基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)

李勇

摘? ?要：C語言作為一種程序設(shè)計(jì)語言，在大數(shù)據(jù)組成的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算中應(yīng)用廣泛，具有強(qiáng)大的適應(yīng)性和兼容性，是大數(shù)據(jù)時(shí)代下，在IT行業(yè)中起到關(guān)鍵作用的程序設(shè)計(jì)語言。文章分析了基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)的必然性和應(yīng)用策略，為C語言在大數(shù)據(jù)上的應(yīng)用方向提供了參考依據(jù)。以漢字的應(yīng)用為例，提出了解決C語言應(yīng)用問題的思路。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);C語言;程序設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)是指利用新的處理模式來進(jìn)行決策和處理具有海量信息、增長速度極快的多樣化的信息資產(chǎn)。這些信息資產(chǎn)往往無法在短時(shí)間內(nèi)利用常規(guī)的軟件工具進(jìn)行捕捉，也沒有辦法管理和處理這些數(shù)據(jù)集合。

1? ? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)的必然性

1.1? C語言程序設(shè)計(jì)研究的現(xiàn)狀

基于大數(shù)據(jù)的C語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，不僅有高級(jí)計(jì)算機(jī)語言的特點(diǎn)，也有匯編類語言的特點(diǎn)。所以，它可以同時(shí)應(yīng)用編匯系統(tǒng)設(shè)計(jì)和編寫應(yīng)用系統(tǒng)兩個(gè)工作層面[1]。在編寫應(yīng)用程序時(shí)，能夠做到不依賴計(jì)算機(jī)硬件的效果，是一種應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)語言。在當(dāng)今IT行業(yè)中，C語言程序設(shè)計(jì)具有廣泛的使用人群和使用方向，是推動(dòng)計(jì)算機(jī)發(fā)展進(jìn)步的重要支柱技術(shù)。但是，因?yàn)镃語言入門較為容易，學(xué)習(xí)縱向深度難度較高，所以聘用的C語言程序設(shè)計(jì)師，往往無法達(dá)到理想的技術(shù)水平。而且，與C語言程序設(shè)計(jì)配套相關(guān)的信息系統(tǒng)建設(shè)不健全，導(dǎo)致C語言程序設(shè)計(jì)工作在很多情況下無法達(dá)到預(yù)想效果，抑制了C語言程序設(shè)計(jì)的創(chuàng)新力。因此，需要從新的環(huán)境中尋找改進(jìn)措施。

1.2? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)是指利用新的處理模式來進(jìn)行決策和處理具有海量信息、增長速度極快的多樣化的信息資產(chǎn)，這些信息資產(chǎn)往往無法在短時(shí)間內(nèi)利用常規(guī)的軟件工具進(jìn)行捕捉，這些數(shù)據(jù)集合也沒有辦法進(jìn)行管理和處理。大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，其根本不是要去掌握這些龐大的數(shù)據(jù)信息，而是要對這些復(fù)雜的、海量的、種類繁多的信息進(jìn)行專業(yè)化的處理，提取出有用的信息，實(shí)現(xiàn)無用信息再加工的價(jià)值性。

例如，當(dāng)人們?yōu)g覽淘寶時(shí)，淘寶后臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析軟件就會(huì)匯總分析人們?yōu)g覽時(shí)所輸入的名稱、選擇的分類、在某一個(gè)界面停留時(shí)間的長短，判斷出人們的喜好，并在接下來的瀏覽中，向用戶推薦符合數(shù)據(jù)分析喜好的商品，促進(jìn)交易的達(dá)成，這就是大數(shù)據(jù)的功用。

C語言目前在大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集端。大數(shù)據(jù)的來源依賴于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大量的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)出自物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，而C語言在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)領(lǐng)域有廣泛地應(yīng)用。C語言是嵌入式設(shè)備的關(guān)鍵編程語言。由于在嵌入式開發(fā)設(shè)備中安裝大型操作系統(tǒng)和語言不方便，C語言已成為物聯(lián)網(wǎng)上物聯(lián)網(wǎng)棧中最受歡迎的語言之一。

