【Day 21】我的第一個 C 語言體驗之旅

我的第一個 C 語言體驗之旅

從小到大我接觸過不少跟電腦相關的知識，但一直沒有正式學過程式語言。
不過因為當時太喜歡《仙境傳說 Online》，所以自己跑去研究怎麼架設私人伺服器，並在這過程中接觸到了一些簡單的腳本語言。

Note
腳本語言（Scripting Language），指的是一種設計來「快速編寫、執行」的程式語言，簡單來說就是一種「寫了就能馬上跑」的程式語言，不需要像 C 或 Java 那樣先編譯一大堆步驟。

這也算是我真正踏入程式世界的起點，沒想到這段經歷後來成為我學習程式的重要基礎。

Note
私人伺服器，簡單來說就是玩家自行架設的遊戲伺服器，遊戲規則由架設者訂定，由於不是官方授權，通常會有版權爭議或法律風險。

當時接觸的腳本語言雖然不算正式的程式語言，但已經包含了一些程式的基本概念，例如 變數、條件判斷、迴圈 等等。

而我寫的語言叫做 eAthena script。
下面提供一個簡單範例給你參考：

prontera,150,150,4    script    Hello NPC    100,{

    mes "[Hello NPC]";
    mes "請問你想選擇哪一種藥水？";
    next;

    // 顯示選單，選項依序為第一個、第二個...
    switch(select("藍色藥水（恢復 SP 100）:紅色藥水（恢復 HP 100）")) {
        case 1:
            mes "[Hello NPC]";
            mes "你選擇了藍色藥水！";
            getitem 504,1; // 504 是藍色藥水的道具 ID
            close;
        case 2:
            mes "[Hello NPC]";
            mes "你選擇了紅色藥水！";
            getitem 501,1; // 501 是紅色藥水的道具 ID
            close;
    }
}

那這段程式碼要怎麼執行呢？其實很簡單：

1. 把程式碼存成一個.txt 檔案。
2. 放到伺服器的npc資料夾裡。
3. 重新啟動伺服器，就能生效囉！

這邊也分享一下當時啟動伺服器的畫面給你參考：

不過 eAthena script 並不是這篇的重點，所以你只要知道我因為它而第一次接觸到「程式語言」就好。

後來在學時期，老師宣布下一學期要教我們一門程式語言——C 語言。

現在回想起來，真的是標準的「從入門到放棄」，那時候我才深刻體會到，程式世界比打副本還要難。

「今天我們要學習的程式語言是 C 語言！」老師一邊說著，一邊在白板上寫下大大的 C。

「C 語言可以說是所有程式語言的基礎，很多語言都是從 C 衍生出來的。」老師繼續補充。

「哦哦哦！這不就代表學會 C，以後幾乎都能通了嗎？」當下的我超級興奮，心想如果能打好正式的程式基礎，對我之後寫腳本應該會超有幫助。

但實際上呢……現實狠狠給了我一巴掌。

我的記憶只停留在 printf("Hello, World!\n"); 這一行程式碼：

#include <stdio.h>
int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

因為 C 語言對當時的我來說實在太難了，上到指標那一段我就徹底陣亡。掙扎了一下之後，最後還是決定回去玩遊戲比較實在。
結果指標沒學會，倒是先在遊戲裡練成了滿級玩家。

萬語之祖：C

為什麼許多課程都會把 C 語言當作入門首選呢？其原因有幾個：

1. 電腦基礎體系： 大部分作業系統（Unix、Linux、Windows 等）、嵌入式系統，甚至許多編譯器，都是用 C 語言開發的。學 C 能幫助你更了解電腦怎麼運作。
2. 語言特性： C 會逼你學會記憶體管理（指標、動態配置）和精確的資料型別，這能讓你更清楚底層的概念，例如：Stack、Heap、記憶體洩漏（Memory Leak）等。
3. 萬語之祖： 很多語言像 JavaScript、Java、C#、Go 等等，都受 C 的影響，可以說是從 C 演化出來的。

