基于大数据的C语言程序设计

李勇

摘   要：C语言作为一种程序设计语言，在大数据组成的物联网和云计算中应用广泛，具有强大的适应性和兼容性，是大数据时代下，在IT行业中起到关键作用的程序设计语言。文章分析了基于大数据的C语言程序设计的必然性和应用策略，为C语言在大数据上的应用方向提供了参考依据。以汉字的应用为例，提出了解决C语言应用问题的思路。

关键词：大数据;C语言;程序设计

大数据是指利用新的处理模式来进行决策和处理具有海量信息、增长速度极快的多样化的信息资产。这些信息资产往往无法在短时间内利用常规的软件工具进行捕捉，也没有办法管理和处理这些数据集合。

1    基于大数据的C语言程序设计的必然性

1.1  C语言程序设计研究的现状

基于大数据的C语言是一种计算机程序设计语言，不仅有高级计算机语言的特点，也有汇编类语言的特点。所以，它可以同时应用编汇系统设计和编写应用系统两个工作层面[1]。在编写应用程序时，能够做到不依赖计算机硬件的效果，是一种应用广泛的计算机设计语言。在当今IT行业中，C语言程序设计具有广泛的使用人群和使用方向，是推动计算机发展进步的重要支柱技术。但是，因为C语言入门较为容易，学习纵向深度难度较高，所以聘用的C语言程序设计师，往往无法达到理想的技术水平。而且，与C语言程序设计配套相关的信息系统建设不健全，导致C语言程序设计工作在很多情况下无法达到预想效果，抑制了C语言程序设计的创新力。因此，需要从新的环境中寻找改进措施。

1.2  基于大数据的C语言程序设计的应用

大数据是指利用新的处理模式来进行决策和处理具有海量信息、增长速度极快的多样化的信息资产，这些信息资产往往无法在短时间内利用常规的软件工具进行捕捉，这些数据集合也没有办法进行管理和处理。大数据技术的实现，其根本不是要去掌握这些庞大的数据信息，而是要对这些复杂的、海量的、种类繁多的信息进行专业化的处理，提取出有用的信息，实现无用信息再加工的价值性。

例如，当人们浏览淘宝时，淘宝后台的大数据分析软件就会汇总分析人们浏览时所输入的名称、选择的分类、在某一个界面停留时间的长短，判断出人们的喜好，并在接下来的浏览中，向用户推荐符合数据分析喜好的商品，促进交易的达成，这就是大数据的功用。

C语言目前在大数据应用领域的开发主要体现在数据采集端。大数据的来源依赖于物联网技术，大量的非结构化数据出自物联网系统，而C语言在物联网开发领域有广泛地应用。C语言是嵌入式设备的关键编程语言。由于在嵌入式开发设备中安装大型操作系统和语言不方便，C语言已成为物联网上物联网栈中最受欢迎的语言之一。

在云计算的应用上面，C语言程序设计也是主要构成要素。众所周知，云计算是大数据最常用的信息处理方法，云计算得出的资源是大数据进行挖掘的重要服务支持。上文提到大数据需要对海量数据进行查询、归类、分析、处理，所以对计算能力的要求极高，这就需要云计算作为平台来支持大数据的运作。而云计算也依托浏览器的应用而存在。没有浏览器，云计算就难以普及。浏览器是云计算收集数据信息的一个重要渠道，而浏览器的内核就是C语言程序设计实现的。绝大多数浏览器界面采用的都是C++程序语言，以Web服务器为基础。

常用的Java虚拟机也是通过C语言程序设计实现的，C语言的发展促进了Java语言的进步。Java同样也是物联网的常用语言，是大数据的重要组成部分之一。再加上大数据所应用到的所有通信协议都是通过C语言来实现的，可以看出，基于大数据进行C语言程序设计是大数据时代下不可缺少的重要组成内容。

1.3  基于大数据的C语言程序设计优势

1.3.1  适用范围广

C语言程序设计使用范围广，主要体现在以下两个方面：第一，C语言可以适用于大多数操作系统，具有极强的兼容性。无论是微软的Windows还是Dos，又或者是UNIX，Linux等系统，都可以很好地兼容C语言程序设计应用，对机型的要求很低[2]。第二，C语言所适用的场合也远远多于其他程序设计语言。因为C语言既有高级程序设计语言的编程特性，又有汇编语言的编程特性，所以可以很好地兼容两种不同情况的语言编程需求。C语言在程序设计语言中起到最底层、最基础的编辑作用，却又可以依靠这种基础的全面性，满足各种创新性的高阶编程需求，是一种适用方向极为广泛的编程语言。

1.3.2  基于大数据的C语言程序设计的功能繁多

传统C语言程序设计功能在大数据时代来临之前，较之新兴编程语言较少。但是，基于大数据的C语言，在程序设计时已经可以展现出各种各样的数據类型。并且在引入指针的概念后，能够大幅提升程序的运行效率，让C语言程序设计展示出更强的生命力。再加上自身所具备的强大的计算功能和缜密的逻辑判断功能，C语言在功能设计上已经走向了语言程序设计的前端，不落后于任何一种程序设计语言。

2    基于大数据的C语言程序设计的应用策略分析

2.1  熟练掌握C语言特有函数

在计算机程序设计语言中，针对每一个功能都有相应的函数进行编辑。同样的，在C语言的程序设计中，也需要运用到一些特定的函数，通过函数的名字轻松了解函数的功能。所以，在进行C语言编程时，程序员应该对函数的名字、参数的名字以及返回值的类型进行定义。因为C语言提供的编译系统自带库函数，所以程序员要想调用这些函数的名字，就要利用include指令，运用头文件的方式，将相关内容插入到这些文件当中，从而实现对函数程序的调用。比如，当需要用到sqrt函数时，可以设置includ"string.h"，就可以让这个函数程序正常运行。

