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C语言是目前广泛使用的一种程序设计语言,其既可用来编写系统软件,也可用来编写应用软件。由于C语言既具有所有高级语言都支持的数据类型、控制结构等,还可以对位、字节和地址这些计算机功能中的基本成分进行操作。因此,有的教程中将C语言称之为介于高级语言和汇编语言中间的中级语言。本章将主要介绍C语言的发展历程和基本结构,此外,为方便读者更好地学****后续章节,本章将就C语言的编译器做具体介绍。
C语言的诞生及其发展历程。
C语言程序的主要组成部分。
C语言程序的开发步骤。
一个完整的C程序的实现过程。
早期的C语言主要是用于UNIX系统。由于C语言的强大功能和各方面的优点逐渐为人们认识,到了20世纪80年代,C开始进入其他操作系统,并很快在各类大、中、小和微型计算机上得到了广泛的使用,成为当代最优秀的程序设计语言之一。
C语言的出现
C语言出现以前,系统程序主要是用机器语言或汇编语言编写的,而C语言最初出现的目的在于解决系统软件的编写问题。如,Unix操作系统就是由美国贝尔实验室 ,随后又用汇编语言编写。由于汇编语言不可移植,并且描述问题的效率不如高级语言,特别是可读性差,这就为C语言的出现提供了契机。
C语言的原型是ALGOL 60语言,随着剑桥大学和美国贝尔实验室对其不断的改进,从而出现了现在的C语言,其发展历程如图1-1所示。
图1-1 C语言出现历程
1972年,C语言在美国电话电报公司(AT&T)贝尔实验室里问世,后来又被多次改进,并出现了多种版本。1978年,贝尔实验室正式发表了C语言。《The C Programming Language》一书,被称之为《K&R》标准。然而,在该书中并没有定义一个完整的标准C语言。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语言的发展和扩充,制定了ANSI C标准。至此,C语言出现了。
由于C语言版本被多次改进,ANSI在1989年对其进行了标准化,最近的一次标准化是2000年被ANSI采用的C99标准。由于编译器的选择,本书所讲解的C语言遵循C87标准。
C语言的特点
C语言是国际上广泛使用的,且很有发展前途的计算机高级语言,时下流行的C++语言和C#都是从C语言发展而来的。C语言适合用来进行系统描述,既可用来编写系统软件,也可用来编写应用软件。C语言是一种与UNIX密切相关的程序设计语言,它最初用于DECPDP-11计算机UNIX。
20世纪70年代以来,操作系统中的大部分内容和应用程序都是用C语言编写的。C语言之所以能长期存在和发展,并具有强大的生命力,与其以下的特点是分不开的。
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 语言可以像汇编语言一样对位、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。
运算符丰富:C的运算符包含的范围很广泛,共有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他高级语言中难以实现的运算。
数据结构丰富:C语言的数据类型有整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型和共用体类型等。C语言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。
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。
C语法限制不太严格、程序设计自由度大:一般的高级语言语法检查比较严,能够检查出几乎所有的语法错误。而C语言允许程序编写者有较大的自由度。
C语言允许直接访问物理地址,可以直接对硬件进行操作:C语言既具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功能,能够像汇编语言一样对位、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。
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%。
C语言适用范围大,可移植性好。
根据如上的特点描述,读者可以看出,C语言具有现代语言的数据结构和结构化的流程控制语句,因此其是一种高级语言。此外,C语言允许对硬件进行编程和