Що таке C Programming Language?
Бенджамін Уокер
⚡ Розумний підсумок
C Programming Language — це універсальна структурована мова програмування, створена в 1972 році Деннісом Річі в Bell Labs. Вона є машинно-незалежною, швидкою та формує основу для системного програмного забезпечення, операційних систем, вбудованих мікропрограм та сучасних мов, таких як C++, Java та Python.
Що таке C Programming Language?
C — це мова програмування загального призначення, надзвичайно популярна, проста та гнучка у використанні. Це структурована, машинно-незалежна мова, яка використовується для написання величезного спектру програм — від операційних систем, таких як Windows і Linux до складних програм, таких як Oracle база даних, Git та Python перекладач.
Мову C часто називають основою сучасного програмування. Щойно ви опануєте C, вивчення інших мов програмування стане набагато легшим, оскільки більшість із них запозичують її концепції. Базове розуміння комп'ютерної пам'яті також допомагає, оскільки пам'ять є центральною для майже кожної програми на C.
IEEE — десять найкращих мов програмування у 2018 році.
Цей посібник ознайомить вас з основами мови програмування C: її історією, основними командами, ключовими застосуваннями, чому її все ще варто вивчати та як працює її модель компіляції.
Історія мови C
Мова C не з'явилася ізольовано — вона виросла з ланцюга попередніх системних мов:
- АЛГОЛ (1960): часто називають батьком мов програмування. ALGOL познайомив ширшу спільноту розробників зі структурним програмуванням і був широко впроваджений у європейських університетах.
- БКПЛ (1967): Базова комбінована мова програмування, розроблена Мартіном Річардсом для написання системного програмного забезпечення.
- Б (1970): запроваджений Кеном Томпсоном у AT&T Bell Laboratories. B успадкував багато функцій BCPL і використовувався для написання ранніх інструментів UNIX.
In 1972, створив Денніс Річі C у Bell Laboratories. Мова C запозичила найкращі ідеї з ALGOL, BCPL та B, а також додала нові концепції, які зробили її більш виразною, ніж будь-яка з її попередників.
Мова C тісно пов'язана з UNIX — значна частина самої операційної системи UNIX була переписана на C. У міру поширення C за межі Bell Labs, з'явилися комерційні компілятори для багатьох платформ, і мова еволюціонувала в численні несумісні діалекти. Щоб відновити узгодженість, Американський національний інститут стандартів (ANSI) опублікував стандарт C у... 1989, а Міжнародна організація зі стандартизації (ISO) ратифікувала його у 1990Стандартизовану версію широко називають ANSI C..
Історія С.
Мови, такі як C++ та Java були розроблені безпосередньо з C, і багато сучасних мов програмування переймають його синтаксис та домовленості. Таким чином, C формує основу для значної частини сучасного програмного забезпечення.
C Основні команди
Наведені нижче команди утворюють основу майже кожної програми на C.
| Базова команда C | Пояснення |
|---|---|
#include <stdio.h> |
Включає стандартний заголовковий файл вводу-виводу з бібліотеки C перед компіляцією. |
int main() |
Головна функція — виконання кожної програми на C починається тут. |
{ |
Позначає початок основного функціонального блоку. |
/* some_comments */ |
Коментар. Компілятор ігнорує все між /* та */. |
printf("Hello, World!"); |
Виводить вивід на екран. |
getch(); |
Зчитує один символ з клавіатури (нестандартне, переважно використовується з Turbo C). |
return 0; |
Завершує виконання функції main та повертає значення 0 операційній системі. |
} |
Позначає кінець основного функціонального блоку. |
Де використовується C? Ключові застосування
C працює там, де більшість користувачів ніколи не бачать, але його обсяг величезний. Загальні області включають:
- Вбудовані системи та прошивка мікроконтролерів.
- Системні програми та драйвери.
- Настільні програми, включаючи багато продуктів Adobe.
- Веб-браузери та їхні розширення — GoogleХром містить велику кількість C/C++ Код.
- Бази даних — MySQL є однією з найпопулярніших баз даних, написаних на C.
- Operaсистеми ting — Apple macOS (Дарвін), Microsoft Windows, Linux та історично Symbian були створені за допомогою C.
