奚：王老師，指針是C語(yǔ)言中最難掌握的概念了吧？

王：是呀，學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的畏懼幾乎都來(lái)自對(duì)指針的畏懼。但是指針同時(shí)也是功能非常強(qiáng)大而且應(yīng)用非常廣泛的，因此遲早都必須掌握它[1]。

奚：其他高級(jí)語(yǔ)言不包含指針嗎？

王：包含，但是大多數(shù)高級(jí)語(yǔ)言根本就不允許你對(duì)指針進(jìn)行任何操作，你只能看一看指針指向哪里[2]。

奚：你們選擇C和C++來(lái)研究程序語(yǔ)言發(fā)展規(guī)律，是否與它們包含了對(duì)指針的操作有關(guān)？

王：可以這樣說(shuō)。指針為C語(yǔ)言編程提供了強(qiáng)大的支持——如果能正確而靈活地利用指針，就可以直接切入問(wèn)題的核心，或者將程序分割成一個(gè)個(gè)片段。一個(gè)很好地利用了指針的程序會(huì)非常高效、簡(jiǎn)潔和精致[2]。學(xué)好指針也是為通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和具體的標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備[1]，因?yàn)镃++的STL迭代器的機(jī)制是模擬指針的操作而設(shè)計(jì)[3]，迭代器是指針的高級(jí)形式。事實(shí)上，指針是數(shù)據(jù)和處理的中介：計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是為了處理，處理一般通過(guò)指針找到存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)。程序語(yǔ)言的發(fā)展都會(huì)反映在指針的發(fā)展上。

奚：指針這么重要，卻一直令人生畏，問(wèn)題在哪里呢？

王：主要在教學(xué)環(huán)節(jié)上。很多教材都是簡(jiǎn)單地把指針等同于地址，而實(shí)際上，地址和指針的關(guān)系，是低級(jí)機(jī)器語(yǔ)言中的地址和高級(jí)C語(yǔ)言中的指針的關(guān)系，是語(yǔ)言要素從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展。按照辯證法指南，我們只有切實(shí)地研究這個(gè)發(fā)展過(guò)程，才能真正認(rèn)識(shí)指針本身。

奚：那么，指針和地址的關(guān)系應(yīng)該如何描述呢？

王：它們是辯證法意義上的否定關(guān)系。“一切發(fā)展，不管其內(nèi)容如何，都可以看作一系列不同的發(fā)展階段，它們以一個(gè)否定另一個(gè)的方式彼此聯(lián)系著”[4]。而且每一種事物都有它的特殊的否定方式，經(jīng)過(guò)這樣的否定，它同時(shí)就獲得發(fā)展，每一種觀念和概念也是如此 [5]。如果不研究指針?lè)穸▽?duì)地址的特殊的否定方式，即不研究從地址到指針的發(fā)展，指針就會(huì)神秘化，就會(huì)成為教條，就會(huì)與人對(duì)立起來(lái)，使人對(duì)它的認(rèn)識(shí)只能停留在本能地服從或熟悉它的使用約定上。有一本引進(jìn)的《標(biāo)準(zhǔn)C++寶典》就這樣說(shuō)：“毫無(wú)疑問(wèn)，數(shù)組和指針讓剛剛接觸C和C++的程序員感到頭痛。這時(shí)，最好堅(jiān)持反復(fù)練習(xí)一些最基本的使用約定，直到習(xí)慣了指針和數(shù)組之間的可互換性，概念上的模糊就會(huì)越來(lái)越少”[6]。甚至還說(shuō)，“對(duì)于初學(xué)C和C++的程序員而言，指針、地址以及指針和數(shù)組之間的關(guān)系都是非常令人頭痛的概念?，F(xiàn)在我教給大家一個(gè)好辦法，把下面這些例子掛在計(jì)算機(jī)上方的墻上，每天注視它們，直到對(duì)指針和地址的運(yùn)用已經(jīng)成為一種本能”[7]。

