C语⾔的主要⽤途以及未来发展
截⽌到 2021 年,C语⾔已经发布了将近 50 年,是不折不扣的“⼤叔”或者“⼤爷”,但是,C语⾔在编程界依然⾮常流⾏;2019年,C语⾔由于速度快、平台独⽴的特性,在世界编程语⾔排⾏榜中夺得第⼆名。
图1:2019年世界编程语⾔排⾏榜
C语⾔是为直接控制硬件⽽开发的,可以⽤来编写操作系统内核、驱动程序等。
C语⾔也是很多其它编程语⾔的基⽯,它们有的使⽤C语⾔开发编译器和标准库,有的基于C语⾔模块进⾏扩展,因此,C语⾔也被称为其它语⾔的“母语”。
现在都 2021 年了,您可能会想,C语⾔在现实⽣活中还有什么⽤途呢?这就是本⽂要重点讨论的内容。
本⽂我们先讨论C语⾔的特性,然后讨论C语⾔在⽬前以及未来的实际⽤途。通过阅读本⽂,您将对C语⾔有⼀个整体的认知。
什么是C语⾔?
1972 年,丹尼斯·⾥奇(Dennis Ritchie)在著名的贝尔实验室中开发了C语⾔。
图2:C语⾔之⽗——丹尼斯·⾥奇
从特性⽅⾯讲,C语⾔是⼀种中级语⾔,它结合了低级语⾔速度快的特点,以及⾼级语⾔开发⽅便的特点;从应⽤⽅⾯讲,C语⾔也是⼀种⾼级语⾔,它可以⽤来编写电脑软件,或者开发嵌⼊式系统。
当需要开发⼀种新的编程语⾔时,C语⾔是最好的选择,因为C语⾔执⾏效率⾮常⾼,仅次于汇编语⾔。例如,⽬前常⽤的 Python、PHP、C++、Objective-C 都是在C语⾔的基础上进⾏开发的。
C语⾔的主要特点:
执⾏速度快
可以直接访问内存
模块化,易于扩展
占⽤内存少
静态类型
中级语⾔
可移植性
通⽤语⾔
C语⾔的⽤途
C语⾔是⼀种⾮常简单的编程语⾔,全世界的程序员都在使⽤它。最初,C语⾔被⽤于系统性开发⼯作,准确地说,就是编写操作系统(例如 Windows、Linux 等)和底层组件(⽐如驱动、⽹络协议等),因为C语⾔的优势就是执⾏效率⾼,C语⾔⽣成的程序⼏乎和汇编语⾔⽣成的程序⼀样快速。
C语⾔的⽤途可以概括如下:
1) 系统编程
C语⾔可移植性好,性能⾼,能够直接访问硬件地址,⽽且到达某个地址的时间⾮常短,这使得C语⾔天⽣适合开发操作系统或者嵌⼊式应⽤程序。在最初的时候,C语⾔主要就是被应⽤在这两个领域。
2) 开发其它编程语⾔
有些编程语⾔的编译器或者解释器就使⽤C语⾔开发,还有⼀些编程语⾔的库或者模块⽀持C语⾔,这使得C语⾔成为了很多其它编程语⾔的基础。
3) 电⽓⼯程
C语⾔在电⽓⼯程领域也有很多⽤途,它可以使⽤信号处理算法来管理微处理器、微控制器等集成电路。
4) 编译器中间件
由于C语⾔具有可移植性,适应性强,有时也被⽤作不同编程语⾔的中间语⾔,这样不同编程语⾔之间就可以共享组件/模块。把C语⾔作为中间件的编译器有 Gambit、BitC、Glasgow Haskell Compiler、Vala 和 Squeak 等。
5) 应⽤程序
C语⾔被⼴泛应⽤于实现最终的⽤户应⽤程序,或者作为某些应⽤程序的关键模块。例如,机械设计领域的各种 CAM 和 CAD 都在使⽤C 语⾔编写某些关键模块,这些模块对执⾏效率有着较⾼要求。
目前流行的编程语言举例说明C语⾔的应⽤
在⽇常⽣活中,很多系统软件和桌⾯应⽤程序都采⽤C语⾔进⾏开发,下⾯给出了⼀些⽰例。
1) 操作系统
UNIX 是第⼀个使⽤⾼级语⾔设计的操作系统,它使⽤的编程语⾔就是C语⾔。后来,Microsoft Windows 和不同的 Android 组件也使⽤C语⾔编写。
2) GUI(图形⽤户界⾯)
