c语言编程武侠游戏,[原创]计算机指令体系及程序的意义之武侠版

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[原创]计算机指令体系及程序的意义之武侠版

引子

对于很多初学C语言的学者而言，C语言是有相当难度的，C语言的指针更是如此。

从十多年的教学实践中，我知道了造成这个问题的原因，不单是因为C语言本身所固有的难度，更是因为初学者的计算机背景知识相当匮乏，以至于对C语言中出现、使用的众多概念，甚至没有思考它们所需的合理背景，更缺乏思考它们的经验。

通俗些说，由于初学者没有相关的计算机背景知识，缺乏思考C语言相关知识的基础背景，就好像假设把一个人突然变成狼，突然出现在狼群中，而变得手足无措，即使拥有人类的智慧，也无法理解和认同狼的行为一样。

下面，我通过对计算机指令体系知识的武侠版的讲述，进而进一步讲述“程序”对于计算机的意义，希望能弥补初学习C语言时的那个巨大沟壑的一小部分。

言归正传

一、计算机指令体系与程序

相信众多看客都知道武侠大家----金庸老先生所著的《射雕英雄传》吧。其中郭靖和梅超风大家也不会陌生。在郭靖初出江湖时，曾经有这么一段经历：郭靖因意外喝了宝蛇的血，而受到某些人的追杀，又因慌不择路，不慎掉到一口枯井中，并在此再次“邂逅”了梅超风。此时的梅超风双眼已瞎，而且因练《九阴真经》不慎走火入魔，双腿也不能动弹。这里省略n个字(非重点内容，略过)。后来，郭靖抗着梅超风，冲出枯井，梅超风按照郭靖所说的方位和距离，打出暗器，杀散众人，得以逃脱。

但这里，为了讲述计算机指令体系与程序的方便，我对“梅郭”的故事进行了大量的更改，以适应讲课的需要。

话说很久很久以前，有一个武林高手高手高高手梅超风，此人功夫了得，天下第一。(梅双目失明，性别不详，年龄不详)当然梅有无数的仇敌。另一个人，郭靖，乃一介书生，手无缚鸡之力，但天生聪慧，不过不爱习武。

两个原本不搭噶的人，因机缘巧合，结为忘年、莫逆、生死及刎颈之交，当然，也就有了共同的仇敌。梅本身，虽说双目失明，但因其武功高强，与他人交手也不曾落在下风。但是，现在有了郭靖这个书生的拖累，竟被仇家把他二人双双打下悬崖。

又是机缘巧合，二人没有摔死，反而来到一处世外桃源(这好像是武侠小说的模板式剧情)，吃喝不愁，落得个逍遥自在。

在这桃源深处，梅每日依然勤练武功，虽然郭还是不愿习武，但也天天看梅大侠一招一式。时间久了，郭居然把梅的所有招式全部记在心中。

虽说郭靖不练武功，但毕竟知道自己是梅大侠的累赘，整日寻思着怎样才能帮梅大侠打捶(陕西方言，意为打架)。究竟还是郭靖聪慧过人，竟然想到一个绝妙的方法。经过多日深思熟虑，一日，郭靖终于开口，

“梅大侠，请借一步说话”。

梅：“有甚话语，道来便是！”

郭：“小弟终日观看大侠习武，已然将大侠的18掌、49腿、108式(此处略去3721字)熟记于胸。小弟想把眼睛借给大侠，以增加大侠功力！”

梅：“切切不可(那好啊，但你给么？)... ...”

郭：“你想得美，我不是说要把眼睛挖出来给你，给你也没有啊！我想了一个方法，可以让我当你的眼睛！”

梅：“... ... ？！！”

(现在进入正题)

郭：“我将你的招式逐一编号，且这种编号绝对符合科学化、工程化要求，能通过ISO2011体系认证，而且绝无重复，极具可持续性发展之要求！”

(编者按：这就是计算机科学中，普遍使用的编号管理模式：ASCII码的本质是编号，地址，即指针的本质也是编号，凡凡种种，不一而足！)

郭：“比如：

1 对应 亢龙有悔

2 对应 秋风扫落叶(扫堂腿)

3 对应 弹指神通

4 对应 旱地拔葱(躲避、逃生的招数)

... ...(此处省略一万字)”

郭：“比如我说3、4、1、2，你就分别打出对应的招式：弹指神通、旱地拔葱、亢龙有悔、秋风扫落叶。”

(编者按：这就是计算机世界中传说的“指令码”，即指令编号)

梅：“我还以为郭贤弟有多聪明，这样虽好，但是有大问题啊！”

郭：“大侠莫急，我了解！你怕敌人在东，我却叫你向西攻击，徒劳！为此，我在‘指令码’后面再跟一个数，表示方位：1、2、3、4、5、6，分别表示前、后、左、右、上、下，这样，你就可以有的放矢了”

梅：“啊呀呀，贤弟聪明啊！”

郭：“别急着拍我的马屁，这样还是不够滴！还要在方位后面跟上距离，不然，仇家离你20步远，你在原地再打也够不着啊！”

梅：“贤弟想得周到！”

郭：“安静！还不够！仇家武功有高有低，遇到高人，你却用1成功力打他，无异于自戕；若是菜鸟，你用10成功力，他是被你砸成肉酱了，但长此以往，吾兄真气不久矣！所以，我在最后还要加一个数字，表示功力！这才算一期工程结束！”

梅：“贤弟思维缜密，老朽佩... ...”

