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C語言到底是什麽東西

C語言是壹門通用計算機編程語言,應用廣泛。C語言的設計目標是提供壹種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的機器碼以及不需要任何運行環境支持便能運行的編程語言。

盡管C語言提供了許多低級處理的功能,但仍然保持著良好跨平臺的特性,以壹個標準規格寫出的C語言程序可在許多電腦平臺上進行編譯,甚至包含壹些嵌入式處理器(單片機或稱MCU)以及超級電腦等作業平臺。

二十世紀八十年代,為了避免各開發廠商用的C語言語法產生差異,由美國國家標準局為C語言訂定了壹套完整的國際標準語法,稱為ANSI C,作為C語言最初的標準。

C語言之所以命名為C,是因為 C語言源自Ken Thompson發明的B語言,而 B語言則源自BCPL語言。

1967年,劍橋大學的Martin Richards對CPL語言進行了簡化,於是產生了BCPL(Basic Combined Programming Language)語言。

c語言

20世紀60年代,美國AT&T公司貝爾實驗室(AT&T Bell Laboratory)的研究員Ken Thompson閑來無事,手癢難耐,想玩壹個他自己編的,模擬在太陽系航行的電子遊戲——Space Travel。他背著老板,找到了臺空閑的機器——PDP-7。但這臺機器沒有操作系統,而遊戲必須使用操作系統的壹些功能,於是他著手為PDP-7開發操作系統。後來,這個操作系統被命名為——UNIX。

1970年,美國貝爾實驗室的 Ken Thompson,以BCPL語言為基礎,設計出很簡單且很接近硬件的B語言(取BCPL的首字母)。並且他用B語言寫了第壹個UNIX操作系統。

1971年,同樣酷愛Space Travel的Dennis M.Ritchie為了能早點兒玩上遊戲,加入了Thompson的開發項目,合作開發UNIX。他的主要工作是改造B語言,使其更成熟。

1972年,美國貝爾實驗室的 D.M.Ritchie 在B語言的基礎上最終設計出了壹種新的語言,他取了BCPL的第二個字母作為這種語言的名字,這就是C語言。

1973年初,C語言的主體完成。Thompson和Ritchie迫不及待地開始用它完全重寫了UNIX。此時,編程的樂趣使他們已經完全忘記了那個"Space Travel",壹門心思地投入到了UNIX和C語言的開發中。隨著UNIX的發展,C語言自身也在不斷地完善。直到今天,各種版本的UNIX內核和周邊工具仍然使用C語言作為最主要的開發語言,其中還有不少繼承Thompson和Ritchie之手的代碼。[2]

在開發中,他們還考慮把UNIX移植到其他類型的計算機上使用。C語言強大的移植性(Portability)在此顯現。機器語言和匯編語言都不具有移植性,為x86開發的程序,不可能在Alpha,SPARC和ARM等機器上運行。而C語言程序則可以使用在任意架構的處理器上,只要那種架構的處理器具有對應的C語言編譯器和庫,然後將C源代碼編譯、連接成目標二進制文件之後即可運行。

1977年,Dennis M.Ritchie發表了不依賴於具體機器系統的C語言編譯文本《可移植的C語言編譯程序》。

C語言繼續發展,在1982年,很多有識之士和美國國家標準協會為了使這個語言健康地發展下去,決定成立C標準委員會,建立C語言的標準。委員會由硬件廠商,編譯器及其他軟件工具生產商,軟件設計師,顧問,學術界人士,C語言作者和應用程序員組成。1989年,ANSI發布了第壹個完整的C語言標準——ANSI X3.159—1989,簡稱“C89”,不過人們也習慣稱其為“ANSI C”。C89在1990年被國際標準組織ISO(International Organization for Standardization)壹字不改地采納,ISO官方給予的名稱為:ISO/IEC 9899,所以ISO/IEC9899: 1990也通常被簡稱為“C90”。1999年,在做了壹些必要的修正和完善後,ISO發布了新的C語言標準,命名為ISO/IEC 9899:1999,簡稱“C99”。 在2011年12月8日,ISO又正式發布了新的標準,稱為ISO/IEC9899: 2011,簡稱為“C11”。

基本特性

C++語言代碼

1、高級語言:它是把高級語言的基本結構和語句與低級語言的實用性結合起來的工作單元。

2、結構式語言:結構式語言的顯著特點是代碼及數據的分隔化,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結構化方式可使程序層次清晰,便於使用、維護以及調試。C 語言是以函數形式提供給用戶的,這些函數可方便的調用,並具有多種循環、條件語句控制程序流向,從而使程序完全結構化。

