机械工业出版社
【6】C Program Design for Engineers, Second Editon by Jeri R,Hanly（中译版），科学出版社
【7】C程序设计语言(第2版），K&R，机械工业出版社
【8】C How To Program Fifth Edition by H.M Deitel（中译版），电子工业出版社
【9】C语言教程：模块化程序设计(第2版)，David M.Collopy，清华大学出版社
【10】Expert C Programming Deep C Secretes, Prentice Hall
【11】 Practical C Programming 3rd Edition by Steve Oualline, O' Reilly
【12】A Tutorial on Pointers and Arrays in C by Ted Jensen Version 1.2 viahttp://www.netcom.com/~tjensen/ptr/cpoint.htm
【13】C in a Nutshell by Tony Crawford, O' Reilly
【14】Mastering Algorithms with C by Kyle Loudon, O' Reilly
【15】Object Oriented Programming with ANSI C by Hollage,http://www.planetpdf.com/codecuts/pdfs/ooc.pdf
【16】TCP/IP Sockets in C Practical Guide for Programmers by Michael J. Donahoo, Morgan Kaufmann
【17】The Function Pointer Tutorials by Lars Haendel, http://www.newty.de
【18】Secure Programming Cookbook for C and C++ by Matt Messier, O' Reilly
【19】programming with lcc-win32 by Jacob Navia
【20】Advanced programming with lcc-win32 by Jacob Navia
【21】C Programming For Scientists And Engineers by Robert L.Wood, Penton
【22】C 语言常见问题集，Steve Summit, 朱群英, 孙云译，http://c-faq-chn.sourceforge.net
【23】C陷阱与缺陷（中译版）, Andrew Koenig, 人民邮电出版社
【24】从问题到程序，裘宗燕，http://www.is.pku.edu.cn/~qzy/books/ptop/v2004/
【25】C语言： 标准与实现，姚新颜，http://www.educity.cn/data/View_50435.html
【26】Beginning C From Novice to Professional, Fourth Edition by Ivor Horton, Apress
【27】C standard - ANSI ISO IEC 9899 by WG14, http://www.open-std.org/JTC1/sc22/wg14/www/standards
【28】C 编程最佳实践, Shiv Dutta, http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-bppc/
【29】Introduction to C Programming, http://www.le.ac.uk/cc/tutorials/c/
【30】C Tutorial - C Made Easy, http://www.cprogramming.com/tutorial.html#ctutorial
