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| 2009/09/22 17:00:17瀏覽4445｜回應1｜推薦2 | |
欲購買本書者請洽台北天瓏書局或三民書局，抑或新竹的華通書局或交大全民書局，南部讀者請洽成大圖書部。
欲索取本書的 Source Code Tar Ball 者請來信至 learntus@gmail.com，title 請註明為「索取《C語言之修煉與實踐》的 Source Code Tar Ball」。 本書不適合 Web Designer 閱讀，主要興趣在 Javascript、Python、C Sharp、Microsoft .Net 以及 IT 開發工具的讀者，亦不適合購買本書。 本書封面的設計理念 一、為何選擇鱷魚當封面？二、鱷魚為何彎成 C 字型？ 經由 National Geographic 與 Discovery 的節目介紹，讓我們得知鱷魚的許多求生機制與策略，例如它們可以長達三到四個月不吃任何食物，而且從不挑食、什麼動物都吃。除此之外，它也是個很有耐心的伏擊高手，從不盲進躁動，以避免虛耗精神與體力。鱷魚的生理構造與伏擊求生的策略，必定是個大致正確的設計，所以才能在地球上生存了兩億年之久。 就像鱷魚般地，C 語言對平台從不挑食 ── 不論是那一種作業系統 (Microsoft Window、Linux、Solaris ...)、哪一種 CPU (X86、RISC、MIPS、ARM、...) ，幾乎都有 C compiler；C 語言的捱餓能力也是一流的 ── 少得可憐的記憶體資源、搭配執行速度如老牛拖車的 CPU，它照樣能在其平台上發展韌體或軟體，並達成合乎期望的執行效能。最重要的是，C 語言自 1972 年為 Dennis Richie 所發明之後，一路上經過數次的修訂與演化，到現在還活得很好；因此，我們可以說 C 語言就像鱷魚一樣，它當初就是個大致正確的設計 (現今的面貌與當初的設計原貌並沒有巨大的差異)，而隨後也朝著大致正確的方向做演化，才能夠存活到今天，甚至還在兩個專業領域中稱霸 (韌體與嵌入式系統)。職是之故，我的腦海裡很自然地浮現一隻鱷魚彎成 C 字型的身形，以此來隱喻 C 語言的 right design 與 right evolution ── 此即本書封面的設計理念。 第 1 章：Getting Started 以「在螢幕上列印 message」、「計算由 1 至 100 的和」與「求取平均數」等三個小程式來說明程式設計的基本觀念，引領讀者學會使用 compiler(gcc)、debugger(gdb)、vi 與 Makefile；Makefile 部分的說明包含 comment、macro、explicit rule、dependency tree、suffix rule 與 .PHONY target，章末的回顧與總結還特別地以生物的偽裝色來比喻 Makefile 的 dependency check，以加深讀者的學習印象。 第 2 章：Expressions 本章針對 operands types 與 operator 做逐一的詳細解說，內容包含變數的命名規則與宣告語法、Literal 的宣告語法、Twos Complement 表示法與其優點、ASCII code 與 escape sequence 以及 IEEE 754 Floating Point 表示法、各個 operator 的意義與語法、operator 的 precedence 與 asscociativity。 範例程式包含如何利用 escape sequence 中的 backspace 來模擬一個 rotating bar (類似於 Sun Workstation 開機畫面中的 rotating bar)、如何於 text mode 的同一個位置顯示進度百分比；如何將任意一個數調整到某定數的倍數（例如 8 的倍數）；如何利用 Twos Complement 的特性與 bitwise and 來計算某數有多少個 bit 之值為 1 等等。 看完本章的 IEEE 754 之解說，讀者即可明瞭為何有些 floating point value 的印出結果為 NaN 或 Infinite 等字樣，而不是一個 floating point value。 第 3 章：Decisions 與 Loops 本章針對 selection statement (if 與 switch)、iteration statement (while、do-while 與 for) 與 jump statement (break、continue、goto 與 return) 做逐一的詳細解說，並以實際的工作經驗點出要注意 null statement 可能造成的邏輯錯誤。 第 4 章：Functions 本章以某 H 公司的看護機器人之行銷計畫帶出函式的基本概念後，接著以 Body Mass Index 的程式設計來為讀者解說與函式有關的基本知識，例如 run time memory layout、activation flow 與 stack frame，再下來則是以肢體語言與意義之間的綑綁對應關係來介紹 C 語言的 binding 與 scope rules。 範例程式 read_books.c 與 get_reading_books.c 是以「某人閱讀兩本書籍的進度」為例，把函式的可被呼叫範疇、global variable 可被存取的範疇、變數的 storage duration 等說明的一清二楚。 範例程式 get_factorial_recursive 是以數學的階層為例，為讀者示範如何撰寫遞回程式，並點出要留意與確認 stopping rules 一定會被觸及，否則將會產生 stack area 被眾多的 stack frame 所用罄的致命錯誤 (stack overflow)。 