01

前言

初入門(mén)的我們經(jīng)常聽(tīng)見(jiàn)別人說(shuō)“真正的程序員用C語(yǔ)言編程，C是最快的語(yǔ)言因?yàn)樗亲羁拷捌涞讓拥恼Z(yǔ)言。”那么和其他語(yǔ)言相比C語(yǔ)言到底有什么特別的呢?

02

C語(yǔ)言為什么快

C語(yǔ)言沒(méi)有什么特別，這就是它快速的秘訣!

新的語(yǔ)言支持更多的特性，比如，垃圾回收(garbage collection)，動(dòng)態(tài)類(lèi)型(dynamic typing)等等。這些新加入的特性讓初學(xué)者們更容易上手。

問(wèn)題的關(guān)鍵就在于，這些新的功能增加了處理開(kāi)銷(xiāo)(processing overhead)，也就降低了程序性能。而C語(yǔ)言中沒(méi)有這些功能，它不需要這些額外的開(kāi)銷(xiāo)，這也意味著程序員自己要分配和釋放內(nèi)存，時(shí)刻注意內(nèi)存泄露問(wèn)題，處理靜態(tài)類(lèi)型的變量。

在云計(jì)算領(lǐng)域，C語(yǔ)言之所以被認(rèn)為是高效的，主要是因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)：

緊湊性：C語(yǔ)言的語(yǔ)法簡(jiǎn)單，代碼量相對(duì)較少，編譯后的程序體積較小，因此運(yùn)行速度較快。

低抽象層次：C語(yǔ)言是一種過(guò)程式語(yǔ)言，它的抽象層次較低，使得程序員可以更加直接地控制計(jì)算機(jī)的硬件資源，從而提高程序的運(yùn)行效率。

硬件無(wú)關(guān)性：C語(yǔ)言可以在不同的硬件平臺(tái)上編譯和運(yùn)行，因此可以很好地利用各種硬件資源，提高程序的運(yùn)行效率。

高效的內(nèi)存管理：C語(yǔ)言提供了豐富的內(nèi)存管理函數(shù)，使得程序員可以更加靈活地控制內(nèi)存資源，從而提高程序的運(yùn)行效率。

除了C語(yǔ)言之外，其他編程語(yǔ)言也有各自的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景，例如：

Java：面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，具有跨平臺(tái)、可移植性等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于企業(yè)級(jí)應(yīng)用、大型系統(tǒng)和移動(dòng)開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。

Python：簡(jiǎn)潔易讀的編程語(yǔ)言，具有豐富的庫(kù)和框架，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析、人工智能、網(wǎng)絡(luò)編程和自動(dòng)化測(cè)試等領(lǐng)域。

JavaScript：主要應(yīng)用于前端開(kāi)發(fā)，具有良好的跨平臺(tái)性和兼容性，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果和交互功能。

C語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者權(quán)衡了利弊，把速度的需求放在了安全之上。C語(yǔ)言不會(huì)：

檢查數(shù)組索引是否越界。

檢查未初始化的變量。

檢查內(nèi)存泄露。

檢查空的指針的解引用。

當(dāng)你在JAVA中使用數(shù)組索引時(shí)，虛擬機(jī)中有一些方法調(diào)用來(lái)檢查索引越界和其他的合理性問(wèn)題。但在C語(yǔ)言中即使是再微小的事情都有安全隱患。它不是用來(lái)編寫(xiě)大型的商業(yè)軟件的。

但這些設(shè)計(jì)上的決定并不是bugs。這些設(shè)計(jì)的初衷是為了讓編譯器和庫(kù)的編寫(xiě)者可充分利用計(jì)算機(jī)每一個(gè)bit的計(jì)算能力。

即便如此，許多語(yǔ)言和平臺(tái)，例如Java(和它的虛擬機(jī))，.NET(和它的通用語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù))，隨著即時(shí)編譯(從字節(jié)碼產(chǎn)生本地機(jī)器碼)等技術(shù)的出現(xiàn)，這些年的運(yùn)行速度也有了很大的提高。

03

C語(yǔ)言的精神

C語(yǔ)言的不可移植。盡管C語(yǔ)言允許程序員編寫(xiě)可移植的代碼，委員會(huì)并沒(méi)有強(qiáng)迫程序員編寫(xiě)可移植的代碼，把C語(yǔ)言當(dāng)成高級(jí)匯編語(yǔ)言。能夠編寫(xiě)特定機(jī)器的語(yǔ)言是C語(yǔ)言的特征之一。

保持C語(yǔ)言的精神。委員會(huì)這么做的主要目的也是為了繼承C語(yǔ)言的傳統(tǒng)精神。這項(xiàng)精神有很多方面，但最根本的是C語(yǔ)言基本原則產(chǎn)生的社區(qū)情感，這種社區(qū)情感被使用C語(yǔ)言的人所共有。

優(yōu)勢(shì)：

簡(jiǎn)潔高效：C語(yǔ)言是一種相對(duì)較簡(jiǎn)單的語(yǔ)言，它使用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法，代碼量相對(duì)較少。相比其他編程語(yǔ)言，C語(yǔ)言的執(zhí)行速度非?？?，因?yàn)樗咏谟布僮鲗用妗?

