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我们为什么要学习和使用 C 语言?学习C语言的原因

发布时间:2022-01-6 10:20:02   作者:佚名

一、前言

对于理工科学生来说,这个答案可能很简单,因为这是一门必修课。而对于程序员来说选择一门编程语言,在某种程度上,对职业生涯的发展会产生重大的影响,所以必须慎之又慎。那么,为什么要选择一门诞生了将近半个世纪的语言?本文不是老生常谈的废话,如:”C语言是编程的基础”、”学好C语言,走遍天下都不怕”等等,本文力争详尽而又有理的回答这个问题,旨在成为最好的为什么要学习和使用C的文章。

二、C语言

C语言是由美国AT&T贝尔实验室的研究员DennisRitchie在B语言的基础上,最初作为改造Unix操作系统的开发语言,并伴随着Unix操作系统兴起而流行,后来,随着微型计算机的发展,C开始被移植到其他操作系统平台上,成为独立的程序设计语言。

下图摘自TIOBE编程语言排行榜,过去30年90%时间里C都是独领风骚的,仅偶尔被Java超越:

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那么是因为一门语言一直位于排行榜的第一名就该去学习和使用吗?显然不是,人云亦云是程序员的大忌。为操作系统而生的标签注定了C不可能平庸,实话实说,C是一门很难学习和使用的编程语言,没有编译原理、操作系统和计算机体系结构扎实的基础知识,根本不可能把C学的明白、用的顺手。C作为一门工程实用性极强的语言,提供了对操作系统和内存的精准控制,高性能的运行时环境,源码级的跨平台编译等优点,才是泊祎电脑回收必须学习和使用C的理由。

同时,幸运的是C也是个有趣的东西,对编程的认知越深,就会越觉得有意思,我简单列举一些C的优点:

2.1)结构化设计语言,语法清晰、结构简单,模块化使得程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立,便于开发、调试以及调试。

2.2)运算符多,把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理,灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

2.3)数据结构丰富,能实现各种复杂的数据类型的运算,引入指针、结构体概念使程序效率更高。

2.4)为操作系统而生,可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,允许直接访问物理地址对硬件进行操作,把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。

2.5)程序执行效率高,一般比汇编程序生成的目标代码效率低10%~20%。

2.6)可移植性好,C语言抽象了针对CPU编程的细节,能广泛应用于针对大型操作系统和系统软件的编写。

2.7)具备强大的绘图功能,和C++一样也可以写出很优雅的二维、三维图形和动画。

有人说,C是C++的子集,C能做到的事,C++一样能做到,并且还可以做的更好,如:三大面向对象特性、GUI编程,诚然,我承认在GUI编程领域C++占据着绝对的统治地位,至今无人能撼动。但真的有必要用C++来替代C完成工作吗?很多时候C++解决问题的思路真的比C更先进吗?

三、C和C++比较

写到这一段的时候我有一种战战兢兢、如履薄冰的感觉,毕竟C、C++是广大程序员都很熟悉东西,打起嘴炮来也是极其恐怖的,其实在关乎信仰的问题上,任何的争论都是无止境的,也是无意义的。我希望大家不要把大量精力用来争论纯粹的语言优劣上,而是去思考如何的正确的把事情做好,什么是正确的做事——快速高效的开发,保障快速稳定的运行,快速简单的维护。

下图是嘴炮大神LinusTorvalds当年抨击C++和他周围那些C++大牛程序员们的犀利言辞,其实我个人并不欣赏Linus的个人风格,我还是希望大家能心平气和的谈谈C相比C++的一些优点和现状:

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3.1)隐式操作:C简单直接、结构清晰,每行代码都能清楚的被反汇编成相应的语句,系统会严格按照你的代码去执行。而C++则不尽然,简单的语句也说不清楚究竟有多少次构造和拷贝,这样编写底层代码是完全不行的,底层需要精准和严格的控制。

3.2)语言接口:现代软件工程项目的开发,不但对性能有很高要求,对于语言接口的对接能力也有很高要求,因为偌大的一个项目很少仅使用一种语言来进行开发,对于底层,C++对内存和硬件的控制不如C简洁精准;对于很多动态语言和中间件,如:PHP、Python和Apache、Redis,都受了C的很大影响,甚至就是C开发出来的东西,对接起来非常方便。没错儿,其实C++采用迂回的方式也能对接的,但是,远远不如C方便,开发和维护成本非常高。

3.3)硬件层:

3.2.1>分配内存:系统加电后运行,经过汇编初始化栈,然后再跳转到C语言的start_init()函数去,这时候内存分配机制都还没有建立,C++如何定义类?如何实例化对象?

3.2.2>标准库依赖:C的所有特性都可以不依赖任何库运行,如有必要,可以按照特定需求自己编写库。

3.2.3>处理器兼容:C++的类是依赖基地址+偏移地址的寻址方式,很多微处理器只有简单的给定地址寻址,不支持一条语句实现base+offset的寻址机制,很多C++代码编译出来需要更多的指令来运算地址,导致性能下降了太多。

3.4)应用层:C++在做应用层尤其是GUI编程,这是C++的传统强项,我一直坚持C也能优雅的做出图像和动画,但开发效率确实较C++低很多,最近有个很火的RUST语言,号称是未来唯一能取代C++的编程语言,感兴趣的同学可以多关注下。

四、总结

下面我列举了10多个目前热门的发展方向,粗略的介绍了下列项目里最常用的编程语言:技术分享

由上图可知,操作系统、编译原理、数据结构与算法等等基础知识,是深入理解、掌握和灵活运用C的重要前提,现阶段程序员职业生涯超过一半的热门方向直接或间接与C有关,我想,学好C的重要性也就不言而喻了。

原文:http://www.cnblogs.com/lishiyun19/p/4524765.html


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