【第 1 章 初识 C 语言】1.1 - 1.3:C 语言的起源、选择 C 语言的理由、C 语言的应用范围

目录

[1.1 C 语言的起源](#1.1 C 语言的起源)

[1.2 选择 C 语言的理由](#1.2 选择 C 语言的理由)

[1.2.1 设计特性](#1.2.1 设计特性)

[1.2.2 高效性](#1.2.2 高效性)

[1.2.3 可移植性](#1.2.3 可移植性)

[1.2.4 强大而灵活](#1.2.4 强大而灵活)

[1.2.5 面向程序员](#1.2.5 面向程序员)

[1.2.6 缺点](#1.2.6 缺点)

[1.3 C 语言的应用范围](#1.3 C 语言的应用范围)


📚 欢迎来到 C 语言学习之旅!

🎉 欢迎来到《C Primer Plus (第 6 版) 中文版》专栏,这里是每一位渴望深入掌握 C 语言精髓的程序员的理想之地!🌟 无论你是正在为大学课程努力学习,还是准备考研冲刺,亦或是在职业生涯中寻求技术提升,本专栏都将是你不可多得的伙伴!🤝

🎯 为什么选择《C Primer Plus (第 6 版) 中文版》?

《C Primer Plus》作为 C 语言学习的经典之作,自问世以来便以其全面、深入、细致的内容赢得了广泛赞誉!👏 第 6 版在保留前几版精华的基础上,进一步更新了内容,使之更加符合现代编程的需求和习惯。这本书不仅覆盖了 C 语言的所有基础语法,还深入探讨了指针、内存管理、文件操作等高级主题,是每一位 C 语言学习者迈向高手之路的必备指南!🔍

🛠️编程工具说明:

本专栏将使用 **Visual Studio Code(VS Code)**作为开发环境,搭配 MinGW编译器,在 Windows 64 位操作系统 上进行编程。

VS Code 是一款轻量级但功能强大的源代码编辑器,支持多种编程语言,并且拥有丰富的插件生态系统,可以极大地提升编程效率。

MinGW 是一个适用于 Windows 的最小化 GNU 编译器集合,它允许你在 Windows 上编译和链接 C 和 C++ 程序。

关于这些开发工具的详细使用方法,我已经在我的另一个专栏 C 语言从入门到"终于走出来了" 中进行了详细介绍。如果你对这些工具还不熟悉,建议大家前往该专栏自行查阅,以确保你能够顺利搭建起自己的开发环境,开始你的 C 语言编程之旅!📚

✨本专栏特色:

📝**逐章解析,细致入微:**本专栏将跟随《C Primer Plus (第 6 版) 中文版》的章节顺序,对书中的每一个知识点进行详尽解读。从基本的变量声明、数据类型,到复杂的函数指针、结构体与联合体,每一个细节都不会错过,确保你能够全面理解并灵活应用!💡

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👨‍💻本专栏适合人群:

  • 有一定 C 语言基础,希望系统提升:如果你已经接触过 C 语言,但感觉自己的知识体系还不够完善,或者想要进一步提升自己的编程能力,那么本专栏将是你的不二之选!👏
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💡温馨提醒:

如果你是 C 语言的初学者,建议先学习我的另一个专栏**《C 语言从入门到"终于走出来了"》**,该专栏以更加友好的方式引导你入门 C 语言,确保你在掌握基础之后再来挑战本专栏的内容。📚

🎈结语:

《C Primer Plus (第 6 版) 中文版》专栏已经为你准备好了一场精彩的 C 语言之旅。在这里,你将不仅学到知识,更将收获成长和自信。让我们携手共进,一起探索 C 语言的无限魅力吧!🚀
本章介绍以下内容:

  • C 的历史和特性
  • 编写程序的步骤
  • 编译器和链接器的一些知识
  • C 标准

欢迎来到 C 语言的世界。C 是一门功能强大的专业化编程语言,深受业余编程爱好者和专业程序员的喜爱。本章为读者学习这一强大而流行的语言打好基础,并介绍几种开发 C 程序最可能使用的环境。

