深入C语言和程序运行原理,掌握 C 程序从编写到运行的全链路法则

你将获得什么?

  • 7 大 C 核心语法背后的实现细节
  • 快速掌握 C 标准库的功能与原理
  • C 项目工程化的 4 类实用技巧
  • 深入 C 程序运行的全流程

课程介绍

提到学习 C 语言,不知道你有没有这样的疑惑:

  • C 语言这么基础,大家基本都熟悉啊,还需要从头开始学吗?
  • 用 C 语言做应用层开发时,总感觉无从下手,和 Python、Java 比起来,C 语言产出效率是不是太低了?
  • 在新语言层出不穷的今天,C 语言已经诞生这么久了,会不会就要过时了?
  • ……

其实这些都可以归结为两个问题。第一个,C 语言可以用来干啥?第二个,学 C 语言,学习重点是什么?

C 语言远远没有过时,甚至可以说,这个世界上几乎所有重要的软件都与 C 有着直接或间接的关系。C 语言精确的程序控制能力和高效的运行时性能,让它被广泛应用于实现操作系统、嵌入式系统应用、编译器、数据库、驱动程序,以及服务器应用等较为底层和基础的系统级程序。

而且,即使你不使用 C 语言进行开发,深入学习 C 语言,也是你修炼编程内功、成为高手的必经之路。C 语言抽象层次低,学习它能够让你从基础层面了解程序是如何工作的。理解了计算机系统底层运作机制,你在设计更复杂、性能更高的程序时,就能得心应手、融会贯通。

不过,如果要发挥 C 语言的最大威力,只掌握 C 语言的基本语法是远远不够的。我们还需要深入到 C 语言的内部,去了解⼀个 C 程序从编写到编译,再到被运⾏的整体流程细节。只有做到“知其然”并“知其所以然”,方能运用自如,百战不殆。

于是,我们和于航老师一起设计了这门“不一样的 C 语言课”,想要带你从新的视角来学习 C 这门“旧”的语言。

课程模块设计

这门课分为四个模块,从 C 语言的核心语法实现到 C 程序的运行原理,带你掌握 C 程序从编写到运行的全链路法则。

前置篇

快速了解汇编语言、寄存器这些较为底层的基础知识,并且回顾一个 C 程序从编写到运行的完整生命周期。另外,还会用一个比较复杂的 C 程序,带你快速回顾 C 语言的核心语法。

C 核心语法实现篇

梳理 C 语言 7 大核心语法“背后的故事”,带你了解编译器如何在汇编层面实现这些语法。你会对 C 程序的运行细节有更深刻的理解,从而更好地掌握并优化程序运行。

C 工程实战篇

介绍 C 语言在大型工程实战中的必备技巧,主要包括:快速掌握 C 标准库的重要功能,以及这些功能背后的实现原理;掌握编写高性能 C 代码、编码规范、结构化测试、结构化编译这些 C 项目工程化的实用技巧。

C 程序运行原理篇

为你介绍一个 C 程序是如何通过编译,并最终被操作系统运行的。程序的运行涉及到众多与操作系统的交互细节,你将在这个模块里详细了解。

深入C语言和程序运行原理,掌握 C 程序从编写到运行的全链路法则

课程目录

开篇词|时至今日,如何更好地拥抱现代C语言?
前置篇
课前热身|学习这门课前,你需要了解哪些知识?
01 快速回顾:一个C程序的完整生命周期
C核心语法实现篇
02 程序基石:数据与量值是如何被组织的?
03 计算单元:运算符是如何工作的?
04 控制逻辑:表达式和语句是如何协调程序运行的?
05 代码封装:函数是如何被调用的?(上)
06 代码封装:函数是如何被调用的?(下)
07 整合数据:枚举、结构与联合是如何实现的?
08 操控资源:指针是如何灵活使用内存的?
09 编译准备:预处理器是怎样处理程序代码的?
C工程实战篇
10 标准库:字符、字符串处理与数学计算
11 标准库:深入理解标准10
12 标准库:非本地跳转与可变参数是怎样实现的?
13 标准库:如何使用线程与原子操作进行并发编程?
14 标准库:信号与操作系统软中断有什么关系?
15 标准库:日期、时间与实用函数
16 标准库:断言、错误处理与对齐
17 极致优化:如何实现高性能的C程序?(上)
18 极致优化:如何实现高性能的C程序?(下)
19 生产加速:C项目需要考虑的编码规范有哪些?
20 生产加速:如何使用自动化测试确保C项目质量?
21 生产加速:如何使用结构化编译加速C项目构建?
22 实战项目:一个简单的高性能HTTP Server(上)
23 实战项目:一个简单的高性能HTTP Server(下)
C程序运行原理篇
24 可执行二进制文件里有什么?
25 进程是如何使用操作系统内存的?
26 编译器在链接程序时发生了什么?
27 程序是如何被操作系统装载和执行的?
28 程序可以在运行时进行链接吗?
29 C程序的入口真的是main函数吗?
30 ABI与API究竟有什么区别?
31 程序如何与操作系统交互?
特别放送|众说纷纭:C与C++有何异同?
结束语|工业4.0时代,C语言还有哪些应用场景?

讲师介绍

于航,PayPal 技术专家,极客时间专栏《WebAssembly 入门课》作者,QCon 和 GMTC 大会优秀讲师、出品人。

现负责 PayPal Compliance Platform 相关的技术研发和管理工作。个人研究方向主要为 Web 前端基础技术架构、WebAssembly、编译及虚拟机技术。擅长 JavaScript、C/C++、x86 汇编。曾出版国内第一本 WebAssembly 技术书籍《深入浅出 WebAssembly》。2018 年,深度参与 Emscripten 编译器工具链项目的研发工作,并致力于推动国内 Wasm 技术的发展和落地实践。

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