計算機軟件編程中的C語言技術(shù)探討

宜春職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳根金

C語言是目前計算機軟件編程中一種常見的編程語言，也是計算機專業(yè)的基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)內(nèi)容。現(xiàn)階段，C語言的應(yīng)用非常廣泛，但是從技術(shù)的角度來看，立足于當(dāng)前的工作現(xiàn)狀仍然有一些需要調(diào)整的內(nèi)容。本文在對C語言進行分析之后，從技術(shù)特點的角度提出未來的應(yīng)用建議。

C語言是一種高級計算機軟件編程語言，在語言程序當(dāng)中應(yīng)用廣泛。和其它語言程序相比，C語言的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在執(zhí)行速度快、屬性簡單。隨著互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，C語言也應(yīng)不斷地進行技術(shù)革新，實現(xiàn)最優(yōu)化的數(shù)據(jù)分割和處理，防止漏洞問題阻礙計算機行業(yè)的發(fā)展。

1 C語言的技術(shù)特性

在計算機軟件編程工作中，采用C語言技術(shù)可以對程序模板進行細化處理，即將一個大的模板程序劃分轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€小模板，在完成模板設(shè)計工作之后再展開整合處理，將其打造為一個大的完整模板。綜合來看，其具備以下優(yōu)勢：（1）C語言具有非常穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫功能：在一個完整的數(shù)據(jù)庫中，不同的數(shù)據(jù)并不需要進行定義就可以直接應(yīng)用，編制流程變得更加簡化，出現(xiàn)錯誤的可能性降低。（2）作為賦值操作系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)信息和保存方面的優(yōu)勢表現(xiàn)在結(jié)合變量地址的動態(tài)選擇，自身的自由化特性也表現(xiàn)在可移植特征之上，基本不需要進行修改就能應(yīng)用。（3）對于C語言而言，其運算符號非常豐富，其符號類型包括邏輯運算符號、關(guān)鍵運算符號等；和其它技術(shù)相比數(shù)據(jù)類型也相對簡單，只需要完成基礎(chǔ)的構(gòu)造、堆棧、指針和隊列等即可；但其仍然可以在編程工作當(dāng)中解決多種類型的問題。

2 C語言在計算機軟件編程中的應(yīng)用

2.1 指針應(yīng)用

C語言程序人員在編寫程序的過程中，應(yīng)該結(jié)合實際情況合理地應(yīng)用指針并借助指針完成不同類型的操作工作。在實際的工作環(huán)節(jié)當(dāng)中，相關(guān)人員應(yīng)該掌握不同的指針應(yīng)用方式和流程，因為指針本質(zhì)上是一個變量因素，在具體的應(yīng)用過程中，需要對指針類型和應(yīng)用方式做好劃分并掌握不同的指針特性。這樣才能全方位理解C語言的應(yīng)用規(guī)律，嚴格根據(jù)算法要求完成計算機軟件編程，讓算法內(nèi)容更加規(guī)范、合理。同時，在科學(xué)設(shè)定函數(shù)類型名稱的前提之下，需要明確函數(shù)參數(shù)和返回值類型，一方面實現(xiàn)編程工作的流程優(yōu)化，另一方面給后續(xù)的數(shù)據(jù)查詢、處理提供有利條件。總之，指針應(yīng)用和功能是C語言的關(guān)鍵要素，在對內(nèi)存進行操作時，程序員應(yīng)辨別指針變量類型來確定指針類型。例如，指針變量指向為系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)時就可能干擾到正常的計算機程序，甚至直接死機。如果指標(biāo)變量和指針存在差異，在進行定義時也要將其合理地區(qū)分。

2.2 算法技巧

從位運算的層面而言，采取二進制操作來實現(xiàn)整數(shù)處理非常重要。在C語言算法中，我們也會高度重視操作流程的合理、合規(guī)特性，這要求編程工作人員深入了解不同的算法操作流程并掌握操作方式，尤其是對于模型圖等關(guān)鍵信息的認識。例如，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)初始化處理——輸入數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)分析與錄入——結(jié)束操作的流程中，編程人員應(yīng)了解每個操作中的算法類型，以便提升工作效率。

