1．只有深刻才能简明——难与易的辩证法
C语言是精心设计的编程语言，几乎每个知识点都值得思考。如逗号操作符是自左向右依次求值的，为什么其中优先级高的操作符不先求值呢？
表达式的求值顺序是先考虑序列点，再考虑优先级和结合性。逗号操作符用于将多条语句合成一条语句，为避免优先级影响求值顺序，需要有序列点；逻辑与和逻辑或操作符求值时会短路计算，为避免优先级影响求值顺序，需要有序列点；条件操作符用于改写if-else选择结构，为避免优先级影响求值顺序，需要有序列点。可见序列点的作用是避免优先级影响操作符的功能或求值过程，这也是上述操作符有序列点的原因。
对于明确的规则与零乱的规定，它们的学习成本相差很大。但仅有规则，而不讨论制定规则的原因，只被动识记规则，学习效果终究有限。探究式学习的作用毋庸置疑，但探究的成效取决于“分析、讨论的问题”。某个知识点从哪个角度探究，用什么问题引导，是教育家的专长。问题不仅要有意义，还得是学习者通过努力就能解决的问题，即解决问题所需的条件已经具备；解决问题的思路和方法要有启发性；问题的答案最好能给人以“蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处”的顿悟。如果不能清晰定义序列点的求值规则，就只能避而不谈，用规定代替规则，更不要提探究了。
逗号操作符的优先级最低，赋值操作符是右结合的，算术运算符比双目逻辑操作符的优先级高等规则都蕴含着道理。如果不这样规定，表达式就会烦琐、晦涩。弄明白了其中的道理，读者不仅可以精通知识，可能还会觉得给操作符设计优先级和结合性并非难事。
作为入门课程，C语言的背景知识简单，知识点也不难，每位读者都有能力学好。读者借助本书，不但能够收获知识，而且能够收获成长的快乐，完成从“原来如此”到“理应如此”的蜕变。
“取乎其上，得乎其中；取乎其中，得乎其下。”主动思考，探究知识中的道理，刚开始可能慢一点，待形成习惯，提高了能力，学习效率自然会提高，正所谓“磨刀不误砍柴工”。大学知识是不可能通过死记硬背学好的，只有明白其中的道理，才会记得牢，用得好，也才能举一反三，轻松应对软件开发技术的升级换代。
即使只想学习C语言知识，有明确的知识点也更容易识记。例如，当函数文件属于工程时，借助函数声明使用函数；当函数文件不属于工程时，借助文件包含命令include使用函数。指针变量的主要作用是作为形参时，可扩展存储单元的使用范围，并像数组那样标识一组存储单元。
本书第13章数字化信息编码是扩展内容，并非C语言的知识点。第13章分析了整数采用补码的原因，以及-1的编码为何全是1，并解答了为什么float型的精度只能保证6到7位等问题。为了便于初学者理解，这部分知识点以示例分析为主，以讲解“除以2取余法”求十进制整数的二进制形式为例。
设11转换后的二进制数为bn…b1b0，则有11=bn×2n+…+b1×21+b0×20。等式两边同时除以2，11除以2的余数为1，商为5；bn×2n+…+b1×21+b0×20除以2后的余数为b0，商为bn×2n-1+…+b1×20，故有b0=1，bn×2n-1+…+b1×20＝5。
同理可求出b1、b2、…、bn。
2．本书的内在逻辑
C语言是程序员用来与计算机沟通的工具，而计算机由五大部件组成且采用二进制。C语言与二进制有关，与计算机的存储器、输入设备、输出设备、运算器和控制器五大组成部件有关，与程序员有关。
1）C语言与存储器
（1）变量。
C语言中用变量标识内存中的存储单元，变量有类型。计算机采用纯粹的二进制，数据被编码成01串后，计算机才能存储与处理。由于编码规则不同，整数90和小数0.703125的编码结果可能都是01011010，因此，不知道编码规则就不能确定01011010的实际值。变量的类型就是编码规则。整型变量有取值范围，存储超出取值范围的整数就会出现逻辑错误；浮点型变量的值多为有规定精度的近似数；字符型数据非常重要，计算机借助字符型数据与用户交互，书中多次讨论了这个重要问题。
