Advanced C Programming: Pointers 這門 Udemy 課程，教學指標、記憶體位址、與記憶體分配的重要概念，有將近 4 小時的影片講解，上完這門課可以讓你徹底理解 C 語言的指標。
這門課 的講解讓我覺得 C 語言的指標並不如想像中困難，我上完課也很快就體驗到學會指標的好處。在這則筆記，我將分享軟體工程師為什麼有必要學習指標、這門 Udemy 課程的特色、以及我在這門課的收穫。
請注意：這門課 不適合完全初學 C 語言的學生，你至少需要寫過任何一點 for loop 或 function。如果你學過 C、又認為自己忘記大部分內容了，推薦你到 這個網頁 用不到一個小時快速複習就好，不需要太熟、也可以直接開始上課。
目錄
為什麼要學 C 語言？
如果問高手為什麼要寫 C 語言，理由通常會是追求更佳效能。而我自己想學好 C 語言的理由則很單純：
為了強化電腦科學知識！
精通高階程式語言只是軟體工程師技能的其中一環而已，只懂寫 Python 而不懂電腦系統如何運作、怎麼能自稱工程師！為了在本業的資料科學之上、持續提升自己的軟體工程能力，筆者好豪習慣於自學作業系統、計算機結構、以及資料結構，學習這些電腦科學知識的根基都是 C 語言，因此，掌握 C 語言是必要的。
C 語言是中階語言（Middle-Level Language），複雜度介於組合語言（Assembly Language）與高階語言（例如 Python）之間，做練習專案的時候如果碰到 Unix 或 Linux 這些以 C 語言開發的作業系統，對 C 語言不熟悉的話是學不下去的！
此外，使用 C 語言可以直接操作記憶體（Virtual Memory），對於深入理解資料結構也有很大的幫助。而這項好處，上完 這門 Udemy 課程 的 C 指標資料結構實作章節之後，馬上就會體驗到。
課程特色
這門課 主打指標（Pointer）教學，你或許會想：有必要整門課都在講指標嗎？
筆者好豪平時會在程式解題網站 Codewars 上練習 C 語言，推薦你看一眼 這題 或 這題，這些題目明明都被分類為「簡單」，但是，如果指標觀念不清楚，就完全無法解題！
關於指標，你需要懂的一切
這是一門由淺入深專注介紹指標的課程，前半段會詳細講解指標與記憶體的關係、後半段才是應用。指標的教學內容包括：
*與&符號的意義- Array 與 Pointer 的差異
- Pointer to Pointer (Double Pointer)
main()的參數int argc, char *argv[]- Function Pointer 與 Callback Function
malloc()、calloc()、ralloc()與free()
只看這些課綱就頭暈了嗎？要成為夠格的工程師，不論它們看起來再怎麼麻煩都得面對。筆者在滑 PTT 的時候，看到網友分享 面試外商軟體工程師的經驗，該網友被問到其中兩題 C 語言問題就出現在上述的教學內容中！這些概念不會真的很難，既然也都出現在外商面試題中了，可見這些指標知識都是重要的基本功。
讓初學者感到相見恨晚的 Debugger
學習指標的過程，常常會發現指標位置錯了、但是不知道程式錯在哪裡，這時候就可以讓 Debugger （除錯器）來幫忙。
Debugger 會讓程式暫停在你自行設置的中斷點（Breaking Point），讓你控制並檢查程式在運行過程中的狀態、並縮小 Bug 可能出現的範圍。在你抓破頭皮也找不到 Bug 在哪的時候，正確使用 Debugger 能讓你更快找到問題，對 C 語言學習者而言是重要的工具，只不過在程式設計的學校課程或課本通常不會仔細教學，這門課會秀給你看 Debugger 的便利之處。
在 這門課，講師使用 Visual Studio 這個 IDE（整合開發環境）示範 ，你將學會如何用 Debugger 看清楚指標究竟跑到哪裡去了。課程提及的技巧包括：
- 用 Immediate Window 看到運行當下變數如何變化、以及指標實際指向哪個地址
- 幫 Debugger 加上 argument（命令列引數）、理解
*argv[]用法 - 在 Memory Window 直接觀察記憶體裡面發生什麼事，看出指標互相指引的關係
學習程式偵錯，這門課用 IDE 教學的 Debugger 是重要的敲門磚，未來要接著學習 gdb 這類常用的偵錯工具，將能更快上手。
資料結構實戰學習
這門課 將大篇幅地介紹常見的線性資料結構：Linked List、Stack、以及 Queue。平時我們寫高階語言時，這些結構通常都有寫好的 Library 直接呼叫，但是，沒有詳細認識這些結構、盲目使用的話，可能導致程式效率變差！在這門課用 C 語言親手寫出這些結構後，你將更認識各個資料結構的優劣勢。例如，學會 Linked List 是用指標將一個個元素連結在一起之後，會知道它更適合動態分配資源的使用場景。
在實戰範例章節，筆者認為其中一個超重要的主題是：Deep & Shallow Copy。如果你寫過 Python，我們直接用這個範例說明問題點：
>>> arr = [[1,2], [3,4], [5,6]] >>> arr_copy = arr.copy() >>> arr[0] [1, 2] >>> arr[0][0] = 321 >>> arr [[321, 2], [3, 4], [5, 6]] >>> arr_copy [[321, 2], [3, 4], [5, 6]]
我們更動了一個陣列元素的內容，居然也會改變另個陣列？！這就是複製物件時可能犯的 Shallow Copy 錯誤、可以用 Deep Copy 來解決。Python 提供 Deep & Shallow Copy 讓你使用，但是這兩種 Copy 究竟有什麼不一樣，在這門課用 C 語言的指標來學習可以更深刻的理解。不只是 C 語言，在這門課學好程式中的指標觀念，對我們學習任何程式語言都有很大的幫助。
結語
老實說，在 這門課 後半段的資料結構實戰章節，筆者好豪曾經懷疑過自己：「我真的有必要學習用指標從頭寫出這些資料結構嗎？」，我上完課之後的寫程式經驗很快就回答了自己：「當然有！」。
試想一個基本的問題：有 100 個人位在同一個組別，如果我要更改組別的共同資訊（例如組別名稱），明明早就知道這 100 個資料的組別資訊必然一樣，那我還要對 100 筆資料做 100 次更動嗎？不是很沒效率嗎？
不用！我們可以一開始就把 100 個人的組別資訊用指標儲存、而不是存成數值，每個人都指向同一個組別資訊，只要改 1 次內容、100 個人的資訊就會同時更新！
而這個基本的指標思考，就成為我參加 2021 年的其中一項資料科學競賽解題的方式，想知道使用指標跟數據分析究竟有什麼關係的讀者，歡迎參考 好豪的 Shopee Code League 2021 數據分析競賽心得。
不管你的工作是否需要寫 C 語言，我認為指標是學習電腦科學必須精熟的概念、是你寫任何語言都需要的內功。C 語言看似複雜，它提供的記憶體操作 API 很適合好好學習指標觀念，想精進軟體工程實力的你，快大膽加入 這門 C 語言指標 Udemy 課程 一起學習吧！
你跟我一樣熱愛自學嗎？好豪還寫過多篇線上課程的自學心得，推薦你閱讀：
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