系统程序员成长计划-背景知识

对于是否写这样一章，我犹豫了很久，最后考虑到这个系列是针对新手而写的，不应该对读者做过多假设，这些基础知识是必须掌握的，不能不介绍一下。如果你已经了解它们，可以放心的跳过本章。如果你是新手，请认真学习本章提到的内容。

基础知识

C语言。千万不要认为C语言过时了，它始终是开源社区，特别是系统软件和嵌入式系统中的王者，在可以预见的未来，C语言将持续焕 发出生命力。有些外行认为C语言不适合开发大型软件，这是大错特错了，操作系统内核，虚拟机，数据库管理系统，图形引擎和WEB服务器等大型软件几乎都是 用C语言开发的。相反C语言不适合开发小程序，这时候脚本语言更能显出威力。C语言能经久不衰，自有它的道理：

C语言是最简单的语言之一，大部分编程语言在出现时都以其简单而获得好评，几乎全部都随着时间的推移变得越来越复杂，C语言经过数十年的发展，却始 终保持其简洁和优美。初学者认为C语言难学，其实主要是对计算机本身不理解，花点时间去学习一下计算机组成原理和操作系统原理，再来学习C语言就很简单 了。一旦掌握了它，你会发现C语言的每项特性都是必须，常用的，根本不需要记忆任何不必要的东西，它的特性真是减无可减了。

C语言是运行时效率最高的编程语言之一。同样的算法，C语言通常比其它语言更高效，这也它作为系统软件主流编程语言的原因之一。有些动态语言号称比较C语言更快，那都是骗人的，拿一个特定算法作为例子不足为证。选择是高效的算法是根本，但C语言更能把高效发挥到极致。

C语言是最直观的语言之一。C语言能够直观的表达程序员的想法，不像其它一些语言，一行简单的代码，你不清楚里面到底做了什么，不清楚它将花多少时 间执行。C语言的直观性很好的满足了程序员好奇心，使用C语言你更能感觉编程是一种艺术。一切尽在掌握之中，更能满足你的成就感。

在系统程序员炼成计划中，前面部分都是使用C语言作为示例，读者应该找本C语言入门书籍看看，可以先通读一遍，不求甚解都可以，随着后面的课程而深入的学习。

数据结构与算法。不管使用什么设计方法和开发过程，数据结构与算法都是软件开发的基石。打好基础在以后的工作中会事半功倍。后继 课程也都是这些基本数据结构和算法为中心，讲述如何用这些基本的材料构建大型系统。读者暂时无需精通数据结构和算法，先找本书看看，了解一下像双向链表、 动态数组、队列、堆、栈、hash表、排序和查找的基本原理就行了，后面我们会以这些数据结构题材反复的练习。

开发环境

本系列文章重点讲解软件开发的基础知识，这些知识不依赖于特定的平台和开发环境，读者可以根据自己喜好来选择，我们推荐读者使用下列开发环境：

操作系统使Linux。Linux是最适合程序员使用的操作系统，它是开源的，有多种不同的发行版可以免费使用，这些发行版默认安装就带了开发工具。学习Linux本身就需要一本书，如果你从来没接触过Linux，也不用惊慌，花几个小时学会十来个常用的命令就够了，其它的以后慢慢再学。

编辑器使用VIM。编辑器的功能是创建源文件，也就是把我们编写的代码输入到电脑中。vim和emacs是Linux下最流行的 代码编辑器，vim入门更简单，功能也很强大。它支持查找剪切替换等基本编辑功能，也支持符号跳转和代码补全等高级编辑特性。vimtutor是最好的入 门教材，初学者跟着这个tutor学习一遍就可以用它来编程了，等用得比较熟练之后，再去掌握那些高级功能。你掌握得越熟练，你就能更高效的工作，这个投 资是值得的。

编译器使用gcc。编译器的功能是把源代码翻译成计算机可以“读懂”的机器语言。在Linux下可用的C编译器有好几个，gcc 是其中最流行的，大多数发行版都默认安装了gcc。gcc的参数很多，看起来很复杂，我们只掌握最简单的用法就好了，大概像这样的：gcc -g test.c -o test。

调试器使用gdb。调试器的功能是帮助程序员定位错误，这是最后一招，也是最不期望的一招，使用调试器越多通常说明你的水平越 差，不过对初学者来说，掌握这个工具必不要可少的。gdb的功能强大，推荐读者使用命令行的gdb，它更灵活更方便。读者先掌握如何设置断点、显示变量和 继续执行等基本操作就行了。

工程管理使用make。make是Linux下最流行的工程管理工具，Makefile是make的输入文件，它本身就相当于一 种编程语言，执行make相当于调用其中的函数。编写Makefile是一件繁琐无趣的工作，幸好我们不用学习它，后面我们会讲解make的改进版 automake，现在你能写出下面这种简单的Makefile就行了：
all:
gcc -g test.c -o test
clean:
rm -f test

在这里，你可以把all看作一个函数名，gcc -g test.c -o test是函数体(前面加tab)，它的功能是编译test.c成test，在命令行运行make all就相当于调用这个函数。clean是另外一个函数，它的功能是删除test。如果你有时间学习一下Makefile当然更好，如果没有时间，了解这 么多也够了。

我在培训初学者时，如果他从来没用过Linux，没有用C语言写过程序，我会给两到四周时间学习上述内容。如果读者处于类似的水平，也不急着看后面的课程，好好学习一下这里提到的内容。