以函數(shù)應(yīng)用為例，要想讓C語言的優(yōu)勢進一步發(fā)揮，就需要明確不同參數(shù)。對最基本的函數(shù)語言展開綜合應(yīng)用，在應(yīng)用過程中也需要補充函數(shù)的特定名稱以防止參數(shù)信息發(fā)生錯誤。多數(shù)編程人員在語言邏輯方式上會選擇#inducle作為基本指令，將其作為承接結(jié)構(gòu)，在宏文件的編制設(shè)計環(huán)節(jié)通過這種函數(shù)也能完成引導(dǎo)操作。此外，max最大值函數(shù)、scanf輸入函數(shù)、main主函數(shù)等也在計算機編程時代表著不同的功能，C語言編程所需要的函數(shù)名稱應(yīng)該在功能層面進行合理編寫。目前的C語言主要通過語言表達和流程圖進行操作，但相關(guān)人員需要準(zhǔn)確地把控流程圖符號的客觀要求。在使用運算方法和運算技巧時，經(jīng)常會選擇多重運算，在求值順序上雖然沒有明確的操作規(guī)定要求，但由于編譯系統(tǒng)的差別多樣化，多重運算也會產(chǎn)生不同類型的運算結(jié)果。當(dāng)前的C語言編程在運算求值方面都是從后向前展開計算，這也是能夠保障數(shù)據(jù)移植性和可讀特征的方法。一個算法包含有限的操作步驟，每一個步驟應(yīng)該確定而不模糊。

2.3 語句利用

C語言語句類型多、范圍大，在編程過程中需要對不同類型的語言功能和信息進行挑選，選擇最佳的對應(yīng)語言展開編譯，避免編譯程序和編程系統(tǒng)不相符。按照編程實踐來看，語句主要包括循環(huán)語句和選擇語句，軟件在具體編程過程中也會采取不同語句聯(lián)系起來的方法。例如，C語言當(dāng)中常見的復(fù)合語句，其是將不同類型的語句聯(lián)合到一起之后，將外循環(huán)語句和內(nèi)循環(huán)語句以相應(yīng)的方案進行合并，然后具備邏輯表達方式。循環(huán)語句的具體作用也表現(xiàn)在讓編譯過程展開合理循環(huán)。對于一個完整的C語言軟件編程而言，不同的語句內(nèi)部具有內(nèi)在聯(lián)系性特征，要想真正地明確語句之間存在的關(guān)系，也應(yīng)該科學(xué)地使用語句格式來提升編程運算速度，同時維持計算機操作程序的有效性和準(zhǔn)確性。

3 C語言的技術(shù)分析

3.1 多類型混合運算

C語言中包含了大量的數(shù)值類型數(shù)據(jù)（如浮點型數(shù)據(jù)），在展開混合運算的時系統(tǒng)會開始數(shù)值類型轉(zhuǎn)變工作，此時可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差、溢出等，在編程時應(yīng)考慮到此類問題。為了確保多種類型數(shù)值混合運算時的準(zhǔn)確程度，在編程中要對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換有明確的要求，即進行運算時不同類型的數(shù)據(jù)要先被轉(zhuǎn)換為同一類型后再進行運算。通常情況下，C語言編程有兩種類型的轉(zhuǎn)換方式，第一種是在運算過程中系統(tǒng)的自動轉(zhuǎn)換，如2+1.2，就可以先將2轉(zhuǎn)變?yōu)?.0之后再進行運算。第二種則是用戶的強制轉(zhuǎn)換，編程時先由用戶指定類型，然后獲取結(jié)果。當(dāng)賦值運算符類型不一致時可以先將等號右側(cè)內(nèi)容運算后，再將運算的最終結(jié)果按照數(shù)值類型的差異進行轉(zhuǎn)換。