這也是為什麼常常會有人說：

「你只要會 C 語言，其他語言都不在話下！」

因為你已經掌握了最底層的語法模式與邏輯思維，所以再去學其他語言時，就能上手得更快。

舉例來講，JavaScript 的 for 迴圈與 C 語言的 for 迴圈幾乎是一模一樣的：

// JavaScript 的 for 迴圈
for (let i = 0; i < 10; i++) {
    console.log(i);
}

// C 語言的 for 迴圈
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("%d\n", i);
}

這樣的語法結構能讓你在學 JavaScript 時不會覺得陌生，因為你早就在 C 語言裡熟悉了迴圈的寫法，所以上手會快很多。

另外，我們前面提到過 C 語言會強迫你理解 記憶體管理。但在 JavaScript 中，你完全不用操心這部分，因為它有內建的 自動垃圾回收機制（Garbage Collection） ，能自動幫你釋放不再使用的記憶體，這樣一來，我們就能更專注在程式邏輯上。

不過這並不代表可以完全忽略記憶體問題，如果程式邏輯寫得不好，依然可能造成 記憶體洩漏 。因此，有了 C 語言的基礎，你會更清楚記憶體管理的重要性。

Note

1. 記憶體洩漏（Memory Leak）： 指程式在執行時，沒有釋放掉不再使用的記憶體，久而久之就會耗盡系統資源，造成效能下降甚至程式當機。
2. 自動垃圾回收機制（Garbage Collection）： 指程式語言會自動管理記憶體的分配與釋放，幫助降低記憶體洩漏的風險。

接下來，我會簡單介紹一些 C 語言的基本語法，讓你對它有個初步的概念。
不過要先強調，這並不代表看完這篇文章你就會 C 語言，畢竟它的知識點非常多，這裡只能算是淺嚐一下皮毛而已。

打聲招呼吧！Hello, World

首先讓我們來看看所有程式語言的經典入門範例：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

Note
Hello, World 是程式設計入門的經典範例，用來展示一門語言的基本語法和輸出方式。它的目的就是讓初學者快速體驗，如何在該語言中編寫並執行一個最簡單的程式。

不用擔心，我會逐行來說明與介紹：

• #include：告訴電腦「我要把某個工具加進來」。在 C 語言中，通常會用來引入函式庫，讓我們能使用裡面已經寫好的功能。
• <stdio.h>：這是 C 語言的標準輸入輸出庫（Standard Input Output Library），簡單來說，它就像一個工具包，裡面放了很多常用的工具，例如 printf 函式就是從這裡來的。

所以這一行意思就是：「嘿！電腦！我要使用標準輸入輸出庫裡面的工具！」

接著往下看一點：

• int： C 語言中的一種資料型別，代表「整數」（Integer）。在這裡用來指定 main 函式的回傳值型別。至於資料型別的細節，我們會在後面章節再深入介紹。
• main： C 語言的「主函式」（Main Function），每個 C 程式都必須有一個 main 函式，這是程式執行的起點。
• void： 表示 main 函式不接受任何參數
• {}： C 語言的區塊符號，用來包裹函式的內容

所以這一行意思就是：「嘿！電腦！這是我的主函式，當你執行程式時，請從這裡開始！接著這個函式叫做 main，它不接受任何參數，並且會返回一個整數值！」

接著讓我們看一下程式碼的內容：

• printf("Hello, world!\n");： 這行會在螢幕上顯示「Hello, world!」，\n 是換行符號，表示輸出後會換行。
• return 0;： 這行表示 main 函式執行成功並回傳 0，代表程式正常結束。在 C 語言裡這是一種慣例，如果回傳非 0（例如return 1;），就代表程式異常結束。