在云計(jì)算的應(yīng)用上面，C語言程序設(shè)計(jì)也是主要構(gòu)成要素。眾所周知，云計(jì)算是大數(shù)據(jù)最常用的信息處理方法，云計(jì)算得出的資源是大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘的重要服務(wù)支持。上文提到大數(shù)據(jù)需要對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、歸類、分析、處理，所以對計(jì)算能力的要求極高，這就需要云計(jì)算作為平臺(tái)來支持大數(shù)據(jù)的運(yùn)作。而云計(jì)算也依托瀏覽器的應(yīng)用而存在。沒有瀏覽器，云計(jì)算就難以普及。瀏覽器是云計(jì)算收集數(shù)據(jù)信息的一個(gè)重要渠道，而瀏覽器的內(nèi)核就是C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。絕大多數(shù)瀏覽器界面采用的都是C++程序語言，以Web服務(wù)器為基礎(chǔ)。

常用的Java虛擬機(jī)也是通過C語言程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，C語言的發(fā)展促進(jìn)了Java語言的進(jìn)步。Java同樣也是物聯(lián)網(wǎng)的常用語言，是大數(shù)據(jù)的重要組成部分之一。再加上大數(shù)據(jù)所應(yīng)用到的所有通信協(xié)議都是通過C語言來實(shí)現(xiàn)的，可以看出，基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行C語言程序設(shè)計(jì)是大數(shù)據(jù)時(shí)代下不可缺少的重要組成內(nèi)容。

1.3? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)優(yōu)勢

1.3.1? 適用范圍廣

C語言程序設(shè)計(jì)使用范圍廣，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一，C語言可以適用于大多數(shù)操作系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的兼容性。無論是微軟的Windows還是Dos，又或者是UNIX，Linux等系統(tǒng)，都可以很好地兼容C語言程序設(shè)計(jì)應(yīng)用，對機(jī)型的要求很低[2]。第二，C語言所適用的場合也遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他程序設(shè)計(jì)語言。因?yàn)镃語言既有高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的編程特性，又有匯編語言的編程特性，所以可以很好地兼容兩種不同情況的語言編程需求。C語言在程序設(shè)計(jì)語言中起到最底層、最基礎(chǔ)的編輯作用，卻又可以依靠這種基礎(chǔ)的全面性，滿足各種創(chuàng)新性的高階編程需求，是一種適用方向極為廣泛的編程語言。

1.3.2? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)的功能繁多

傳統(tǒng)C語言程序設(shè)計(jì)功能在大數(shù)據(jù)時(shí)代來臨之前，較之新興編程語言較少。但是，基于大數(shù)據(jù)的C語言，在程序設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)可以展現(xiàn)出各種各樣的數(shù)據(jù)類型。并且在引入指針的概念后，能夠大幅提升程序的運(yùn)行效率，讓C語言程序設(shè)計(jì)展示出更強(qiáng)的生命力。再加上自身所具備的強(qiáng)大的計(jì)算功能和縝密的邏輯判斷功能，C語言在功能設(shè)計(jì)上已經(jīng)走向了語言程序設(shè)計(jì)的前端，不落后于任何一種程序設(shè)計(jì)語言。

2? ? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用策略分析

2.1? 熟練掌握C語言特有函數(shù)

在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言中，針對每一個(gè)功能都有相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行編輯。同樣的，在C語言的程序設(shè)計(jì)中，也需要運(yùn)用到一些特定的函數(shù)，通過函數(shù)的名字輕松了解函數(shù)的功能。所以，在進(jìn)行C語言編程時(shí)，程序員應(yīng)該對函數(shù)的名字、參數(shù)的名字以及返回值的類型進(jìn)行定義。因?yàn)镃語言提供的編譯系統(tǒng)自帶庫函數(shù)，所以程序員要想調(diào)用這些函數(shù)的名字，就要利用include指令，運(yùn)用頭文件的方式，將相關(guān)內(nèi)容插入到這些文件當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)對函數(shù)程序的調(diào)用。比如，當(dāng)需要用到sqrt函數(shù)時(shí)，可以設(shè)置includ"string.h"，就可以讓這個(gè)函數(shù)程序正常運(yùn)行。