（2）指针变量。
指针变量的值是存储单元的地址。如果把存储单元看作一个箱子，那么指针变量的箱子中存储了另一个箱子的钥匙。形象地说，指针变量指向了另一个存储单元；简单地说，指针变量存放了另一个存储单元。指针的间接引用操作就是先从指针变量中得到钥匙，再使用另一个箱子。指针变量作为形参时，实参是一个存储单元的地址，函数体中以间接引用的方式使用实参标识的存储单元，即实参的存储单元可以在当前函数中被使用。因此，指针变量可用于扩展存储单元的使用范围。
（3）数组。
数组是一组相邻存储单元的集合，可用于存储批量处理的数据。数组是组织数据的一种方式，二维数组的组织方式是C语言中的难点。本书引入了虚拟变量的概念，清晰地揭示了二维数组的结构，并与堆空间中构造的动态二维数组进行比较，深刻而简明。数组变量是虚拟的指针变量，当指针变量指向一组相邻存储单元中的第一个存储单元时，指针也就成了数组。指针代替数组标识一组存储单元，是指针的第二个重要作用。以指针为基础构造的动态链表是另一种组织数据的方式。本书分别使用数组和链表解决同一个问题，通过对比简单地分析了算法与数据结构的关系。
（4）文件。
外存中的数据能被长期保存。外存空间管理的基本单位是文件，一个文件相当于外存中的一块存储空间。当需要长期保存数据时，程序可将变量中的数据存储到文件中。使用文件中的数据时，程序需将其中的数据读取到变量中。存储单元全为字符型的文件是文本文件。二进制文件包含各种类型的存储单元。文件的扩展名规定了文件中存储单元的组织方式，如txt文件、mp3文件等。若保存数据的目的是记录最终的处理结果，则将数据转换为字符串，用文本文件存储，以便用多种软件查看内容。若在文件中用同类型的存储单元存储需继续处理的数据，则存取过程无须转换数据类型，存取效率高。
C语言中的输入设备和输出设备分别是由stdin和stdout指向的文本格式的标准设备文件。用户的输入会自动存入标准输入文件stdin，scanf函数会先读取stdin文件中的内容，得到输入的字符串，然后将其编码成格式字符规定的类型，并赋值给实参标识的存储单元。printf先把占位序列转换成字符串，再把得到的输出字符串写入标准输出文件stdout。存入stdout文件的字符会自动出现在输出设备上，可见计算机借助字符型数据与用户沟通。
2）C语言与运算器和控制器
（1）表达式的求值。
使用操作符命令可以指挥运算器进行算术运算和逻辑运算。表达式有一个值，这个值通常是运算器中的运算结果。表达式的求值顺序是先考虑序列点，再考虑优先级和结合性。在对算术表达式求值时，需注意操作数类型的自动转换。double型运算器中的存储单元只有double型，当操作数被读取到运算器时，其类型会“自动”转换成double型，结果自然也是double型的。
逻辑表达式可用于判断一个结论的真假。当用户输入的整数用n存储时，“用户的输入是负数”这个结论可根据表达式n＜0的值判断真假。
（2）选择结构和循环结构。
选择结构和循环结构是复杂的关键字命令，由控制器执行。
选择结构使得程序可处理多种情况。嵌套的选择结构对应复杂的问题，外层条件常用于初步筛选，内层条件多用于进一步缩小范围。分析、解决问题时注意条理性，先找出初步筛选的条件，用流程图表示处理过程，需进一步处理的问题用“待处理”表示；再用条件区分待处理问题，逐步补全流程图。
