42、C语言的发展过程及优点和缺点

一、C语言的发展过程

          C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言,既可用来写系统软件,也可用来写应用软件。C语言是在B语言的基础上发展起来的,它的根源可以追溯到ALGOL 60。1960年出现的ALGOL 60是一种面向问题的高级语言,它离硬件比较远,不宜用来编写系统程序。1963年英国的剑桥大学推出了CPL (combined programming language)语言。CPL语言在ALGOL 60的基础上接近硬件一些,但规模比较大,难以实现。

        1967年英国剑桥大学的MatinRichards对CPL语言做了简化,推出了BCPL(basic combined programming language) 语言。1970年美国贝尔实验室的Ken Thompson 以BCPL语言为基础, 又做了进一步简化, 设计出了很简单的而且很接近硬件的B语言 (取BCPL的第一个字母),并用B语言写了第一个UNIX操作系统,在PDP7上实现。1971年在PDP11/20上实现了B语言,并写了UNIX操作系统。但B语言过于简单,功能有限。

         1972 年至1973年间,贝尔实验室的D.M.Ritchie 在B语言的基础上设计出了C语言(取BCPL的第二个字母)。C语言既保持了BCPL和B语言的优点(精练,接近硬件),又克服了它们的缺点(过于简单,数据无类型等)。最初的C语言只是为描述和实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计的。1973年,K.Thompson和D.M.Ritchie两人合作把UNIX的90%以上用C改写,即UNIX第5版。原来的UNIX 操作系统是1969年由美国的贝尔实验室的K.Thompson和D.M.Ritchie开发成功的,是用汇编语言写的。后来,C语言多次做了改进,但主要还是在贝尔实验室内部使用。直到1975年UNIX第6版公布后,C语言的突出优点才引起人们的普遍注意。1977年出现了不依赖于具体机器的C语言编译文本《可移植C语言编译程序》,使C移植到其他机器时所需做的工作大大简化了,这也推动了UNIX操作系统迅速地在各种机器上实现。例如VAX、 AT&T等计算机系统都相继开发了UNIX。随着UNIX的日益广泛使用,C语言也迅速得到推广。C语言和UNIX可以说是一对孪生兄弟,在发展过程中相辅相成。1978年以后,C语言已先后移植到大、中、小、微型机上,已独立于UNIX和PDP了。现在C语言已风靡全世界,成为世界上应用最广泛的几种计算机语言之一。以1978年发表的UNIX第7版中的C编译程序为基础,BrianW.Kernighan和Dennis M.Ritchie (合称K&R)合著了影响深远的名著《TheC Programming Language》,这本书中介绍的C语言成为后来广泛使用的C语言版本的基础,它被称为标准C。1983年,美国国家标准化协会(ANSI)根据C语言问世以来各种版本对C的发展和扩充,制定了新的标准,称为ANSI C。 ANSI C比原来的标准C有了很大的发展。K & R在1988年修改了他们的经典著作《The C Programming Language》,按照 ANSI C 标准重新写了该书。1987年,ANSI又公布了新标准--87 ANSIC。1990年,国际标准化组织ISO(International Standard Organization) 接受87 ANSI C为ISO C 的标准(ISO 9899-1990)。目前流行的C编译系统都是以它为基础的。我们的叙述基本上以ANSI C 为基础。目前广泛流行的各种版本C语言编译系统虽然基本部分是相同的,但也有一些不同。微型机上使用的Microsoft C、 Turbo C、 Quick C、BORLAND C等,它们的不同版本又略有差异。

二、C语言的优点

1、简洁紧凑、灵活方便 

         C语言一共只有32个关键字,9种控制语句,程序书写自由,主要用小写字母表示。它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。 C 语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元。

2、运算符丰富

       C的运算符包含的范围很广泛,共有种34个运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C的运算类型极其丰富表达式类型多样化,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。

3、数据结构丰富

        C的数据类型有整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据类型的运算。并引入了指针概念,使程序效率更高。另外C语言具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。

4、C是结构式语言

         结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。C语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。

5、C语法限制不太严格,程序设计自由度大

        虽然C语言也是强类型语言,但它的语法比较灵活,允许程序编写者有较大的自由度。

6、C语言允许直接访问物理地址,可以直接对硬件进行操作

         因此既具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功能,能够象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元,可以用来写系统软件。

7、C语言程序生成代码质量高,程序执行效率高

        一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10~20%。

8、C语言适用范围大,可移植性好

三、C语言的缺点

         1、C语言的缺点主要是表现在数据的封装性上,这一点使得C在数据的安全性上做的有很大缺陷,这也是C和C++的一大区别。 

         2.、C语言的语法限制不太严格,对变量的类型约束不严格,影响程序的安全性,对数组下标越界不作检查等。从应用的角度,C语言比其他高级语言较难掌握。

         3、C语言面向过程的特点,也使其在应用在现代大型软件时出现困难。而面向对象的思想,逐步引出了C++。

        指针就是C语言的一大特色,可以说C语言优于其它高级语言的一个重要原因就是因为它有指针操作可以直接进行靠近硬件的操作,但是C的指针操作也给它带来了很多不安全的因素。C++在这方面做了很好的改进,在保留了指针操作的同时又增强了安全性。Java取消了指针操作,提高了安全性。

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