我们先来了解 C 语言的起源和一些特性,包括它的优缺点。然后,介绍编程的起源并探讨一些编程的基本原则。最后,讨论如何在一些常见系统中运行 C 程序。


1.1 C 语言的起源

1972 年,贝尔实验室的丹尼斯·里奇 (Dennis Ritch)和肯·汤普逊(Ken Thompson)在开发 UNIX 操作系统时设计了 C 语言。

然而,C 语言不完全是里奇突发奇想而来,他是在 B 语言(汤普逊发明)的基础上进行设计。至于 B 语言的起源,那是另一个故事。

C 语言设计的初衷是将其作为程序员使用的一种编程工具,因此,其主要目标是成为有用的语言。

虽然绝大多数语言都以实用为目标,但是通常也会考虑其他方面。例如:

  • Pascal 的主要目标是为更好地学习编程原理提供扎实的基础;
  • BASIC 的主要目标是开发出类似英文的语言,让不熟悉计算机的学生轻松学习编程。

这些目标固然很重要,但是随着计算机的迅猛发展,它们已经不是主流语言。然而,最初为程序员设计开发的 C 语言,现在已成为首选的编程语言之一。


1.2 选择 C 语言的理由

在过去 40 多年里,C 语言已成为最重要、最流行的编程语言之一。它的成长归功于使用过的人都对它很满意。

过去 20 多年里,虽然许多人都从 C 语言转而使用其他编程语言(如,C++、Objective C、Java 等),但是 C 语言仍凭借自身实力在众多语言中脱颖而出。

在学习 C 语言的过程中,会发现它的许多优点(见下图 1.1)。

下面,我们来看看其中较为突出的几点。

1.2.1 设计特性

C 是一门流行的语言,融合了计算机科学理论和实践的控制特性。C 语言的设计理念让用户能轻松地完成自顶向下的规划结构化编程模块化设计。因此,用 C 语言编写的程序更易懂、更可靠。

1.2.2 高效性

C 是高效的语言。在设计上,它充分利用了当前计算机的优势,因此 C 程序相对更紧凑,而且运行速度很快。

实际上,C 语言具有通常是汇编语言才具有的微调控制能力(汇编语言是为特殊的中央处理单元设计的一系列内部指令,使用助记符来表示;不同的 CPU 系列使用不同的汇编语言),可以根据具体情况微调程序以获得最大运行速度或最有效地使用内存。

1.2.3 可移植性

C 是可移植的语言。这意味着,在一种系统中编写的 C 程序稍作修改或不修改就能在其他系统运行。如需修改,也只需简单更改主程序头文件中的少许项即可。

大部分语言都希望成为可移植语言,但是,如果经历过把 IBM PC BASIC 程序转换成苹果 BASIC(两者是近亲),或者在 UNIX 系统中运行 IBM 大型机的 FORTRAN 程序的人都知道,移植是最麻烦的事。

C 语言是可移植方面的佼佼者。从 8 位微处理器到克雷超级计算机,许多计算机体系结构都可以使用 C 编译器(C 编译器是把 C 代码转换成计算机内部指令的程序)。

但是要注意,程序中针对特殊硬件设备(如,显示监视器)或操作系统特殊功能(如,Windows 8 或 OS X)编写的部分,通常是不可移植的。

由于 C 语言与 UNIX 关系密切,UNIX 系统通常会将 C 编译器作为软件包的一部分。安装 Linux 时,通常也会安装 C 编译器。供个人计算机使用的 C 编译器很多,运行各种版本的 Windows 和 Macintosh(即 Mac)的 PC 都能找到合适的 C 编译器。因此,无论是使用家庭计算机、专业工作站,还是大型机,都能找到针对特定系统的 C 编译器。

1.2.4 强大而灵活

C 语言功能强大且灵活(计算机领域经常使用这两个词)。例如,功能强大且灵活的 UNIX 操作系统,大部分是用 C 语言写的;其他语言(如,FORTRAN、Perl、Python、Pascal、LISP、Logo、BASIC)的许多编译器和解释器都是用 C 语言编写的。因此,在 UNIX 机上使用 FORTRAN 时,最终是由 C 程序生成最后的可执行程序。