跨平臺(tái)性：C語(yǔ)言是一種具有很高的可移植性的語(yǔ)言。C語(yǔ)言的代碼可以在不同的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，包括Windows、Linux和macOS等。這種特性使得C語(yǔ)言成為跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)的首選語(yǔ)言。

強(qiáng)大的底層編程能力：C語(yǔ)言提供了強(qiáng)大而靈活的底層編程能力，可以直接訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存和硬件資源。這使得C語(yǔ)言非常適合開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序等底層應(yīng)用。

豐富的庫(kù)支持：C語(yǔ)言具有豐富的庫(kù)支持，可以通過(guò)調(diào)用庫(kù)函數(shù)快速實(shí)現(xiàn)各種功能。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了大量的函數(shù)，涵蓋了輸入輸出、字符串處理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等方面，為開(kāi)發(fā)人員提供了強(qiáng)大而方便的工具。

限制：

缺乏面向?qū)ο筇匦裕号c許多現(xiàn)代編程語(yǔ)言相比，C語(yǔ)言缺乏面向?qū)ο缶幊痰奶匦浴＿@意味著在使用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序時(shí)，可能需要更多的代碼和更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

內(nèi)存管理困難：C語(yǔ)言不提供自動(dòng)垃圾回收機(jī)制，而是需要開(kāi)發(fā)人員手動(dòng)管理內(nèi)存。這意味著在進(jìn)行內(nèi)存分配和釋放時(shí)，開(kāi)發(fā)人員需要特別小心，否則可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏和懸掛指針等問(wèn)題。

容易出現(xiàn)安全漏洞：由于C語(yǔ)言靈活的底層編程能力，使得開(kāi)發(fā)人員更容易出現(xiàn)潛在的安全漏洞。例如，緩沖區(qū)溢出和越界訪(fǎng)問(wèn)等問(wèn)題，需要開(kāi)發(fā)人員嚴(yán)格的代碼審查和測(cè)試來(lái)減少風(fēng)險(xiǎn)。

語(yǔ)法復(fù)雜度高：盡管C語(yǔ)言的語(yǔ)法相對(duì)較簡(jiǎn)單，但在處理一些復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，可能會(huì)需要更多的代碼和技巧。相比其他現(xiàn)代編程語(yǔ)言，C語(yǔ)言在表達(dá)和解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的語(yǔ)法復(fù)雜度較高。

總結(jié)：

雖然C語(yǔ)言有其優(yōu)勢(shì)和限制，但它仍然是一種非常重要和有用的編程語(yǔ)言。它被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)級(jí)編程、嵌入式開(kāi)發(fā)和驅(qū)動(dòng)程序等領(lǐng)域。對(duì)于想要深入了解計(jì)算機(jī)底層工作原理的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，掌握C語(yǔ)言是必不可少的。

然而，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，許多新的編程語(yǔ)言如Java、Python和C++等已經(jīng)出現(xiàn)，它們?cè)诿嫦驅(qū)ο缶幊?、?dòng)態(tài)類(lèi)型和自動(dòng)內(nèi)存管理等方面更加強(qiáng)大和方便。因此，在選擇編程語(yǔ)言時(shí)，開(kāi)發(fā)人員需要根據(jù)項(xiàng)目的需求和目標(biāo)權(quán)衡各種因素，選擇最適合的語(yǔ)言。無(wú)論如何，在學(xué)習(xí)和了解C語(yǔ)言的同時(shí)，也應(yīng)該關(guān)注其他編程語(yǔ)言的發(fā)展和趨勢(shì)，以適應(yīng)日益變化的編程環(huán)境。

C語(yǔ)言的一些精神可以總結(jié)如下：

信任程序員。

不阻止程序員做任何必要的操作。

保持語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔和簡(jiǎn)單。

一種操作只提供一種方法。

保持速度，即使?fàn)奚梢浦残浴?

稍稍解釋一下最后一條，產(chǎn)生高效代碼的潛能是C語(yǔ)言最重要的能力。為了力求對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的操作不會(huì)出現(xiàn)代碼爆發(fā)(簡(jiǎn)單操作需要大量代碼)，許多操作定義為目標(biāo)機(jī)器的硬件如何操作而不是一般化的抽象規(guī)則。這種與機(jī)器配合的意愿例子有很多，比如在規(guī)定表達(dá)式中字符對(duì)象的寬度時(shí)，字符對(duì)象的值是轉(zhuǎn)換為有符號(hào)還是無(wú)符號(hào)類(lèi)型完全取決于哪種類(lèi)型在目標(biāo)機(jī)器中計(jì)算起來(lái)更快。