C語言

C（全稱：C Programming Language）是一種通用的、面向過程的計算機程序設計語言。它由丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）於1972年在貝爾實驗室設計並實現，最初目的是作為Unix作業系統的系統實現語言。C語言兼具高級語言和匯編語言的特點，能夠以簡易的方式編譯、處理低級存儲器，產生少量的機器碼，且不需要任何運行環境支持便可運行。憑藉其高效性、靈活性和可移植性，C語言被廣泛應用於系統軟件、嵌入式系統、作業系統和編譯器等的開發中，並對後續眾多編程語言產生了深遠影響。

C

中文名	C語言
英文名	C
設計者	丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）、肯·湯普森（Ken Thompson）
設計年份	1972年
主要實現	GCC、Clang、MSVC、Intel C++ Compiler等
影響語言	C++、Objective-C、Java、C#、Go、Rust等
作業系統	跨平台

歷史

起源與早期發展

C語言的起源可以追溯到20世紀60年代。1967年，劍橋大學的馬丁·理查茲（Martin Richards）對CPL語言進行了簡化，創造了BCPL（Basic Combined Programming Language）語言。1969年，肯·湯普森（Ken Thompson）在貝爾實驗室以BCPL為基礎，設計出了更接近硬件的B語言，並用它編寫了第一個版本的Unix作業系統。

1971年，丹尼斯·里奇加入Thompson的項目，致力於改進B語言。在將B語言移植到PDP-11計算機的過程中，他們遇到了一系列問題，於是里奇在B語言的基礎上增加了數據類型等特性，創造了一種新語言。1972年，這種新語言被正式命名為「C」，取自BCPL的第二個字母。1973年，C語言的主體完成，Thompson和Ritchie隨即用C語言重寫了Unix內核。

經典時期與標準化

1978年，布萊恩·科爾尼干（Brian Kernighan）和丹尼斯·里奇合著了《The C Programming Language》（中文譯名《C程序設計語言》）。這本書被廣泛稱為「K&R C」，成為C語言事實上的標準規範。

隨着C語言的普及，為了統一不同實現之間的差異，美國國家標準協會（ANSI）於1983年成立了X3J11委員會，開始着手C語言的標準化工作。1988年，K&R C的第二版出版，以反映即將到來的ANSI標準。1989年，ANSI正式批准了C語言標準（ANSI X3.159-1989），即C89。1990年，該標準被國際標準化組織（ISO）採納為ISO/IEC 9899:1990，即C90。

此後，C語言標準經歷了多次修訂和擴展，主要包括：1995年的C95（擴充了寬字符和多字節字符支持）、1999年的C99（增加了long long、<stdint.h>、restrict等新特性）、2011年的C11、2017年的C17以及2023年發布的C23。

設計哲學與特性

C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、僅產生少量機器碼且無需運行環境支持的編程語言。其核心特性包括：

• 面向過程：C語言是一種面向過程的語言，強調通過函數（過程）來組織代碼，與C++、Java等面向對象語言有所不同。
• 指針與內存管理：C語言通過指針提供了對內存的直接訪問能力。程式設計師可以使用malloc()和free()等函數進行顯式的動態內存管理。
• 高效與靈活：C語言的代碼質量與匯編語言相當，一般只比匯編語言生成的目標程序效率低10%～20%。它提供了豐富的運算符和數據結構，既適合編寫系統軟件，也適合編寫應用軟件。
• 可移植性：C語言程序可以在多種計算機平台上編譯運行，只要該平台擁有對應的C語言編譯器和庫。

影響

C語言的設計和成功對後來的編程語言發展產生了深遠影響。許多主流編程語言都直接或間接地借鑑了C語言的語法和思想，例如：

• C++：在C語言基礎上增加了面向對象編程特性。
• Objective-C：在C語言基礎上增加了Smalltalk風格的消息傳遞機制。
• Java和C#：借鑑了C語言的語法風格，但採用了不同的運行時和內存管理模型。

此外，C語言也是許多作業系統（如Linux、Unix）和嵌入式系統開發的核心語言。