為什麼要學習和使用 C 語言？

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　一、前言

　　對於理工科學生來說，這個答案可能很簡單，因為這是一門必修課。而對於程式員來說選擇一門程式設計語言，在某種程度上，對職業生涯的發展會產生重大的影響，所以必須慎之又慎。那麼，為什麼要選擇一門誕生了將近半個世紀的語言？本文不是老生常談的廢話，如："C 語言是編程的基礎"、"學好 C 語言，走遍天下都不怕"等等，本文力爭詳盡而又有理的回答這個問題，旨在成為最好的為什麼要學習和使用 C 的文章。

 

　　二、C 語言

　　C 語言是由美國 AT&T 貝爾實驗室的研究員 Dennis Ritchie 在 B 語言的基礎上，最初作為改造 Unix 作業系統的開發語言，並伴隨著 Unix 作業系統興起而流行，後來，隨著微電腦的發展，C 開始被移植到其他動作系統平台上，成為獨立的程式設計語言。

　　摘自 TIOBE 程式設計語言熱門排行榜，過去 30 年 90% 時間裡 C 都是獨領風騷的，僅偶爾被 Java 超越：

　　那麼是因為一門語言一直位於熱門排行榜的第一名就該去學習和使用嗎？顯然不是，人云亦云是程式員的大忌。為作業系統而生的標籤註定了 C 不可能平庸，實話實說，C 是一門很難學習和使用的程式設計語言，沒有編譯原理、作業系統和電腦體繫結構紮實的基礎知識，根本不可能把 C 學的明白、用的順手。C 作為一門工程實用性極強的語言，提供了對作業系統和記憶體的精準控制，高效能的運行時環境，源碼級的跨平台編譯等優點，才是我們必須學習和使用 C 的理由。

　　同時，幸運的是 C 也是個有趣的東西，對編程的認知越深，就會越覺得有意思，我簡單列舉一些 C 的優點：

　　　　2.1）結構化設計語言，文法清晰、結構簡單，模組化使得程式的各個部分除了必要的資訊交流外彼此獨立，便於開發、調試以及調試。
　　　　2.2）運算子多，把括弧、賦值、強制類型轉換等都作為運算子處理，靈活使用各種運算子可以大大提高編程效率。
　　　　2.3）資料結構豐富，能實現各種複雜的資料類型的運算，引入指標、結構體概念使程式效率更高。
　　　　2.4）為作業系統而生，可以像組合語言一樣對位、位元組和地址進行操作，允許直接存取物理地址對硬體進行操作，把進階語言的基本結構和語句與低級語言的實用性結合起來。
　　　　2.5）程式執行效率高，一般比組譯工具產生的目標代碼效率低 10%~20%。
　　　　2.6）可移植性好，C 語言抽象了針對 CPU 編程的細節，能廣泛應用於針對大型作業系統和系統軟體的編寫。
　　　　2.7）具備強大的繪圖功能，和 C++ 一樣也可以寫出很優雅的二維、三維圖形和動畫。

　　有人說，C 是 C++ 的子集，C 能做到的事，C++ 一樣能做到，並且還可以做的更好，如：三大物件導向特性、GUI 編程，誠然，我承認在 GUI 編程領域 C++ 佔據著絕對的統治地位，至今無人能撼動。但真的有必要用 C++ 來替代 C 完成工作嗎？很多時候 C++ 解決問題的思路真的比 C 更先進嗎？

　　

　　三、C 和 C++ 比較

　　寫到這一段的時候我有一種戰戰兢兢、如履薄冰的感覺，畢竟 C、C++ 是廣大程式員都很熟悉東西，打起嘴炮來也是極其恐怖的，其實在關乎信仰的問題上，任何的爭論都是無止境的，也是無意義的。我希望大家不要把大量精力用來爭論純粹的語言優劣上，而是去思考如何的正確的把事情做好，什麼是正確的做事——快速高效的開發，保障快速穩定的運行，快速簡單的維護。

　　是嘴炮大神 Linus Torvalds 當年抨擊 C++ 和他周圍那些 C++ 大牛程式員們的犀利言辭，其實我個人並不欣賞 Linus 的個人風格，我還是希望大家能心平氣和的談談 C 相比 C++ 的一些優點和現狀：

　　　　 3.1）隱式操作：C 簡單直接、結構清晰，每行代碼都能清楚的被反組譯碼成相應的語句，系統會嚴格按照你的代碼去執行。而 C++ 則不盡然，簡單的語句也說不清楚究竟有多少次構造和拷貝，這樣編寫底層代碼是完全不行的，底層需要精準和嚴格的控制。

 　　　　3.2）語言介面：現代軟體工程項目的開發，不但對效能有很高要求，對於語言介面的對接能力也有很高要求，因為偌大的一個項目很少僅使用一種語言來進行開發，對於底層，C++ 對記憶體和硬體的控制不如 C 簡潔精準；對於很多動態語言和中介軟體，如：PHP、Python 和 Apache、Redis，都受了 C 的很大影響，甚至就是 C 開發出來的東西，對接起來非常方便。沒錯兒，其實 C++ 採用迂迴的方式也能對接的，但是，遠遠不如 C 方便，開發和維護成本非常高。　　　　3.3）硬體層：　　　　　　3.2.1>分配記憶體：系統加電後運行，經過彙編初始化棧，然後再跳轉到 C 語言的 start_init() 函數去，這時候記憶體配置機制都還沒有建立，C++ 如何定義類？如何執行個體化對象？　　　　　　3.2.2>標準庫依賴：C 的所有特性都可以不依賴任何庫運行，如有必要，可以按照特定需求自己編寫庫。　　　　　　3.2.3>處理器相容：C++ 的類是依賴基地址+位移地址的定址方式，很多微處理器只有簡單的給定地址定址，不支援一條語句實現 base + offset 的定址機制，很多 C++ 代碼編譯出來需要更多的指令來運算地址，導致效能下降了太多。　　　　3.4）應用程式層：C++ 在做應用程式層尤其是 GUI 編程，這是 C++ 的傳統強項，我一直堅持 C 也能優雅的做出映像和動畫，但開發效率確實較 C++ 低很多，最近有個很火的 RUST 語言，號稱是未來唯一能取代 C++ 的程式設計語言，感興趣的同學可以多關注下。 　　四、總結　　下面我列舉了 10 多個目前熱門的發展方向，粗略的介紹了下列項目裡最常用的程式設計語言：　　 由可知，作業系統、編譯原理、資料結構與演算法等等基礎知識，是深入理解、掌握和靈活運用 C 的重要前提，現階段程式員職業生涯超過一半的熱門方向直接或間接與 C 有關，我想，學好 C 的重要性也就不言而喻了。
轉自：部落格園的 AMG 架構師

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