《C語言程式設計：現代方法（第2版）（K.N.King 著）》學習筆記一：C語言概述
阿新 • • 發佈：2018-12-12
1.1 C語言的歷史
1.1.1 起源
- C語言是美國貝爾實驗室的 Dennis Ritchie、Ken Thompson 等人為開發 UNIX 作業系統而於 1972 年設計的一種計算機程式語言。
1.1.2 標準化
- 1978 年，Dennis Ritchie 和 Brian Kernighan 合作編寫的世界上第一本關於C語言的書——《The C Programming Language》出版。由於當時沒有C語言的正式標準，所以這本書就成為了事實上的標準，被稱為“K&R”或者“白皮書”。
- 1983年，美國國家標準協會（ANSI）開始推動本國C語言標準的制訂。經過多次修訂，第一份官方的C語言標準於1988年完成，並在1989年正式通過。1990年，國際標準化組織（ISO）也通過了此項標準。這一C語言標準通常稱為“C89”或“C90”。
- 1999年，國際標準化組織和國際電工委員會（IEC）釋出了C語言的第二個官方標準——C99（也是本書著重介紹的內容）。
- 2011年，國際標準化組織和國際電工委員會再次釋出新的C語言標準。這個標準被稱為“C11”，也是目前最新的C語言標準。
1.1.3 基於C的語言
- C語言對現代程式語言有著巨大的影響，許多現代程式語言都借鑑了大量C語言的特性，例如C++、Java、C#和Perl等。
- 在許多現代程式語言普及的今天，學習C語言的意義：第一，學習C語言有助於更好地理解C++、Java、C#、Perl以及其他基於C的語言的特性，一開始就學習其他語言的程式設計師往往不能很好地掌握繼承自C語言的基本特性；第二，目前仍有許多C語言程式，我們需要讀懂並維護這些程式碼；第三，C語言仍然廣泛應用於新軟體開發，特別是在記憶體或處理能力受限的情況下以及需要使用C語言簡單特性的地方。
1.2 C語言的優缺點
- 一門程式語言的優缺點都源於該語言的最初用途（C語言的最初用途是編寫作業系統和其他系統軟體）和它自身的基礎理論體系。
- C語言是一種底層語言。為了適應系統程式設計的需要，C語言提供了對機器級概念（例如位元組和地址）的訪問，而這些正是其他程式語言試圖隱藏的內容。
- C語言是一種小型語言。與其他許多程式語言相比，C語言的特性較少，在很大程度上依賴一個標準函式的“庫”（“函式”類似於其他程式語言中描述的“過程”、“子例程”或“方法”）。
- C語言是一種包容性語言。C語言假定使用者知道自己在做什麼，因此它提供了比其他許多語言更廣闊的自由度。此外，C語言不像其他語言那樣強制進行詳細的錯誤檢查。
1.2.1 C語言的優點
- 高效。高效性是C語言與生俱來的優點之一。
- 可移植。可移植性雖然不是C語言設計之初的主要目標，但還是成為了它的一大優點。當程式需要在多種機型上執行時，常常會使用C語言來編寫。
- 功能強大。C語言擁有龐大的資料型別和運算子集合，這使得它具有強大的表達能力，往往寥寥幾行程式碼就可以實現許多功能。
- 靈活。C語言在其特性使用上的限制非常少。在其他許多語言中認定為非法的操作在C語言中往往是允許的。這個特點可能讓某些錯誤溜掉，但卻使程式設計更加輕鬆。
- 標準庫。C語言的標準庫包含了大量可以用於輸入/輸出、字串處理、儲存分配以及其他實用操作的函式。
- 與UNIX系統的整合。C語言在與UNIX系統（包括Linux系統）結合方面特別強大。事實上，一些UNIX工具甚至假定使用者是瞭解C語言的。
1.2.2 C語言的缺點
- C程式更易隱藏錯誤。C語言的靈活性使得用它程式設計出錯的概率較高。在用其他語言程式設計時可以發現的錯誤，C語言編譯器卻無法檢查到。
- C程式可能會難以理解。C語言的許多特性可以用多種方式結合使用，其中一些結合方式儘管程式設計者心知肚明，但是其他人恐怕難以理解。另外，C語言的簡明扼要和靈活性也大大增加了C程式的閱讀難度。
- C程式可能會難以修改。如果在設計中沒有考慮到維護的問題，那麼用C語言編寫的大型程式將很難修改。C語言缺少像許多現代程式語言中“類”與“包”（用來將大程式分解成許多更容易管理的小模組）的特性。
1.2.3 高效地使用C語言
- 學習如何規避C語言的缺陷。可以參考 Andrew Koenig 的《C陷阱與缺陷》一書。
- 使用軟體工具使程式更加可靠。例如 lint 等軟體工具以及其他除錯工具。
- 利用現有的程式碼庫。獲取適當的庫既可以大大減少錯誤，也可以節省相當多的程式設計工作時間。
- 採用一套切合實際的編碼規範。精心選擇的規範可以使程式更加統一，並且易於閱讀和修改。
- 避免“投機取巧”和極度複雜的程式碼。雖然C語言鼓勵使用程式設計技巧，但是千萬不要沒有節制，因為使用過多的技巧可能會使得程式難以理解。
- 緊貼標準。為了程式的可移植性，若非確有必要，最好避免使用不屬於C語言官方標準的特性和庫函式。
問與答
- lint 可以檢查出C程式中潛在的錯誤，尤其是那些被編譯器漏掉的錯誤。
- lint 是一個標準的UNIX工具。如果你使用的是UNIX作業系統，那麼你將會自動獲得 lint。但如果使用的是其他作業系統，則可能沒有 lint，需要自行上網下載。
- lint 有一個增強版本——splint（Secure Programming Lint）。這一工具包含於許多 Linux 作業系統的發行版。
- 許多編譯器除了檢查錯誤的功能外，還提供警告（甚至是多級警告）的功能，可以指出程式中可能存在問題的地方。