- Компілятори, середовища виконання мови та інтерпретатори.
- Пристрої Інтернету речей (IoT) та прошивка домашньої автоматизації.
Навіщо вивчати мову C?
C є основою багатьох мов програмування, тому вивчення C полегшує вивчення кожної наступної мови. Вона вводить ті ж типи даних, оператори та керуючі оператори, які ви побачите в C++, Java, Python, і Перейти.
Основні причини інвестувати в C:
- Швидкість: C компілюється в власний код і надає вам детальний контроль над пам'яттю.
- Портативність: Програми, написані на C, можна перекомпілювати та запускати практично на будь-якій платформі.
- Структура: Програма на C поділена на модулі, що спрощує її тестування, підтримку та налагодження.
- Компактне ядро: Мова C має лише 32 ключові слова, кілька типів даних та потужну вбудовану бібліотеку.
- Розширюваність: Ви можете додавати власні функції до бібліотеки та викликати їх так, ніби вони вбудовані.
- Кар'єрна цінність: Ролі, пов'язані з вбудованими програмами, програмним забезпеченням ядра та високопродуктивними програмами, все ще вимагають сильних навичок мови C.
Як C Programming Language Роботи
C — це компільована мова програмування. Компілятор зчитує вихідний код і створює об'єктний файл, який машина може зрозуміти. Потім компонувальник об'єднує один або декілька об'єктних файлів (і будь-які бібліотеки, на які ви посилаєтесь) в один виконуваний файл, який можна запустити на цільовій платформі. На діаграмі нижче показано повний процес виконання.
Доступно багато компіляторів — онлайн та офлайн — і всі вони дотримуються одного й того ж конвеєра. Популярні варіанти включають:
- GCC — колекція компіляторів GNU, фактичний стандарт у Linux та багатьох вбудованих цілях.
- Кланг — фронтенд на основі LLVM, що використовується за замовчуванням на macOS.
- MinGW — Мінімалістичний GNU для Windows, переносить GCC до Windows користувачів.
- Портативний компілятор C (pcc).
- Turbo C — класичний компілятор, який досі використовується в багатьох академічних курсах.
Переваги та недоліки C
У таблиці нижче підсумовано компроміси, які слід зважити перед вибором C для нового проєкту.
| Переваги | Недоліки |
|---|---|
| Швидкий низькорівневий доступ до пам'яті та обладнання. | Ручне керування пам'яттю призводить до таких помилок, як витоки та переповнення буфера. |
| Портативний на різних архітектурах та операційних системах. | Немає вбудованої об'єктної орієнтації чи генеричних типів. |
| Компактний синтаксис лише з 32 ключовими словами. | Немає вбудованої системи безпеки — невизначена поведінка може непомітно призвести до збою. |
| Величезна екосистема компіляторів, налагоджувачів та бібліотек. | Багатослівний для коду високорівневих застосунків порівняно зі скриптовими мовами. |
| Foundation для сучасних мов — навички легко передаються. | Нижча продуктивність для завдань, де було б достатньо керованих мов. |
Найкращі практики написання на C
Наведені нижче звички забезпечують читабельність, портативність коду на C та відсутність поширених помилок пам'яті:
- Увімкнути попередження: компілювати з
-Wall -Wextra -Werrorтому тонкі проблеми заважають збірці. - Ініціалізація змінних: ніколи не читати зі змінної, якій не було присвоєно значення.
- Перевірте повернуті значення:
malloc, файловий ввід/вивід та системні виклики сигналізують про всі помилки за допомогою кодів повернення. - Паруйте кожні
mallocзfree: використовуйте статичний аналіз або AddressSanitizer для виявлення витоків. - Надайте перевагу безпечнішим рядковим функціям: використання
snprintfзамістьsprintfтаstrncpyз обережністю. - Використовуйте захисні кожухи для заголовків: захистіть кожен заголовок за допомогою
#ifndef / #define / #endifвартовий. - Спирайтеся на стандарт: пишіть портативний код ANSI/C99/C11, якщо у вас немає вагомих причин використовувати розширення компілятора.