3.2 指針技術(shù)規(guī)劃

前文提到，指針作為C語言中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)類型，是C語言的主要技術(shù)特色之一，其可以在程序運行過程中借助指針來加快速度同時節(jié)省存儲空間。但基于指針掌握的難度，如果應(yīng)用不當(dāng)可能會導(dǎo)致程序運行時的各種缺陷，且這種缺陷具有一定的隱蔽性。一般來說，指針會指向某一片存儲空間，空間內(nèi)采取靜態(tài)分配或是動態(tài)分配模式。前者是編寫C程序時已經(jīng)確定的存儲空間，后者則是調(diào)用庫函數(shù)在堆上分配字節(jié)的連續(xù)空間，在調(diào)用結(jié)束后返回至指向分配良好的存儲空間指針，在編程時應(yīng)考慮使用完存儲空間后調(diào)用函數(shù)來進行釋放。

我們需要避免在C程序當(dāng)中的常見執(zhí)行錯誤。例如，C程序中定義了一個指針變量之后但沒有進行初始化，那么程序?qū)⒊霈F(xiàn)嚴重錯誤。指針變量值在不確定的情況下會隨機地指向某個內(nèi)存地址，內(nèi)存賦值操作會將單元內(nèi)的數(shù)據(jù)全部覆蓋，引起數(shù)據(jù)丟失。此外，如果指針指向系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)域也會讓系統(tǒng)運行異常甚至死機，這些問題必然影響到計算機正常運行時的安全等級。

棧溢出現(xiàn)象也是常見的錯誤類型。在調(diào)用子函數(shù)時，用以保存和恢復(fù)現(xiàn)場的內(nèi)容出現(xiàn)錯誤后就會引起棧溢出，在某些情況下子函數(shù)執(zhí)行完畢之后便無法返回至原來的函數(shù)再繼續(xù)運行。

Void在定義函數(shù)時代表的是函數(shù)無返回值，但是庫函數(shù)void malloc（size）并不包含在內(nèi)，且void并不能用于定義數(shù)值變量，只能夠用于定義指針變量。

可以看到此類錯誤都是指針應(yīng)用時的常見錯誤，在后續(xù)的C語言編程中也應(yīng)該妥善處理此類問題。

3.3 程序優(yōu)化

很多程序員在進行編程時，只考慮程序的具體功能要求而忽視了程序的效率要求，實際上程序的功能和效率同樣重要。以循環(huán)體內(nèi)優(yōu)化為例，程序中利用函數(shù)的作用在于降低程序代碼量、增加程序可讀性，系統(tǒng)在執(zhí)行函數(shù)時也會保存和恢復(fù)信息完成進棧、出棧的操作。但是，在一個循環(huán)體中頻繁地調(diào)用函數(shù)本身就會增加系統(tǒng)的負擔(dān)而影響到程序的性能，如果不進行函數(shù)調(diào)用又會讓程序量明顯加大，從而影響程序結(jié)構(gòu)。相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)具體的情況展開綜合分析，目的在于合理地對函數(shù)進行優(yōu)化。例如，采用#define宏定義，最長的循環(huán)要被放在最內(nèi)層，減少CPU跨切循環(huán)次數(shù)。

在某些情況下，register的使用也可以不占用存儲空間，讓變量放在CPU寄存器當(dāng)中操作，其比內(nèi)存操作的速度更快。不過程序當(dāng)中的某些重要循環(huán)會影響到程序運行速度，此時可以將循環(huán)變量定義為寄存器類型，但函數(shù)當(dāng)中要合理地控制寄存器變量。

C語言給編程人員提供了不同的標(biāo)準(zhǔn)庫，其可以提升編程效率、加快開發(fā)速度。在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)庫時，應(yīng)綜合考慮不同的使用狀態(tài)，需要對參數(shù)的可能用法展開判斷、處理。一般情況下，C語言所提供的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)代碼量大但效率低，所以可以設(shè)計一些更加簡便的程序?qū)崿F(xiàn)功能優(yōu)化，其效果也會更加突出，根據(jù)運行環(huán)境分析使用方案。

結(jié)語：要想讓C語言滿足設(shè)計要求且具特色，需要保持良好的可靠性和穩(wěn)定性。除了要對C語言基礎(chǔ)知識深入掌握之外，還需要通過調(diào)試的方式對語法方面存在的錯誤進行修改。特別是對于某些編譯器無法報出的隱蔽錯誤，可以按照編程要求來進行基本算法的分析和調(diào)試，從而真正地掌握C語言的核心編程技巧。