郭：“叫你安静啊！现在举个例子，我说数字，你说是神马意思：3 2 8 5 1 2 3 4”

梅：“弹指神通(3)，对后方(2)，8步距离，进行5成功力的打击！然后马上用亢龙有悔(1)，对后方(2)，3步开外，进行4成功力的打击！贤弟啊，这简直就是外科手术般的精准打击啊！”

(编者按：表示方位、距离和功力的数据，在计算机世界中，正好对应了传说中的“操作数”或说“地址码”)

郭：“大侠果然非同凡响！不过，还不够！”

梅：“怎么说？”

郭：“2号动作是秋风扫落叶，是要扫一圈的，这就无所谓方向了；而且大侠的腿也只有那么长，表示距离的数据也没有意义，所以第2和第3个数据没有用啊！

现在轮到大侠选择了，你打算对2号动作的指令怎么计划？如果只用2和表示功力的两个数表达这个动作，那么这就是传说中的‘变长指令系统’(不同的指令具有不同个数的操作数，也就是各指令长度不同)，否则，用两个0来补充方位和距离的两个数，而且对于类似的指令都一视同仁，那么就形成传说中的‘定长指令系统’，这样，无论神马指令，都是由4个数字构成的。大侠怎么取舍啊？”

梅：“有何差别？”

郭：“若用变长指令系统，举个例子：3 4 1 7 2 8 1 5 20 7，这些数字对应神马啊？”

梅超风稍加思索，立刻道：“3 4 1 7，2 8，1 5 20 7，这样应该对应三个动作。每条指令长度不同，我需要稍费时间加以判别。”

(编者按：看客，你能知道个中原因么？)

郭：“若使用定长指令系统，完成上述同样的动作应该对应哪些数字(指令)呢？”

梅超风不假思索道：“3 4 1 7    2 0 0 8    1 5 20 7！这样，每4个数字对应一个动作，我识别指令的速度快多了；只是，这样会出现很多无用的数字，有些浪费内存空间！”

郭靖吃惊且兴奋道：“给力！”

如是，郭靖和梅超风协议出了所有招式的编码和对应规则，并勤练不懈。不日，已趋炉火纯青之地步。而且，郭靖也终于练了些凌波微步、乾坤大挪移等腾挪、逃生之术。终于，在公元某某某某年的一个正午，二人双双跳上悬崖，重出江湖！

不久，再遇昔日仇家，只见郭靖飘忽闪躲，竟然没人能碰到他半根指头；梅超风舞出招式，每击必杀，如同双眸复明！众人被打得满地找牙！但是，仇家发现一个奇怪的现象：郭靖一边闪躲，一边口中念念有词：

“2 5 6 3 1 8 10 2 ... ...”

结论：郭靖在编程！梅超风在执行郭靖的程序！且这是所谓的现场编程！

故事先告一段落，相信各位看官大致明白了计算机指令体系与程序设计之间的关系了吧。

在计算机硬件设计之时，随着硬件的定型，其相应的指令体系也同时确定了下来。为了方便我们编写程序，计算机高手高手高高手们发明了各种程序设计语言，以让我们脱离枯燥的数字(还是二进制数字呢！)形式，改成像if、while这类更容易让我们接受的编程语言，我们这才可以轻松地编写程序了。但是，在我们编写完程序后，还得翻译成计算机才能懂的机器语言形式，才能真正在计算机上运行，因为，计算机只认识二进制！其间，麻烦太太！

再深入些：假设与梅郭同世的还有欧阳锋、欧阳克父子(不介意我的直白吧)，亦为一对煞星刀客，他们也独立协议出一套“指令体系”。由于这两对在研究各自的指令体系时，没有考虑“国际标准化”这等严重的问题，以至于各自为战，自成体系，互不兼容。

造化弄人，昔日的两对，在一个不恰当的时间和不恰当的地点，重新组合，并厮打在一处！这回是郭靖编程指挥欧阳锋，欧阳克编程指挥梅超风！赫赫！不乱才怪呢！(看客现在可以闭上眼睛，想象一下，相信你会莞尔的！)

结论：不同的计算机硬件体系，如Intel和苹果，由于指令体系不同，因此，各自的可执行文件是不能交换执行的。

而，一段源程序，如果只需少量修改，再经过编译形成可执行的机器语言文件，就能在另一个指令体系的计算机系统中运行，这就叫做“可移植性”好。

最后，由于时间问题，我先把问题展开到这个地步，以后有机会再继续。希望此文在博得看客一笑的同时，能将计算机工作原理中的指令体系和指令执行的大致过程有进一步的理解，那么，犬虫门心，我，就心满意足了。

[本帖最后由 犬虫门心 于 2011-2-20 05:40 编辑]

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