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C语言的前世今生

已有 625 次阅读  2009-09-08 10:41   标签C语言 

C,是一种通用的程序设计语言,它主要用来进行系统程序设计。具有高效、灵活、功能丰富、表达力强和移植性好等的特点,在程序员中备受青睐。

C语言是由UNIX的研制者丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)和肯·汤普逊(Ken Thompson)于1970年研制出的B语言的基础上发展和完善起来的。C语言可以广泛应用于不同的操作系统,例如UNIXMS-DOSMicrosoft WindowsLinux等。C语言是一种面向过程的语言,同时具有高级语言汇编语言的优点。在C语言的基础上发展起来的有支持多种程序设计风格C++语言,网络上广泛使用的JavaJavaScript,微软的C#等。

1983年美国国家标准委员会(ANSI)对C语言进行了标准化,于1983年颁布了第一个C语言标准草案(83 ANSI C),后来于1987年又颁布了另一个C语言标准草案(87 ANSI C)。最新的C语言标准是在1999年颁布并在2000年3月被ANSI采用的 C99 ,但由于未得到主流编译器厂家的支持,直到2004年C99 并未被广泛使用,增加了若干新特性后 C99 已经逐渐让C语言和C++分道扬镳。

C语言的特色
  • C语言是系统程序语言
  • C语言保留了低级语言的特性,例如涉及内存的指针。
  • 使用了预处理机制,使得程序里可以通过包含例如宏处理的方式来处理源程序

C语言的不足可以由C语言发展而来的更新的编程语言改进。Cyclone语言的拥有提防对于内存错误的特性。C++和Objective C提供了用于面向对象的编程结构。Java和C#增加了面向对象的结构使得对内存的管理自动化。

C語言的主要特性
  • C語言保留了低階語言的特性,例如涉及記憶體的指针。
  • C語言通過參數在函數裏傳遞數值。
  • 使用了預處理機制,使得程式裏可以通過包含例如巨集處理的方式來處理根源程式
  • C語言提供了一套標準庫,這些庫裏提供了十分有用的功能。

但是並不是所有的這些特性都是有效的。例如,預處理通常作爲一個獨立的程式被處理,這使得预處理的程式並不一定被完全編譯。

雖然C是高階語言,但是它同時擁有一些組合語言的特性,對其他的語言來說這是接近低階語言的特點。例如,在C語言裏,程式師可以對電腦記憶體進行管理。在默認的情況下,C語言不會對陣列的範圍進行檢查,也就是說即使陣列越界,C語言也不會作出錯誤提示。對電腦記憶體的管理使得程式员可以编出更快捷、更有效的程式,這對於設備驅動程式來說尤爲重要。但是這也使得程式容易産生令人討厭的“臭蟲”,例如緩衝器溢出錯誤。然而,這些錯誤可以由一些工具來避免。

C語言的不足可以由从C語言發展而來的更新的編程語言改進。Cyclone語言的擁有提防對於記憶體錯誤的特性。C++和Objective C提供了用於面向物件的編程結構。Java和C#增加了面向物件的結構使得對記憶體的管理自動化。

近年来,由于Java的编译技术有了极大的提高,采取许多C和C++不能采用的动态编译技术,使得Java的性能日益突出。

C语言的历史

C语言的第一次发展在1969年到1973年之间。C之所以被称为C是因为C语言的很多特性是由一种更早的被称为B语言的编程语言中发展而来的。

到了1973年,C语言已经可以用来编写Unix操作系统的内核。这是第一次用C语言来编写操作系统的内核。丹尼斯·里奇和Brian Kernighan在1978年出版了《C程序设计语言》(The C Programming Language,经常简称为“白皮书”或“K&R”)。

1980年以后,贝尔实验室使得C变得更为广泛的流行,使得C一度成为了操作系统和应用程序编程的首选。甚至到今天,它仍被广泛用于编写操作系统以及作为广泛的计算机教育的语言。但目前Java程序员的数量已经超过了C程序员和C++程序员的总和。2005年4月,C++之父称C++用户超过300万。

  分析机构EvansData定期对开发人员展开调查,其调查结果与Stroustrup提出的C++正在扩张的说法相违背。EvansData的数据显示,以C++为工具的开发人员在整个开发界所占的比例由1998年春天的76%下降至2004年秋的46%。

Forrester最新的调查显示,C++、微软VisualBasic和Java是众多公司产品体系的首选语言。对100家公司的调查显示,C/C++、VisualBasic和Java在产品体系中的使用比例分别是59%、61%和66%。

http://tech.sina.com.cn/it/2005-04-25/1042592385.shtml http://www.yesky.com/SoftChannel/72343471356116992/20050425/1940294.shtml


而据路透社2004年6月报道,java程序员在那时就已经超过了420万,java程序员在一年内增长了120万。按最保守的估计,现在java程序员也有500万 http://news.ccidnet.com/pub/article/c1366_a125565_p1.html