奚：這不是把指針和地址的關(guān)系當(dāng)成一種死記硬背的公式了嗎？

王：就是啊。不分析事物的變化、發(fā)展，不研究事物矛盾的特殊性，有關(guān)的一切理論、概念都會(huì)成為框框、教條。

奚：這種方法可能還具有一定的代表性吧？

王：是的，但辯證唯物主義要求我們，理論不應(yīng)該是教條，而應(yīng)該是對(duì)包含著一連串互相銜接的階段的那種發(fā)展過(guò)程的闡明[8]。對(duì)于指針、地址以及指針和數(shù)組之間的關(guān)系，應(yīng)該結(jié)合程序設(shè)計(jì)，結(jié)合機(jī)器語(yǔ)言和C語(yǔ)言這兩個(gè)被地址和指針銜接起來(lái)的程序語(yǔ)言階段來(lái)認(rèn)識(shí)。

奚：在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言之前，計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生可能專門(mén)學(xué)過(guò)機(jī)器語(yǔ)言，而非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生可能就沒(méi)有學(xué)過(guò)機(jī)器語(yǔ)言。要打破專業(yè)界限地學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，機(jī)器語(yǔ)言這一章應(yīng)該包含多少內(nèi)容才合理呢？

王：對(duì)專門(mén)學(xué)過(guò)機(jī)器語(yǔ)言的學(xué)生，這一章是按照程序語(yǔ)言發(fā)展規(guī)律所做的概括和總結(jié)。對(duì)沒(méi)有學(xué)過(guò)的學(xué)生，這一章包含了程序語(yǔ)言的一切要素和這些要素進(jìn)一步發(fā)展的可能。比如地址發(fā)展為指針的可能。

奚：這種可能是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？

王：地址發(fā)展為指針，是因?yàn)槌绦蛘Z(yǔ)言向前發(fā)展了；程序語(yǔ)言向前發(fā)展了，是因?yàn)閿?shù)據(jù)處理即程序設(shè)計(jì)的需要向前發(fā)展了。因此，我們只有從程序設(shè)計(jì)的需要出發(fā)，才能闡明從地址到指針的發(fā)展。“指針、地址以及指針和數(shù)組之間的關(guān)系”之所以令人頭痛，是因?yàn)槌绦蛟O(shè)計(jì)對(duì)指針的需要還沒(méi)有獲得合乎規(guī)律、合乎邏輯的表達(dá)，還沒(méi)有成為指針定義的一部分。

奚：怎樣才能做到合乎規(guī)律、合乎邏輯呢？

王：機(jī)器語(yǔ)言發(fā)展到C語(yǔ)言，作為機(jī)器語(yǔ)言要素的地址就要發(fā)展為C語(yǔ)言的要素，這就是指針類型。指針是C的類型，就應(yīng)該和整型、字符型等語(yǔ)言內(nèi)置類型一樣，具有自己的常量，因此，指針字面值常量的引入是不可避免的。而處理的需要又使指針一但出現(xiàn)就和數(shù)組構(gòu)成一個(gè)整體，它們都以對(duì)方的存在作為自己存在的前提。這種整體性要求把一個(gè)變量等價(jià)于一個(gè)長(zhǎng)度為1的數(shù)組，把指向一個(gè)變量的指針看作是指向一個(gè)長(zhǎng)度為1的數(shù)組的指針。這種整體性的科學(xué)性需要二維指針和二維數(shù)組的定義來(lái)檢驗(yàn)，例如，二維數(shù)組必須是一維數(shù)組的推廣，就像二重積分是一重積分的推廣一樣，而且它們?cè)谝欢l件下可以互相轉(zhuǎn)化。這一切就是合乎規(guī)律、合乎邏輯的。