C 程序可以用于解决物理学和工程学的问题,甚至可用于制作电影的动画特效。

1.2.5 面向程序员

C 语言是为了满足程序员的需求而设计的,程序员利用 C 可以访问硬件、操控内存中的位。

C 语言有丰富的运算符,能让程序员简洁地表达自己的意图。

C 没有 Pascal 严谨,但是却比 C++ 的限制多。这样的灵活性既是优点也是缺点。优点是,许多任务用 C 来处理都非常简洁(如,转换数据的格式);缺点是,你可能会犯一些莫名其妙的错误,这些错误不可能在其他语言中出现。C 语言在提供更多自由的同时,也让使用者承担了更大的责任。

另外,大多数 C 实现都有一个大型的库,包含众多有用的 C 函数。这些函数用于处理程序员经常需要解决的问题。

1.2.6 缺点

人无完人,金无足赤。C 语言也有一些缺点。例如,前面提到的,要享受用 C 语言自由编程的乐趣,就必须承担更多的责任。特别是,C 语言使用指针,而涉及指针的编程错误往往难以察觉。有句话说的好:想拥有自由就必须时刻保持警惕

C 语言紧凑简洁,结合了大量的运算符。正因如此,我们也可以编写出让人极其费解的代码。虽然没必要强迫自己编写晦涩的代码,但是有兴趣写写也无妨。试问,除 C 语言外还为哪种语言举办过年度混乱代码大赛?

扩展:

国际 C 语言混乱代码大赛(IOCCC,The International Obfuscated C Code Contest)。这是一项国际编程赛事,从1984 年开始,每年举办一次(1997、1999、2002、2003 和 2006 年除外),目的是写出最有创意且最让人难以理解的 C 语言代码。

瑕不掩瑜,C 语言的优点比缺点多很多。我不想在这里多费笔墨,还是来聊聊 C 语言的其他话题。


1.3 C 语言的应用范围

早在 20 世纪 80 年代,C 语言就已经成为小型计算机(UNIX 系统)使用的主流语言。

从那以后, C 语言的应用范围扩展到微型机(个人计算机)和大型机(庞然大物)。如图 1.2 所示,许多软件公司都用 C 语言来开发文字处理程序、电子表格、编译器和其他产品,因为用 C 语言编写的程序紧凑而高效。更重要的是,C 程序很方便修改,而且移植到新型号的计算机中也没什么问题。

无论是软件公司、经验丰富的 C 程序员,还是其他用户,都能从 C 语言中受益。越来越多的计算机用户已转而求助 C 语言解决一些安全问题。不一定非得是计算机专家也能使用 C 语言。

20 世纪 90 年代,许多软件公司开始改用 C++ 来开发大型的编程项目。C++ 在 C 语言的基础上嫁接了面向对象编程工具(面向对象编程是一门哲学,它通过对语言建模来适应问题,而不是对问题建模以适应语言)。C++ 几乎是 C 的超集,这意味着任何 C 程序差不多就是一个 C++ 程序。学习 C 语言,也相当于学习了许多 C++ 的知识。

虽然这些年来 C++ 和 JAVA 非常流行,但是 C 语言仍是软件业中的核心技能。在最想具备的技能中,C 语言通常位居前十。特别是,C 语言已成为嵌入式系统编程的流行语言。也就是说,越来越多的汽车、照相机、DVD 播放机和其他现代化设备的微处理器都用 C 语言进行编程。

除此之外, C 语言还从长期被 FORTRAN 独占的科学编程领域分得一杯羹。最终,作为开发操作系统的卓越语言,C 在 Linux 开发中扮演着极其重要的角色。因此,在进入 21 世纪的第 2 个 10 年中,C 语言仍然保持着强劲的势头。

简而言之,C 语言是最重要的编程语言之一,将来也是如此。如果你想拿下一份编程的工作,被问到是否会 C 语言时,最好回答 "是"。

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