计算机是“整数有范围，小数有精度，擅长重复”的机器，特别适合进行重复性的工作。重复的步骤可以解决许多问题，在C语言中多用循环结构实现。初学者的编程能力体现在对循环结构的掌握程度。以表格形式直观地分析循环结构的执行过程，初学者可以快速提升自己读写循环结构的能力。
分析问题，用代码模拟解决问题的步骤，找到重复的语句，从而实现循环结构。本书首先呈现了用循环解决问题的过程，然后总结了最常见的重复，即穷举法和迭代法，最后对出现的状况进行了修正。例如，解决“百僧百馍”问题时，穷举大僧人数可以得到正确答案，但算法有逻辑错误。求两个正整数m和n的最小公倍数时，穷举1，2，3，…，m×n效率低，穷举m，2×m，3×m，…，n×m效率高。穷举时发现n×m总会被输出，需要修正循环条件，得到“循环体中的判断条件可能与循环条件相关”的规律。迭代时会多次重复某个过程，一次重复可称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果会作为下一次迭代的初始值。迭代常用于根据前面的项求当前项，项之间的关系可称为迭代公式。用代码模拟计算前几项时发现，设置初始条件并计算第一项的过程通常与计算其他项的过程不同，需要调整。
嵌套的循环结构是“自上而下，逐步求精”的体现。以输出两个5行的图形为例：“自上而下”表示从宏观分析问题时，两个图形相同，用同样的循环结构重复5次，每次输出1行；“逐步求精”表示针对具体问题，列举“原始数据”，找出两个图形中第i行的不同特点。
3）C语言与程序员
（1）C语言语句。
C语言语句由程序员编写并应用于计算机，其中的字符（串）是C语言的标识符。常见的标识符有关键字、变量和函数。不是标识符的普通字符（串）需写作＇a＇（"abc"）。语句中的命令有关键字、函数和操作符，而命令的操作数（命令的对象）为变量、有返回值的函数调用和形如32的字面量。
（2）函数。
程序员常借助函数重用代码。函数是完成特定功能的一系列指令的集合。程序员无须再次编写代码，通过调用已有函数就可以完成特定的功能。函数的功能体现在由输入得到输出。输入分为形参和实参，当形参为指针变量时，实参为形参赋值，可直观地理解为把账号和密码拍照并发给别人。账号和密码有两份，账号里面的钱供两人使用。当形参为普通类型时，实参为形参赋值，可理解为把作业拍照发给别人。函数的输出有3种方法：返回值位于匿名的存储单元中，返回值位于全局变量中，返回值位于形参指针指向的存储单元中。
为了方便使用，常将函数定义在单独的文件中。
一些问题可以转化为“性质相同，规模较小”的子问题，这些问题常用递归算法解决。递归函数实现了递归算法。递归是“问题”的重复。计算机擅长重复，设计算法时应尽量用重复的步骤，这些步骤可以用循环或递归实现。
3．总结
“教师必须使用学术的力量以及自然世界和人文社科本身的奥妙，提升课程与教学的吸引力，应该依靠学科内容的吸引力，严密的逻辑思维，独特的发明与发现，精彩绝伦的思想观点等内涵式要素。”作者在2011年、2013年和2015年共出版了3本C语言教材，尝试呈现C语言内在的“奥妙”。
本书以先进的教育理念为指导，从全新的角度深刻、简明地讲解了C语言的知识点。作者将它应用于实际教学后，不但教学效果显著，而且学生成绩斐然，因此获得了师生的一致好评。
本书包含配套电子课件、案例源代码、教学大纲、习题答案、视频教程等，读者可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）下载。
作者在本书的写作过程中得到了许多人的帮助，有家人、朋友、同事、学生及网络上素昧平生的C语言爱好者，在此对他们致以最衷心的感谢。此外，特别感谢出版社编辑的认可与辛勤付出。由于作者水平有限，书中难免有疏漏及词不达意之处，恳请读者谅解并不吝赐教。作者联系方式：zeq126@126.com。

周二强
2022年9月