第 5 章：Arrays 與 Pointers 本章以「單排平房」、「多排平房」以及「多排樓房」的隱喻帶出 one/two/three dimension array，其間則以計算某檔案的各個字母之出現頻率、九九乘法表、九十九乘九十九乘法表等範例程式來加深讀者的學習印象，並以 array 來實作 stack、infix expression to postfix expression、postfix expression calculator 等基本的資料結構，以展示 array 在問題解決上的實際應用。 Pointers 的部分則是以現實世界中的房子點出每個 data object 都有 address 且需耗費 memory storage，接著則是說明 generic pointer 的語法以及為何需要 generic pointer、什麼是 multiple indirection、pointer 的數學運算與其計量單位、pointer 與 array 的關係與對等轉換規則、pointer to multiple object 的語法、如何動態地配置記憶體資源、pointer to functions 等等。其間穿插的 ASCII to Integer 與 Inetger to ASCII 等程式可加深讀者對 pointer 的學習印象；arr_logical_view.c 則點明 array 的 dimension 只是為了解題需要而切割出來的邏輯觀念，實際上的 memory storage 仍是一個 linear memory storage；are_you_too_heavy.c 則是以 command line 的 argument 與 main 的 argv[] 來解說 array of pointer。 本章末是以 quick sort 與 binary 來整合說明 array 與 pointer 的實際應用，並順便介紹 quick sort 與 binarysearch 的核心思惟 ── divide and conquer ── 「較小的問題比較容易解決」與「分而擊之」。當每一個 sub-problem 與 parent problem 的本質相同時，我們可將 recursion 引入 divide and conquer 的解題模型之中，利用 recursion 去切割原來的問題，並引導 control flow 逐步地邁向 recursion 的 stopping rules ── 亦即「問題已經小到不需要再做切割即可迎刃而解」。 第 6 章：Enumerations、Structures 與 Unions enum、struct 與 union 都是為了滿足人類慣於列舉與歸類事物的天性所孕育而生的 construct，亦是建立解題模型時所不可或缺的語法。範例程式首先以 week day 與 US coin 來說明 enum 的語法與應用，接著是以幾何學上的點與線來說明 struct 的語法與應用，再來則是以一個人的姓名與出生年月日來說明 nested structures 的語法與用法；至於 structure data member 的 bit field declaration，本書是以 Unix File Permission (user/group/other) 為範例，為讀者示範 bit field 的語法與用法。 Data Structure 方面的範例程式，包含分別以 struct 與 union 所改寫的 stack，如何以 struct 來定義 list 的 node，如何將異質性的 node 串接起來，list 的 insert after 與 delete current 的抽象化運作等等。 第 7 章：Input 與 Output 本章將 Input 與 Output 分成兩類來做探討，分別為 Console IO 與 File IO。 Console IO 主要是以函式 printf 與函式 scanf 來做為解說的標的，據此說明各個 conversion specification 的意義，例如 flag、minimum field width、precision、length modifier 與 conversion character。穿插其間的範例程式，可引領讀者學會如何控制靠左靠右對齊、如何在 value 之前加上 leading zero、如何以 integer argument 控制minimum field width 與 precision、positional argument mapping 與 named argument mapping、如何使用 assignment suppresion 來跳過不感興趣的 argument、如何使用 scanset (a simple regular expression) 來對 input data 執行 character matching 等等。 File IO 部分是以「如何移動檔案讀寫頭」帶出檔案處理的基本概念，緊接著是將檔案運作的函式歸類為開啟、關閉、讀取、寫入、設定狀態、詢問狀態等六大類，並以主參數為 file stream object (FILE*) 與 file descriptor (int) 為依據來介紹這六大類的檔案函式。 本章的範例程式，包含以八個人的姓名、身高與體重為題所分別實作的 formatted io (text file) 與 binary io (binary file)，以及 Unix command "find" 的雛形 ── print_file_info.c。 在 Unix 的環境下，我們可利用 find utility 來尋找某特定名稱的檔案，並對之執行某特定的運作。