2.2? 熟練掌握指針的運(yùn)用

指針的應(yīng)用是C語言發(fā)展過程中最重要的一環(huán)，極大地提升了C語言程序的運(yùn)行效率。因此，在C語言程序設(shè)計(jì)中，必須要熟練掌握指針的用法。指針在C語言程序設(shè)計(jì)中起控制實(shí)現(xiàn)賦值的作用，為變量關(guān)系的建立提供基礎(chǔ)[3]。指針是一種特殊的類型變量，對解決程序設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題可以起到很大作用。指針的組成包括指針的名、值和所對應(yīng)的類型。在使用指針的過程中，需要利用科學(xué)的方法定義指針的名字和類型，為指針賦予正確的數(shù)值，以便能夠區(qū)分指針和變量的功能。

指針的大小還決定了編程的難度。指針的大小由當(dāng)前CPU運(yùn)行模式的尋址位數(shù)決定。在調(diào)用指針時(shí)要熟練利用C語言的函數(shù)特性，通過流程圖來表現(xiàn)算法里面的內(nèi)容。這不僅需要對函數(shù)有極為精準(zhǔn)的定義，還要熟練掌握C語言的函數(shù)科學(xué)，才能進(jìn)行算法編程。在C語言程序設(shè)計(jì)的過程中，要對函數(shù)所擁有的名字、參數(shù)所擁有的名字以及返回值的類型設(shè)置具體類型和指令，確定具體的位運(yùn)算和文件知識(shí)，以便能夠保證滿足程序在最初設(shè)定時(shí)的具體要求，確定二進(jìn)制的行為對象。同時(shí)，還要設(shè)定好文件中有關(guān)程序文件和數(shù)據(jù)文件的步驟，為數(shù)據(jù)的查找工作提供便利。

2.3? 位運(yùn)算及算法技巧

C語言程序設(shè)計(jì)具有高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的特性，而在運(yùn)算方法當(dāng)中，C語言主要采用位運(yùn)算。位運(yùn)算是通過二進(jìn)制來實(shí)現(xiàn)的，是一種具有獨(dú)特性和唯一性的計(jì)算方式。因此，C語言程序設(shè)計(jì)也是計(jì)算機(jī)軟件編程和程序運(yùn)行最基礎(chǔ)的組成部分。在進(jìn)行C語言程序編程時(shí)，一定要按照相關(guān)的程序要求進(jìn)行符合規(guī)定的運(yùn)算。程序文件也是C語言程序設(shè)計(jì)當(dāng)中必不可少的一部分，在編程的過程中需要不斷地在文件中儲(chǔ)存相關(guān)的程序，以便能夠簡化數(shù)據(jù)的查找流程，進(jìn)而起到提高運(yùn)行效率的作用。

在所有的C語言程序設(shè)計(jì)中，最核心的部分就是算法，算法的技巧掌握是程序設(shè)計(jì)的靈魂所在。算法的表現(xiàn)形式多種多樣，既可以用自然語言來表現(xiàn)，也可以通過流程圖來表達(dá)。如果是利用流程圖來表示算法，就需要程序員熟練掌握流程圖當(dāng)中需要運(yùn)用到的符號(hào)。C語言的應(yīng)用還少不了數(shù)學(xué)知識(shí)的參與，所以要掌握牢固的數(shù)據(jù)知識(shí)體系，才能提升C語言程序設(shè)計(jì)的編程效率。

3? ? 基于大數(shù)據(jù)的C語言程序設(shè)計(jì)中的文字問題

在C語言程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)漢字運(yùn)用的問題。比如，如何用變量存儲(chǔ)漢字以及對其進(jìn)行操作。目前，許多C語言參考書都沒涉及這個(gè)問題，程序中多為處理英文變量和英文字符串，涉及漢字的情況也大都是在printf語句中輸出提示信息或結(jié)果[4]。如：

1.printf（“請輸入a，b的值：＼n”）;

2.printf（“輸出功率為%s千瓦。＼n”，power）;