奚：這樣說(shuō)來(lái)，指針和數(shù)組是相互依賴、相互作用的關(guān)系。

王：是的，相互作用是事物真正的終極原因。我們不可能追究到比相互作用更深層的原因，因?yàn)樵谒澈鬀](méi)有什么可認(rèn)識(shí)的了[9]。

奚：既然指針和數(shù)組是辯證的關(guān)系，那么我們可以把這種關(guān)系包含在指針和數(shù)組的定義中，這樣就不再令我們頭痛了。

王：應(yīng)該這樣的。形而上學(xué)在認(rèn)識(shí)事物的時(shí)候，忽視了它們的聯(lián)系，而辯證法是在普遍聯(lián)系中認(rèn)識(shí)事物。

奚：您文章中的圖3和表1分別是關(guān)于一維數(shù)組和二維數(shù)組的整體特征的表述，其中具體列出了很多元素之間的關(guān)系。數(shù)組是什么，是否就綜合在這張表中。

王：是的?！熬唧w之所以具體，因?yàn)樗窃S多規(guī)定的綜合，因而是多樣性的統(tǒng)一”[10]。例如，對(duì)資本主義經(jīng)濟(jì)形態(tài)中的人口，馬克思有一段精彩的論述：“拋開(kāi)構(gòu)成人口的階級(jí)，人口就是一個(gè)抽象。如果我不知道這些階級(jí)所依據(jù)的因素，如雇傭勞動(dòng)、資本等等，階級(jí)又是一句空話。而這些因素是以交換、分工、價(jià)格等等為前提的。比如資本，如果沒(méi)有雇傭勞動(dòng)、價(jià)值、貨幣、價(jià)格等等，它就什么也不是”[10]。經(jīng)過(guò)馬克思的分析和綜合，人口已不是一個(gè)混沌的關(guān)于整體的表象，而是一個(gè)具有許多規(guī)定和關(guān)系的豐富的總體了[10]。

奚：辯證法真是處處顯示出它高屋建瓴的作用。

王：這就是辯證思維的結(jié)果。

奚：這種方法應(yīng)該是中學(xué)生進(jìn)入大學(xué)之后盡快掌握的方法。

王：是的?！胺治龊途C合不是一種辯證的認(rèn)識(shí)方法，而是基本的辯證的認(rèn)識(shí)方法，其他認(rèn)識(shí)方法都是這個(gè)方法的環(huán)節(jié)、方面或表現(xiàn)。因?yàn)榉治龊途C合的過(guò)程，就是矛盾的分析與綜合的過(guò)程，就是對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律在認(rèn)識(shí)過(guò)程中的完整表現(xiàn)和運(yùn)用，就是辯證的認(rèn)識(shí)過(guò)程的橫剖面”[11]。

奚：您的文章在敘述指針和數(shù)組的性質(zhì)時(shí)，處處包含人的需要，例如，“超過(guò)下標(biāo)范圍的索引訪問(wèn)是非法的，不管編譯器對(duì)超越下標(biāo)范圍的訪問(wèn)如何處理，我們都要自覺(jué)的遵守這個(gè)實(shí)際上是屬于我們自己的設(shè)計(jì)”。還有，“如果傳遞數(shù)組指針的目的是傳遞數(shù)組的值，那么應(yīng)該把數(shù)組指針傳遞給同類型指針變量”。我覺(jué)得這些表達(dá)很有“以人為本”的味道。

王：這也是合乎規(guī)律、合乎邏輯的表達(dá)。地址發(fā)展為指針，歸根到底是數(shù)據(jù)處理即程序設(shè)計(jì)的需要向前發(fā)展了，而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的是人，數(shù)據(jù)處理的需要是人的需要。“實(shí)踐就是具有必然性和普遍性的主觀要求的實(shí)現(xiàn)”[12]?？梢哉f(shuō)，我們對(duì)指針的需要在多大程度上被合乎規(guī)律、合乎邏輯地表達(dá)出來(lái)，我們就在多大程度上認(rèn)識(shí)了指針。