所以這一行意思就是：「嘿！電腦！請在螢幕上輸出 ‘Hello, world!’，然後換行！接著告訴我程式執行成功並返回 0！」。

那麼以上就是最基本的 C 語言入門範例，是不是超簡單的呢？！（並沒有。）

資料型別

前面我們有提到一個特別的東西 —— int，也稱之為 「資料型別（Data Type）」 ，而這個概念在幾乎所有程式語言裡都存在。

那麼，為什麼需要資料型別呢？主要有幾個原因：

1. 記憶體管理： 不同型別佔的空間不同，能幫助更有效利用記憶體。例如：int 通常佔用 4 個位元組（bytes），而 char 只佔用 1 個位元組。
2. 類型安全： 型別能幫忙檢查正確性，減少奇怪的錯誤或資料遺失。不過要注意，不同型別之間可能會發生 隱式轉型（implicit conversion） ，像是自動把浮點數變整數，可能導致資料遺失或奇怪的結果。
   因此，通常會在編譯時加上警告選項（例如 -Wall -Wextra），甚至用 -Werror 把警告當錯誤處理。
3. 程式可讀性： 明確的型別讓程式碼更清楚，也方便維護。

Note
隱式轉型（Implicit Conversion）：指的是在程式裡，當不同型別的值要做運算或指定給變數時，編譯器會自動幫你把其中一個型別轉換成另一個型別，讓程式能正常執行。這個過程是自動發生的，開發者不需要特別寫轉換指令。

那麼 C 語言中主要常見的資料型別區分為三大類：

1. 整數（Integer）： 用來表示整數值，例如：int、short、long 等等。
2. 浮點數（Floating Point）： 用來表示帶小數點的數值，例如：float、double 等等。
3. 字元（Character）： 用來表示單一字元，例如：char。

先不談 類型安全 和 程式可讀性 ，因為這兩點比較直覺，真正難懂的是記憶體管理，那要怎麼證明它的重要性呢？其實很簡單，在 C 語言裡可以用 sizeof 關鍵字，來查看不同資料型別佔用的記憶體大小。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("int 的大小：%zu\n", sizeof(int));
    printf("char 的大小：%zu\n", sizeof(char));
    printf("float 的大小：%zu\n", sizeof(float));
    printf("double 的大小：%zu\n", sizeof(double));

    return 0;
}

實際輸出之後，你可以看到以下的結果：

int 的大小：4
char 的大小：1
float 的大小：4
double 的大小：8

Note
注意：在 C 標準裡，1 byte 定義為 sizeof(char)，不一定等於 8 bits（標準只保證 CHAR_BIT >= 8）。實務上大多是 8 bits，但不同系統與編譯器下，型別大小可能不同，例如：（Windows 64-bit 下是 4 bytes，但 Linux 64-bit 下通常是 8 bytes），因此建議跨平台程式使用 <stdint.h> 提供的固定大小型別，如 int32_t、uint64_t 。

不過這裡要特別提醒，在不同平台（像編譯器或硬體架構）上，某些型別的大小可能會不一樣，例如 Windows x64 和 Linux x64 就有所差異。

「ㄟ…Boolean 呢？」你可能會問。

如果你本身已經有其他程式語言的開發經驗，可能會疑惑：為什麼到現在還沒提到 Boolean 這個資料型別？

在早期的 C 語言裡，其實沒有內建 Boolean 型別，而是直接用整數來表示： 0 代表 假（false），非零則代表 真（true）。

一直到 C99 才引入 <stdbool.h> ，裡面定義了 bool、true 和 false，所以如果你想在 C 裡使用 Boolean，可以這樣寫：

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

int main(void) {
    printf("bool 的大小：%zu\n", sizeof(bool));

    printf("true 的值：%d\n", true);
    printf("false 的值：%d\n", false);
    return 0;
}

這樣你就會得到以下結果：

bool 的大小：1
true 的值：1
false 的值：0

那麼我們這一節就先介紹到這邊，讓自己也稍微緩衝一下，下一個章節就讓我們來聊聊讓我放棄 C 語言的元兇 —— 指標（Pointer）吧！

結語

回想起來，當時其實滿喜歡寫腳本的，可以把自己想像中的規則套用到遊戲裡，整個感覺就很爽。

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