1980年代晚期,布贾尼·斯特劳斯特卢普贝尔实验室为C语言添加了面向对象的特性.这种语言成为了C++。C++现在广泛应用的在Microsoft Windows下运行的商业应用程序的编制,然而C仍然是UNIX世界的热门编程语言。

C语言的版本 K&R C

C不断的从它的第一版本进行改进。在1978年,Kernighan和里奇的《C程序设计语言》第一版出版。它介绍了下面的有关C语言版本的特性:

  • struct数据类型
  • long int数据类型
  • unsigned int数据类型
  • 把运算符=+改为+=,依次类推。因为=+使得编译器混淆。

在以后的几年里,《C程序设计语言》一直被广泛作为C语言事实上的规范。在这本书中,C语言通常被表述成“K&R C”。(第二版的包括了ANSI C标准)

K&R C通常被作为C编译器所支持的最基本的C语言部分。虽然现在的编译器并不一定都完全遵循ANSI标准,但K&R C作为C语言的最低要求仍然要编程人员掌握。但是无论怎样,现在使用广泛的C语言版本都已经与K&R C相距甚远了,因为这些编译器都使用ANSI C标准。 //....

ANSI C和ISO C

1989年,C语言被ANSI标准化。(ANSI X3.159-1989)。标准化的一个目的是扩展K&R C。这个标准包括了一些新的特性。在K&R出版后,一些新的特征被“非官方”的加到C语言中。

  • void函数
  • 函数返回struct或union类型
  • void *数据类型

在ANSI标准化自己的过程中,一些新的特征被加了进去。ANSI也标准了函数库。ANSI C标准被ISO国际标准化组织)采纳成为ISO 9899。ISO的第一个版本文件在1990年出版。

C99

在ANSI标准化后,C语言的标准在一段相当的时间内都保持不变,尽管C++继续在改进。(实际上,Normative Amendment1在1995年已经开发了一个新的C语言版本。但是这个版本很少为人所知。)标准在90年代才经历了改进,这就是ISO9899:1999(1999年出版)。这个版本就是通常提及的C99。它被ANSI于2000年三月采用。

在C99中包括的特性有:

  • 对编译器限制增加了,比如源程序每行要求至少支持到 4095 字节,变量名函数名的要求支持到 63 字节 (extern 要求支持到 31)
  • 预处理增强了。例如:
    • 支持取参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__
    • 使用的时候,参数如果不写,里用 #,## 这样的东西会扩展成空串。(以前会出错的)
    • 支持 // 行注释(这个特性实际上在C89的很多编译器上已经被支持了)
  • 增加了新关键字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool
    • 支持 long long, long double _Complex, float _Complex 这样的类型
  • 支持 <: :> <% %> %: %:%: ,等等奇怪的符号替代,D&E 里提过这个
  • 支持了不定长的数组。数组的长度就可以用变量了。声明类型的时候呢,就用 int a[*] 这样的写法。不过考虑到效率和实现,这玩意并不是一个新类型。所以就不能用在全局里,或者 struct union 里面,如果你用了这样的东西,goto 语句就受限制了。
  • 变量声明不必放在语句块的开头,for 语句提倡这么写 for(int i=0;i<100;++i) 就是说,int i 的声明放在里面,i 只在 for 里面有效。
  • 当一个类似结构的东西需要临时构造的时候,可以用 (type_name){xx,xx,xx} 这有点像 C++ 的构造函数
  • 初始化结构的时候现在可以这样写:
struct {int a[3], b;} hehe[] = { [0].a = {1}, [1].a = 2 }; struct {int a, b, c, d;} hehe = { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5} // 3,4 是对 .c,.d 赋值的
  • 字符串里面,\u 支持 unicode 的字符
  • 支持 16 进制的浮点数的描述
  • 所以 printf scanf 的格式化串多支持了 ll / LL (VC6 里用的 I64) 对应新的 long long 类型。
  • 浮点数的内部数据描述支持了新标准,这个可以用 #pragma 编译器指定
  • 除了已经有的 __line__ __file__ 以外,又支持了一个 __func__ 可以得到当前的函数名
  • 对于非常数的表达式,也允许编译器做化简
  • 修改了对于 / % 处理负数上的定义,比如老的标准里 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1 而现在 -22 / 7 = -4, -22 % 7 = 6
  • 取消了不写函数返回类型默认就是 int 的规定
  • 允许 struct 定义的最后一个数组写做 [] 不指定其长度描述
  • const const int i; 将被当作 const int i; 处理
  • 增加和修改了一些标准头文件, 比如定义 bool 的 <stdbool.h> 定义一些标准长度的 int 的 <inttypes.h> 定义复数的 <complex.h> 定义宽字符的 <wctype.h> 有点泛型味道的数学函数 <tgmath.h> 跟浮点数有关的 <fenv.h>。<stdarg.h> 里多了一个 va_copy 可以复制 ... 的参数。<time.h> 里多了个 struct tmx 对 struct tm 做了扩展
  • 输入输出对宽字符还有长整数等做了相应的支持

但是各个公司对C99的支持所表现出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的时候,微软Borland却似乎对此不感兴趣。

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