4、代碼級別的跨平臺:由於標準的存在,使得幾乎同樣的C代碼可用於多種操作系統,如Windows、DOS、UNIX等等;也適用於多種機型。C語言對編寫需要進行硬件操作的場合,優於其它高級語言。

5、使用指針:可以直接進行靠近硬件的操作,但是C的指針操作不做保護,也給它帶來了很多不安全的因素。C++在這方面做了改進,在保留了指針操作的同時又增強了安全性,受到了壹些用戶的支持,但是,由於這些改進增加語言的復雜度,也為另壹部分所詬病。Java則吸取了C++的教訓,取消了指針操作,也取消了C++改進中壹些備受爭議的地方,在安全性和適合性方面均取得良好的效果,但其本身解釋在虛擬機中運行,運行效率低於C++/C。壹般而言,C,C++,java被視為同壹系的語言,它們長期占據著程序使用榜的前三名。

特有特點

C語言是壹個有結構化程序設計、具有變量作用域(variable scope)以及遞歸功能的過程式語言。

C語言傳遞參數均是以值傳遞(pass by value),另外也可以傳遞指針(a pointer passed by value)。

不同的變量類型可以用結構體(struct)組合在壹起。

只有32個保留字(reserved keywords),使變量、函數命名有更多彈性。

部份的變量類型可以轉換,例如整型和字符型變量。

通過指針(pointer),C語言可以容易的對存儲器進行低級控制。

預編譯處理(preprocessor)讓C語言的編譯更具有彈性。

優缺點

優點

1、簡潔緊湊、靈活方便

C語言壹***只有32個關鍵字,9種控制語句,程序書寫形式自由,區分大小寫。把高級語言的基本結構和語句與低級語言的實用性結合起來。C 語言可以像匯編語言壹樣對位、字節和地址進行操作,而這三者是計算機最基本的工作單元。

2、運算符豐富

C語言的運算符包含的範圍很廣泛,***有34種運算符。C語言把括號、賦值、強制類型轉換等都作為運算符處理。從而使C語言的運算類型極其豐富,表達式類型多樣化。靈活使用各種運算符可以實現在其它高級語言中難以實現的運算。

3、數據類型豐富

C語言的數據類型有:整型、實型、字符型、數組類型、指針類型、結構體類型、***用體類型等。能用來實現各種復雜的數據結構的運算。並引入了指針概念,使程序效率更高。

4、表達方式靈活實用

C語言提供多種運算符和表達式值的方法,對問題的表達可通過多種途徑獲得,其程序設計更主動、靈活。它語法限制不太嚴格,程序設計自由度大,如對整型量與字符型數據及邏輯型數據可以通用等。

5、允許直接訪問物理地址,對硬件進行操作

由於C語言允許直接訪問物理地址,可以直接對硬件進行操作,因此它既具有高級語言的功能,又具有低級語言的許多功能,能夠像匯編語言壹樣對位(bit)、字節和地址進行操作,而這三者是計算機最基本的工作單元,可用來寫系統軟件。

6、生成目標代碼質量高,程序執行效率高

C語言描述問題比匯編語言迅速,工作量小、可讀性好,易於調試、修改和移植,而代碼質量與匯編語言相當。C語言壹般只比匯編程序生成的目標代碼效率低10%~20%。

7、可移植性好

C語言在不同機器上的C編譯程序,86%的代碼是公***的,所以C語言的編譯程序便於移植。在壹個環境上用C語言編寫的程序,不改動或稍加改動,就可移植到另壹個完全不同的環境中運行。

8、表達力強

C語言有豐富的數據結構和運算符。包含了各種數據結構,如整型、數組類型、指針類型和聯合類型等,用來實現各種數據結構的運算。C語言的運算符有34種,範圍很寬,靈活使用各種運算符可以實現難度極大的運算。

C語言能直接訪問硬件的物理地址,能進行位(bit)操作。兼有高級語言和低級語言的許多優點。

它既可用來編寫系統軟件,又可用來開發應用軟件,已成為壹種通用程序設計語言。

另外C語言具有強大的圖形功能,支持多種顯示器和驅動器。且計算功能、邏輯判斷功能強大。

缺點

1、 C語言的缺點主要表現在數據的封裝性上,這壹點使得C在數據的安全性上有很大缺陷,這也是C和C++的壹大區別。

2、 C語言的語法限制不太嚴格,對變量的類型約束不嚴格,影響程序的安全性,對數組下標越界不作檢查等。從應用的角度,C語言比其他高級語言較難掌握。也就是說,對用C語言的人,要求對程序設計更熟練壹些。

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