例如 find . -name "core" -print 上述命令是以 present directory 為起始點，遞回地尋找該目錄與其下的所有子目錄是否含有一個名字叫做 core 的檔案，若有就將該目錄的 path 列印到螢幕上。 此外，當我們不小心取了一個名字很怪的檔案名稱，但卻無法使用 rename 改變其名，而且也無法使用 rm -f 來刪除它時，我們可先使用 ls -i 來查出它的 inode number，接著再鍵入下列指令即可刪除該檔 find . -inum inode_number -exec \rm -f {} \; 本章末所實作的範例程式 ── print_file_info.c，就是上述 find utility 的基本雛形，它使用了 stat、opendir、readdir 與 closedir 這四個函式，以及 struct stat 與 struct dirent 這兩個 structure 的定義，程式的流程架構為 indirect recursive function call。讀者若能善加利用此程式，即可實作許多「不錯用」的功能，例如找到目標檔案後把它移到某個特定目錄中、依照某個編號順序依序地將目標檔案重新命名、在目標檔案的開頭添加 Copyright 的聲明等等。 第 8 章：Preprocessor 與 Library 本章以 preprocessor 的三個主要工作項目 ── 引入 header file 的內容、處理 conditional compilation 與將 macro 代換成 code snippet，來為本章揭開序幕，緊接著則是為讀著介紹 C 語言的五個 predefined macro 的意義與用法，它們分別是：__FILE__ 與 __LINE__、__DATE__ 與 __TIME__ 以及 __STDC__；接著是介紹兩個可用來命令 preprocessor 去執行特定運作的 special operator ── a single pound sign 與 double pound signs。 Library 部分是以「為何需要 library」與「如何建立一個 library」為開端，接著是介紹與解說於 1989 年所制訂的 Standard C Library，並將重點放在各個 header file 的函式分類上，據此為讀者提供一份指引地圖，好讓讀者知道有哪些標準函式可供使用。穿插其間的範例程式則展示了常用的標準函式之意義與用法。 章節目錄 第 1 章：Getting Started 1.1 Compiling 與 Debugging 淺嚐第一杯程式醇酒
Manual 的基本架構 餟飲第二杯 除蟲工具 gdb 的使用方法 列示程式碼：list 或 l 設定停止點：break 或 b 啟動執行檔：run 逐步執行與監視變數值：next 或 n、print 或 p、display 或 d 再給我一杯 新手飲酒、適可而止 1.2 撰寫與編譯程式的好幫手 撰寫程式的好幫手 ── vi
Command Mode versus Insert Mode 如何移動游標 如何鍵入字元 如何分辨 Space、Tab 與 New Line 如何存檔並結束作業 如何執行拷貝 (Copy) 與貼上 (Paste) 的功能 如何執行刪除 (Delete) 的功能 如何執行置換 (Replace) 的功能 如何執行搜尋 (Search) 的功能 如何執行代換 (Substitute) 的功能 如何執行 Bracket/Parenthesis/Curly Brace Matching 如何將內容快速地往左或向右移動 如何將某個檔案的內容讀進來 Makefile Comment Macro (Variable Definition) Explicit Rule Suffix Rule (Implicit Rule) 1.3 回顧與總結 第 2 章：Expressions 2.1 Types Basic Types
Variable Declaration Naming Rules for Variable Names Constants (Literals) Decimal Constant Octal Constant Hexadecimal Constant Floating Point Constant Character Constant String Constant Integral Type ── char 與 int Integer Representation ASCII Escape Sequence IEEE 754 Floating Point Representation Denormalized Value Normalized Value Special Value 2.2 Operators Assignment Operator
Lvalue 與 Rvalue Multiple Assignment Shorthand Assignment Arithmetic Operators Increment Operator 與 Decrement Operator Relational Operators Conditional Operator Logical Operators Bitwise Operators Other Operators Comma Operator The sizefof Operator Pointer Operators Dot Operator 與 Arrow Operator Brackets Operator 與 Parentheses Operator 2.2.1 Type Conversion 2.2.2 Precedence 與 Associativity 2.3 回顧與總結 第 3 章：Decisions 與 Loops 3.1 Statements 與 Blocks 3.2 Selection Statements If Statement