可以在計(jì)算機(jī)上用strlen（ ）函數(shù)測試一下，如：

1.printf（“%d”，strlen（“計(jì)算機(jī)”））;

若輸出為6，則每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié);若輸出12，則每個(gè)漢字占4個(gè)字節(jié)。大多數(shù)系統(tǒng)是每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)的，即上述語句輸出值為6。應(yīng)當(dāng)注意的是，一個(gè)全角字符（包括標(biāo)點(diǎn)符號(hào)）同漢字占據(jù)相同的字節(jié)。本研究假定每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。這樣就可以成功地用字符數(shù)組存儲(chǔ)漢字。因?yàn)樵贑語言中，字符串通過'＼0'作為結(jié)束標(biāo)記，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加上這個(gè)標(biāo)記符，利用strlen（ ）函數(shù)進(jìn)行測試的返回值不包括'＼0'，在定義和初始化字符數(shù)組時(shí)應(yīng)當(dāng)使數(shù)組長度最小為實(shí)際字符串長再加1，如：

1.static char name[7]="孫悟空"; /*數(shù)組長度為7說明最多可存放3個(gè)漢字*/

如果把數(shù)組長度定義為6，如：

2.static char array[]={“中國計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)技術(shù)水平考試”};

同樣可以定義二維數(shù)組，下面這個(gè)二維數(shù)組可以存放10個(gè)人名：

1.char member[10][8]; /*10個(gè)元素，每個(gè)元素中最多能放3個(gè)漢字*/

因?yàn)槎S數(shù)組member[10][8]可以看成特殊的一維數(shù)組member[0]，member[1]，…，member[9]。這一維數(shù)組分別表示各行，而一行就表示了一個(gè)人名。因此，如果想操作每個(gè)人名，只需寫成member[0]、member[1]，下面給出一個(gè)實(shí)例程序，它的功能是計(jì)算出輸入年份的天干地支。

2.#include “string.h”

3.#define HANZI_ZIJIE

4.3 //所選漢字編碼每個(gè)占3字節(jié).

5.int main（）

6.{

7.int a，b，year;

8.char gz[ HANZI_ZIJIE*2+1]; /*用來表示干支的字符變量*/

9./*注意：下面兩個(gè)語句中{}內(nèi)的引號(hào)和逗號(hào)不能為全角字符*/

10.static char tg[10][ HANZI_ZIJIE+1]={“甲”，”乙”，”丙”，”丁”，”戊”，”己”，”庚”，”辛”，”壬”，”癸”};

11.static char dz[12][ HANZI_ZIJIE+1]={“子”，”丑”，”寅”，”卯”，”辰”，”巳”，”午”，”未”，”申”，”酉”，”戍”，”亥”};

12.printf（“請輸入一個(gè)年份：”）;

13.scanf（“%d”，&year）;

14.a=（year-1804）%10; /*以1804年為參考年份，1804年是甲子年*/

15.b=（year-1804）%12;

16.strcpy（gz，tg[a]）;

17.strcat（gz，dz[b]）;

18.printf（“%d年的干支為：%s＼n”，year，gz）;

19.}

正確的運(yùn)行結(jié)果：

請輸入一個(gè)年份：1999

1999年的干支為：己卯

若數(shù)組大小小于漢字所占字節(jié)數(shù)可能會(huì)出現(xiàn)如下結(jié)果：

己庚辛壬癸卯辰巳午未申酉戍亥 //

這是存儲(chǔ)該漢字時(shí)空間不夠?qū)е挛擦銇G失所致。

4? ? 結(jié)語

C語言程序設(shè)計(jì)自身所具備的優(yōu)越性可以完全適應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代所帶來的新需求。但是，對程序員的技能水平提出了更高的要求。程序員要更加熟練地掌握C語言函數(shù)的運(yùn)用、指針的運(yùn)用以及算法的運(yùn)用，才能不被時(shí)代所淘汰，為不斷提升C語言程序設(shè)計(jì)水平、推進(jìn)大數(shù)據(jù)時(shí)代快速發(fā)展進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。