Adobe Photoshop 是⽬前最受欢迎的图像编辑器之⼀,它的很多组件就使⽤C语⾔开发。此外,Illustrator 和 Adob e Premiere 也使⽤了C语⾔。
3) 嵌⼊式系统
C语⾔是开发嵌⼊式系统应⽤程序和驱动程序的最佳选择,因为它能够直接操作机器硬件。
4) Google
Google Chrome 浏览器和 Google ⽂件系统都使⽤了C语⾔进⾏开发。此外,⾕歌开源社区有⼤量的项⽬也都在使⽤ C/C++。
5) 编译器开发
C语⾔的常见⽤途之⼀就是开发其它编程语⾔的编译器,因为C语⾔具有低级语⾔的特性,可以直接访问机器硬件。使⽤C语⾔开发的编译器有 Clang C、Bloodshed Dev-C、Apple C 和 MINGW 等。
6) 游戏和动画
C语⾔是编译型语⾔,⽐ Java 或者 Python 等⾮编译型语⾔执⾏速度更快,这使得C语⾔在游戏开发领域不可或缺。
C语⾔可以提⾼绘图性能,例如,作为⼀款 FPS 恐怖游戏,Doom3 在 2004 年就是⽤C语⾔进⾏开发,并运⾏在 Windows 系统。
7) 数据库
MySQL 是⽬前使⽤最⼴泛的数据库之⼀,它就使⽤ C/C++ 开发。
C语⾔的未来
在编程语⾔流⾏程度⽅⾯,Java、Python、C++ 等现代编程语⾔已经取代了C语⾔的地位;但是C语⾔已经存在了很长时间,并且到⽬前仍然被⼤量使⽤。
C语⾔失败的⼀个主要原因是 C++的诞⽣。C++ 在C语⾔的基础上进⾏了扩展,不但保留了⼏乎所有的C语⾔特性,还包含了⾯向对象编程和模板编程等新的思想。对于⽤户使⽤的应⽤程序,⼈们更喜欢使⽤ C++,它的开发效率更⾼,使⽤更⽅便。
但是,C++ 程序占⽤内存较多,尤其是在使⽤ C++ 标准模板库时,内存更是疯长,对于资源有限的嵌⼊式系统,或者在意资源消耗的系统组件来说,内存疯长是不能承受的,所以C语⾔仍然是嵌⼊式系统开发、驱动开发、算法开发的更可靠的选择。
总之,在应⽤层开发中,C语⾔已经被 Java、Python、PHP 等现代语⾔取代了,C语⾔⼏乎没有了⽤武之地。但是,在嵌⼊式系统开发、驱动开发、底层组件开发、算法开发⽅⾯,C语⾔仍然是不可被替代的。
C语⾔在可见的未来虽然不会有蓬勃的发展,但是它也不会消失,它仍然有⽤武之地,在某些领域仍然是不可或缺的。C语⾔没有未来,但是仍不可被取代。
常见问题
1) 学习 C++ 之前要学习C语⾔吗?
⽹上有⼈建议直接学习 C++,这样能够直接接受⾯向编程的思想,⽽不⽤经历⾯向过程编程的阶段,能够更好地培养初学者的编程思维。
⽽我执着地认为应该先学习C语⾔,再学习 C++,对初学者⼤谈各种思想的,都是在误导别⼈。刚⼊门的程序员才谈这思想那思想,真正的程序员⼼中没有思想,就是实⽤主义,能达到⽬的就⾏,管他
什么思想呢。
2) 2021 年还在使⽤C语⾔吗?
答案是肯定的。C语⾔和 C++ 在 2021 年仍然在被⼤量使⽤,⽽且位于世界编程语⾔的前 5 名。学好C语⾔,能⼤幅提升编程功⼒,不懂C语⾔的程序员⼀般造诣不⾼。
3) 为什么C语⾔仍然在被使⽤?
因为C语⾔在某些领域不可被替代。C语⾔有⾃⾝的优势,⽐如执⾏效率⾼、占⽤内存少、能够直接访问硬件,这些优势是 Java、Python、JavaScript 等⾼级语⾔都不具备的,所以在某些关注执⾏效率和资源消耗的项⽬中,C语⾔⼏乎是唯⼀的选择。

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。