基本介紹

簡介

C語言是一門面向過程的計算機(jī)編程語言，與C++、C#、Java等面向?qū)ο缶幊陶Z言有所不同。C語言的設(shè)計目標(biāo)是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、僅產(chǎn)生少量的機(jī)器碼以及不需要任何運行環(huán)境支持便能運行的編程語言。C語言描述問題比匯編語言迅速、工作量小、可讀性好、易于調(diào)試、修改和移植，而代碼質(zhì)量與匯編語言相當(dāng)。C語言一般只比匯編語言代碼生成的目標(biāo)程序效率低10%-20%。因此，C語言可以編寫系統(tǒng)軟件。

當(dāng)前階段，在編程領(lǐng)域中，C語言的運用非常之多，它兼顧了高級語言和匯編語言的優(yōu)點，相較于其它編程語言具有較大優(yōu)勢。計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計以及應(yīng)用程序編寫是C語言應(yīng)用的兩大領(lǐng)域。同時，C語言的普適較強，在許多計算機(jī)操作系統(tǒng)中都能夠得到適用，且效率顯著。

C語言擁有經(jīng)過了漫長發(fā)展歷史的完整的理論體系，在編程語言中具有舉足輕重的地位。

發(fā)展歷史

C語言誕生于美國的貝爾實驗室，由丹尼斯·里奇（Dennis MacAlistair Ritchie）以肯尼斯·藍(lán)·湯普森（Kenneth Lane Thompson）設(shè)計的B語言為基礎(chǔ)發(fā)展而來，在它的主體設(shè)計完成后，湯普森和里奇用它完全重寫了UNIX，且隨著UNIX的發(fā)展，c語言也得到了不斷的完善。為了利于C語言的全面推廣，許多專家學(xué)者和硬件廠商聯(lián)合組成了C語言標(biāo)準(zhǔn)委員會，并在之后的1989年，誕生了第一個完備的C標(biāo)準(zhǔn)，簡稱“C89”，也就是“ANSI C”，截至2020年，最新的C語言標(biāo)準(zhǔn)為2018年6月發(fā)布的“C18”。

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

1967年，劍橋大學(xué)的Martin Richards對CPL語言進(jìn)行了簡化，于是產(chǎn)生了BCPL（Basic Combined Programming Language）語言。

20世紀(jì)60年代，美國AT&T公司貝爾實驗室（AT&T Bell Laboratories）的研究員肯·湯普森（Kenneth Lane Thompson）閑來無事，手癢難耐，想玩一個他自己編的，模擬在太陽系航行的電子游戲——Space Travel。他背著老板，找到了臺空閑的小型計算機(jī)——PDP-7。但這臺電腦沒有操作系統(tǒng)，而游戲必須使用操作系統(tǒng)的一些功能，于是他著手為PDP-7開發(fā)操作系統(tǒng)。后來，這個操作系統(tǒng)被命名為——UNICS（Uniplexed Information and Computing Service）。

1969年，美國貝爾實驗室的Ken Thompson，以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計出很簡單且很接近硬件的B語言（取BCPL的首字母），并且用B語言寫了初版UNIX操作系統(tǒng)（叫UNICS）。

1971年，同樣酷愛Space Travel的丹尼斯·里奇為了能早點兒玩上游戲，加入了湯普森的開發(fā)項目，合作開發(fā)UNIX。他的主要工作是改造B語言，使其更成熟。

1972年，美國貝爾實驗室的丹尼斯·里奇在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計出了一種新的語言，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。湯普森和里奇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(jīng)完全忘記了那個“Space Travel”，一門心思地投入到了UNIX和C語言的開發(fā)中。隨著UNIX的發(fā)展，C語言自身也在不斷地完善。直到2020年，各種版本的UNIX內(nèi)核和周邊工具仍然使用C語言作為最主要的開發(fā)語言，其中還有不少繼承湯普遜和里奇之手的代碼。

在開發(fā)中，他們還考慮把UNIX移植到其他類型的計算機(jī)上使用。C語言強大的移植性（Portability）在此顯現(xiàn)。機(jī)器語言和匯編語言都不具有移植性，為x86開發(fā)的程序，不可能在Alpha、SPARC和ARM等機(jī)器上運行。而C語言程序則可以使用在任意架構(gòu)的處理器上，只要那種架構(gòu)的處理器具有對應(yīng)的C語言編譯器和庫，然后將C源代碼編譯、連接成目標(biāo)二進(jìn)制文件之后即可在哪種架構(gòu)的處理器運行。

1977年，丹尼斯·里奇發(fā)表了不依賴于具體機(jī)器系統(tǒng)的C語言編譯文本《可移植的C語言編譯程序》。

C語言繼續(xù)發(fā)展，在1982年，很多有識之士和美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）為了使C語言健康地發(fā)展下去，決定成立C標(biāo)準(zhǔn)委員會，建立C語言的標(biāo)準(zhǔn)。委員會由硬件廠商、編譯器及其他軟件工具生產(chǎn)商、軟件設(shè)計師、顧問、學(xué)術(shù)界人士、C語言作者和應(yīng)用程序員組成。1989年，ANSI發(fā)布了第一個完整的C語言標(biāo)準(zhǔn)——ANSI X3.159-1989，簡稱“C89”，不過人們也習(xí)慣稱其為“ANSI C”。C89在1990年被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Standard Organization，ISO）一字不改地采納，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，在做了一些必要的修正和完善后，ISO發(fā)布了新的C語言標(biāo)準(zhǔn)，命名為ISO/IEC 9899:1999，簡稱“C99”。在2011年12月8日，ISO又正式發(fā)布了新的標(biāo)準(zhǔn)，稱為ISO/IEC9899:2011，簡稱為“C11”。

產(chǎn)品設(shè)計

語言組成

基本構(gòu)成

數(shù)據(jù)類型

C的數(shù)據(jù)類型包括：整型（short、int、long、long long）、字符型（char）、實型或浮點型（單精度float和雙精度double）、枚舉類型（enum）、數(shù)組類型、結(jié)構(gòu)體類型（struct）、共用體類型（union）、指針類型和空類型（void）。

常量與變量

常量其值不可改變，符號常量名通常用大寫。

變量是以某標(biāo)識符為名字，其值可以改變的量。標(biāo)識符是以字母或下劃線開頭的一串由字母、數(shù)字或下劃線構(gòu)成的序列，請注意第一個字符必須為字母或下劃線，否則為不合法的變量名。變量在編譯時為其分配相應(yīng)存儲單元。

數(shù)組

如果一個變量名后面跟著一個有數(shù)字的中括號，這個聲明就是數(shù)組聲明。字符串也是一種數(shù)組。它們以ASCII的NULL作為數(shù)組的結(jié)束。要特別注意的是，中括號內(nèi)的索引值是從0算起的。

指針

如果一個變量聲明時在前面使用*號，表明這是個指針型變量。換句話說，該變量存儲一個地址，而*（此處特指單目運算符*，下同。C語言中另有雙目運算符*）則是取內(nèi)容操作符，意思是取這個內(nèi)存地址里存儲的內(nèi)容。指針是C語言區(qū)別于其他同時代高級語言的主要特征之一。

指針不僅可以是變量的地址，還可以是數(shù)組、數(shù)組元素、函數(shù)的地址。通過指針作為形式參數(shù)可以在函數(shù)的調(diào)用過程得到一個以上的返回值，不同于return（z）這樣的僅能得到一個返回值。

指針是一把雙刃劍，許多操作可以通過指針自然的表達(dá)，但是不正確的或者過分的使用指針又會給程序帶來大量潛在的錯誤。

字符串

C語言的字符串其實就是以'