Switch Statement 3.3 Iteration Statements While Statement
DoWhile Statement For Statement Infinite Loop Null Statement 3.4 Jump Statements Break Statement
Continue Statement Goto Statement Return Statement 3.5 回顧與總結 第 4 章：Functions 4.1 基本概念 你是肥胖一族嗎？
4.2 Run Time Memory Layout Activation Flow versus Stack Frame
4.3 Important Issues Parameter Passing ── Call by Value
Linkage ── Internal versus External Declaration versus Definition Scope Rules 函式的可被呼叫範疇 ── Global versus Local Storage Duration 4.4 Recursion 4.5 回顧與總結 第 5 章：Arrays 與 Pointers 5.1 Arrays One Dimension Array
Null Terminated String Two Dimension Array Array of String Three Dimension Array Data Structures 之應用範例 Stack
Converting Infix Expression to Postfix Expression Evaluating Postfix Expression 5.2 Pointers Pointer Operators
Pointer versus Call by Value Generic Pointer Multiple Indirection Double Indirection Triple Indirection Pointer Arithmetic Pointer versus Array Pointer to One Dimension Array Array Dimension versus Linear Memory Storage Array of Pointer Pointer to Multiple Objects Dynamic Allocation Pointer to Function Data Structures 之應用範例 Divide and Conquer
Quick Sort Binary Search 5.3 回顧與總結 第 6 章：Enumerations、Structures 與 Unions 6.1 Enumerations 6.2 Structures Accessing 與 Assignment
Arrays of Structures 與 Pointers to Structures Passing/Returning Structures Nested Structures ─ Structures winthin Structures Bit Field Data Structures 之應用範例 Stack
Single Linked List Hetero Object List List Operations ── Insert After 與 Delete Current Linked List 的應用實例 ── InDesign 的 Text Frame
6.3 Unions Data Structures 之應用範例
Stack
6.4 回顧與總結 第 7 章：Input 與 Output 7.1 Console IO Standard Input、Output 與 Error
Formatted Output ── 函式 printf Formatted Input ── 函式 scanf 7.2 File IO Stream Types
Basic Concept Basic Operations 開啟檔案的運作 讀取資料的運作 寫入資料的運作 設定檔案狀態的運作 詢問檔案狀態的運作 關閉檔案的運作 Formatted IO Binary IO Print File Information 7.3 回顧與總結 第 8 章：Preprocessor 與 Library 8.1 Preprocessor Directives
Inclusion of Header Files Conditional Compilation 偵錯或追蹤程式碼 平台的移植 Macro Substitution Predefined Macros 檔名 (__FILE__) 與行號 (__LINE__) 編譯日期 (__DATE__) 與編譯時間 (__TIME__) ANSI C Version (__STDC__) Special Operators Stringizing Operator Concatenation Operator Include Guard 8.2 Library How to Create a Library
Standard C Library assert.h
ctype.h errno.h float.h limits.h locale.h math.h setjmp.h signal.h stdarg.h stddef.h stdio.h stdlib.h string.h time.h 8.3 回顧與總結 附錄一：ASCII Character Set 附錄二：C Grammar 參考文獻 |
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