奚：如您上一期所說(shuō)，辯證邏輯要求我們“必須把人的全部實(shí)踐——作為真理的標(biāo)準(zhǔn)，也作為事物同人所需要它的那一點(diǎn)聯(lián)系的實(shí)際確定者——包括到事物的完美的‘定義’中去”。于是，概念的定義包含著實(shí)踐，實(shí)踐包含著人的需要。

王：“凡是把理論引向神秘主義方面去的神秘東西，都能在人的實(shí)踐中以及對(duì)這個(gè)實(shí)踐的理解中得到合理的解決”[13]。

奚：在您引用的《標(biāo)準(zhǔn)C++寶典》的一段話中，提到反復(fù)練習(xí)，能不能說(shuō)這也是實(shí)踐呢？

王：實(shí)踐活動(dòng)，不管內(nèi)容如何，都是沿著一系列從低級(jí)到高級(jí)的階段發(fā)展的。練習(xí)是反復(fù)學(xué)習(xí)，以求熟練。而學(xué)習(xí)的知識(shí)和理論是實(shí)踐活動(dòng)的概括和總結(jié)，應(yīng)該說(shuō)練習(xí)也是實(shí)踐。但是概括和總結(jié)的方法不同，練習(xí)的意義和效果也就不同。例如，舊形而上學(xué)是從那種把非生物和生物當(dāng)作既成事物來(lái)研究的自然科學(xué)中產(chǎn)生的[14]，囿于當(dāng)時(shí)實(shí)踐的局限性，它看待事物的方法是孤立、靜止和片面的。而馬克思主義唯物辯證法是以十九世紀(jì)中葉的細(xì)胞學(xué)說(shuō)、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律和達(dá)爾文的進(jìn)化論等自然科學(xué)的巨大進(jìn)步為基礎(chǔ)的。

奚：所以辯證法的概括和總結(jié)是最進(jìn)步、最重要的思維方法。

王：不僅如此，現(xiàn)代自然科學(xué)每天都提供大量材料，證明自然界的一切歸根到底都是辯證的，而不是形而上學(xué)的，形而上學(xué)的方法已經(jīng)是不中用的了。例如，當(dāng)物理學(xué)進(jìn)入亞原子世界，物質(zhì)離開(kāi)它們同周圍環(huán)境的相互作用關(guān)系，我們就無(wú)從描述。像“夸克”這樣的物質(zhì)，到現(xiàn)在為止我們甚至還不知道它能否單獨(dú)存在。

奚：所以辯證法認(rèn)為，事物是普遍聯(lián)系的，沒(méi)有孤立存在的事物。

王：當(dāng)我們?cè)噲D為亞原子畫(huà)像時(shí)，采用的儀器裝置不同，結(jié)果不同，觀察者和觀察對(duì)象成了不可分割的整體。

奚：所以辯證法要求把人的實(shí)踐包含到關(guān)于事物的完美定義中去。

王：如果我們能夠自覺(jué)地做一個(gè)辯證唯物主義者，而不是等到自然界中處處存在的辯證性質(zhì)迫使我們接受辯證法，我們就會(huì)少走很多彎路。如果指針和數(shù)組一開(kāi)始就以相互依存、相互作用的關(guān)系出現(xiàn)，如果地址和指針能夠從程序設(shè)計(jì)的需要出發(fā)，被合乎規(guī)律、合乎邏輯地表達(dá)出來(lái)，指針、地址以及指針和數(shù)組之間的關(guān)系就不會(huì)如書(shū)上所說(shuō)非常令我們頭痛，我們也就不需要“每天注視它們，直到對(duì)指針和地址的運(yùn)用已經(jīng)成為一種本能”。

奚：我們的練習(xí)、我們的學(xué)習(xí)就會(huì)是主動(dòng)的、積極的。

王：是的，因?yàn)樵趯?shí)踐中，人是主動(dòng)的、積極的。

參考文獻(xiàn)

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