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分类: LINUX

2009-12-17 16:38:32

设计哲学

C语言是一个,设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。C语言也很适合搭配来使用。尽管C语言提供了许多低级处理的功能,但仍然保持着良好的特性,以一个标准规格写出的C语言程序可在许多计算机平台上进行编译,甚至包含一些嵌入式处理器(或称MCU)以及等作业平台。

特色

  • C语言是一个有结构化程序设计、具有变量作用域(variable scope)以及递归功能的过程式语言。
  • 传递参数是以值传递(Pass-by-value),也可以通过指针来传递参数(Pass-by-address)。
  • 不同的变量类型可以用结构体(struct)组合在一起。
  • 只有32个保留字(reserved keywords),使变量、函数命名有更多弹性。
  • 部份的变量类型可以转换,例如整形和字符变量。
  • 通过指针(pointer),C语言可以容易的对存储器进行低级控制。
  • 编译预处理(preprocessor)让C语言的编译更具有弹性。

历史

早期发展

C语言的第一次发展在1969年到1973年之间。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的编程语言中发展而来。早期操作系统的内核大多由组成,随着C语言的发展,C语言已经可以用来编写操作系统的内核。,的正式用C语言改写,这是C语言第一次应用在操作系统的内核编写上。

K&R C

,丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)和Brian Kernighan合作出版了《》的第一版。书中介绍的C语言标准也被C语言程序设计师称作“K&R C”,第二版的书中也包含了一些ANSI C的标准。K&R C主要介绍了以下特色:

  • 结构(struct)类型
  • 长整数(long int)类型
  • 无符号整数(unsigned int)类型
  • 把运算符=+和=-改为+=和-=。因为=+和=-会使得编译器不知道用户要处理i = +10还是i =- 10,使得处理上产生混淆。

即使在后来ANSI C标准被提出的许多年后,K&R C仍然是许多编译器的最低标准要求,许多老旧的编译仍然运行K&R C的标准。

ANSI C 和 ISO C

主条目:

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特性。在K&R出版后,一些新特性被地加到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,一些新的特性被加了进去。ANSI也规定一套了标准函数库。ANSI ()成立 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14 工作组,来规定国际标准的C语言。通过对ANSI标准的少量修改,最终通过了 ISO 9899:1990。随后,ISO标准被 ANSI 采纳。

传统C语言到ANSI/ISO标准C语言的改进包括:

  • 增加了真正的标准库
  • 新的预处理命令与特性
  • 函数原型允许在函数申明中指定参数类型
  • 一些新的关键字,包括 const、volatile 与 signed
  • 宽字符、宽字符串与字节多字符
  • 对约定规则、声明和类型检查的许多小改动与澄清

WG14工作小组之后又于,对1985年颁布的标准做了两处技术修订(缺陷修复)和一个补充(扩展)。下面是 1995 年做出的所有修改:

  • 3 个新的标准库头文件 iso646.h、wctype.h 和 wchar.h
  • 几个新的记号与预定义宏,用于对国际化提供更好的支持
  • printf/sprintf 函数一系列新的格式代码
  • 大量的和一些与,用于和

C99

在ANSI的标准确立后,C语言的规范在一段时间内没有大的变动,然而C++在自己的标准化建立过程中继续发展壮大。《标准修正案一》在1995年 为C语言建立了一个新标准,但是只修正了一些C89标准中的细节和增加更多更广得国际字符集支持。不过,这个标准引出了1999年ISO 9899:1999的发表。它通常被成为C99。C99被ANSI于3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:
    • 支持取可变参数 #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 定义一些标准长度的 int 的 定义复数的 定义宽字符的 有点泛型味道的数学函数 跟浮点数有关的 里多了一个 va_copy 可以复制 ... 的参数。 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
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