2.2  熟练掌握指针的运用

指针的应用是C语言发展过程中最重要的一环，极大地提升了C语言程序的运行效率。因此，在C语言程序设计中，必须要熟练掌握指针的用法。指针在C语言程序设计中起控制实现赋值的作用，为变量关系的建立提供基础[3]。指针是一种特殊的类型变量，对解决程序设计中出现的各种问题可以起到很大作用。指针的组成包括指针的名、值和所对应的类型。在使用指针的过程中，需要利用科学的方法定义指针的名字和类型，为指针赋予正确的数值，以便能够区分指针和变量的功能。

指针的大小还决定了编程的难度。指针的大小由当前CPU运行模式的寻址位数决定。在调用指针时要熟练利用C语言的函数特性，通过流程图来表现算法里面的内容。这不仅需要对函数有极为精准的定义，还要熟练掌握C语言的函数科学，才能进行算法编程。在C语言程序设计的过程中，要对函数所拥有的名字、参数所拥有的名字以及返回值的类型设置具体类型和指令，确定具体的位运算和文件知识，以便能够保证满足程序在最初设定时的具体要求，确定二进制的行为对象。同时，还要设定好文件中有关程序文件和数据文件的步骤，为数据的查找工作提供便利。

2.3  位运算及算法技巧

C语言程序设计具有高级程序设计语言的特性，而在运算方法当中，C语言主要采用位运算。位运算是通过二进制来实现的，是一种具有独特性和唯一性的计算方式。因此，C语言程序设计也是计算机软件编程和程序运行最基础的组成部分。在进行C语言程序编程时，一定要按照相关的程序要求进行符合规定的运算。程序文件也是C语言程序设计当中必不可少的一部分，在编程的过程中需要不断地在文件中储存相关的程序，以便能够简化数据的查找流程，进而起到提高运行效率的作用。

在所有的C语言程序设计中，最核心的部分就是算法，算法的技巧掌握是程序设计的灵魂所在。算法的表现形式多种多样，既可以用自然语言来表现，也可以通过流程图来表达。如果是利用流程图来表示算法，就需要程序员熟练掌握流程图当中需要运用到的符号。C语言的应用还少不了数学知识的参与，所以要掌握牢固的数据知识体系，才能提升C语言程序设计的编程效率。

3    基于大数据的C语言程序设计中的文字问题

在C语言程序设计的应用中，经常会出现汉字运用的问题。比如，如何用变量存储汉字以及对其进行操作。目前，许多C语言参考书都没涉及这个问题，程序中多为处理英文变量和英文字符串，涉及汉字的情况也大都是在printf语句中输出提示信息或结果[4]。如：

1.printf（“请输入a，b的值：＼n”）;

2.printf（“输出功率为%s千瓦。＼n”，power）;

可以在计算机上用strlen（ ）函数测试一下，如：

1.printf（“%d”，strlen（“计算机”））;

若输出为6，则每个汉字占两个字节;若输出12，则每个汉字占4个字节。大多数系统是每个汉字占两个字节的，即上述语句输出值为6。应当注意的是，一个全角字符（包括标点符号）同汉字占据相同的字节。本研究假定每个汉字占两个字节。这样就可以成功地用字符数组存储汉字。因为在C语言中，字符串通过'＼0'作为结束标记，系统会自动加上这个标记符，利用strlen（ ）函数进行测试的返回值不包括'＼0'，在定义和初始化字符数组时应当使数组长度最小为实际字符串长再加1，如：

1.static char name[7]="孙悟空"; /*数组长度为7说明最多可存放3个汉字*/

如果把数组长度定义为6，如：

2.static char array[]={“中国计算机软件专业技术水平考试”};

同样可以定义二维数组，下面这个二维数组可以存放10个人名：

1.char member[10][8]; /*10个元素，每个元素中最多能放3个汉字*/

因为二维数组member[10][8]可以看成特殊的一维数组member[0]，member[1]，…，member[9]。这一维数组分别表示各行，而一行就表示了一个人名。因此，如果想操作每个人名，只需写成member[0]、member[1]，下面给出一个实例程序，它的功能是计算出输入年份的天干地支。

2.#include “string.h”

3.#define HANZI_ZIJIE

4.3 //所选汉字编码每个占3字节.

5.int main（）

6.{

7.int a，b，year;

8.char gz[ HANZI_ZIJIE*2+1]; /*用来表示干支的字符变量*/

9./*注意：下面两个语句中{}内的引号和逗号不能为全角字符*/

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（“请输入一个年份：”）;

13.scanf（“%d”，&year）;

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

15.b=（year-1804）%12;

16.strcpy（gz，tg[a]）;

17.strcat（gz，dz[b]）;

18.printf（“%d年的干支为：%s＼n”，year，gz）;

19.}

正确的运行结果：

请输入一个年份：1999

1999年的干支为：己卯

若数组大小小于汉字所占字节数可能会出现如下结果：

己庚辛壬癸卯辰巳午未申酉戍亥 //

这是存储该汉字时空间不够导致尾零丢失所致。

4    结语

C语言程序设计自身所具备的优越性可以完全适应大数据时代所带来的新需求。但是，对程序员的技能水平提出了更高的要求。程序员要更加熟练地掌握C语言函数的运用、指针的运用以及算法的运用，才能不被时代所淘汰，为不断提升C语言程序设计水平、推进大数据时代快速发展进步做出贡献。