计算机C语言的介绍

1.计算机语言

语言是什么?在日常生活中,语言是我们人与人之间沟通交流的一种方式。既然语言有沟通交流的功能,那么:我们怎么跟计算机进行交流呢?

我们的计算机只认识电,因为需要插电,计算机才能启动。所以,如果我们想跟计算机交流,就是通过电流来交流的!

在计算机中,电流有强有弱,所以我们称之为高低电平,所以如果我们跟计算机交流可以通过控制电流的强弱进行。但是,我们觉得每次说高电平,低电平说起来很麻烦,所以干脆就用0和1来分别代表低电平和高电平(这也是我们传说中的二进制)。

再然后,我们通过0和1的各种不同组合,约定出计算机设备该完成什么功能。就像你跟你女朋友约定用数字1314代表一生一世,用520代表我爱你一样,所以此时,我们把这种跟计算机以0,1的对话方式称之为机器语言。

如,用机器语言描述1+1的方式为00000001 000001100011
00000001 (不准确)

再再然后,人们觉得用01的不同组合如:0010011100011011010010000这样的方式看起来太复杂太不容易理解,于是聪明又智慧的人们儿又发明了一种更接近人类语言的跟计算机交流的语言:汇编语言

mov ax,1add ax,1

汇编语言使用了一些日常生活中的英文单词如:add
jump等用来代表不同的01组合,因此大大简化了跟计算机交流开发新功能的方式。但是呢,因为汇编语言对硬件依赖大,不同的CPU架构需要编写不同的汇编指令,再加上其语言也不是特别接近人类语言所以人们又开始思考:能不能使计算机语言再更加接近人类语言呢?

再再再然后,于是高级语言诞生了!!此时高级语言描述1+1就为:1
+ 1

无论是汇编语言还是高级语言,其本质最终都是转换为机器语言来运行的。但是流程有所不同:

汇编语言:汇编 --> 汇编器
--> 机器语言

高级语言(以C为例):C语言
--> 编译器
--> 汇编
--> 汇编器
--> 机器语言

2.C语言的诞生

1969年,那是一个春天......在贝尔实验室里有一个叫做Ken Thompson的人,他长得虽然没有周老师帅,但是人极度聪明。当时贝尔实验室正在跟美国麻省理工大学以及美国通用电气公司合伙开发一款操作系统叫Multics,然后Ken
Thompson便利用空闲时间基于Multics上开发了一款游戏叫<Star Travel>,可是怎么着?最终几大公司觉得Multics项目进度太慢,而且不看好前景,于是突然撤资不打算搞了。Ken
Thompson好不容易写的游戏都要没地方运行了,他可不愿意就此放弃,于是找来贝尔实验室里几乎要报废的一台电脑“PDP-7”,想把游戏移植到这台电脑上,但是没有系统怎么办?这难不倒他,他打算干脆自己写一个适用于这台电脑的操作系统,于是他把Multics项目中的一些思想和一些自己想的一些功能加入到开发里面,凭着这股子蛮劲,终于研发成功,系统名字叫UNIX。但是一开始,这套系统是用汇编语言写的,然而用汇编语言写的操作系统十分难以调试和改进,于是Thompson意识到需要一种更高级的编程语言来负责完成UNIX系统未来的开发,于是乎,他设计出了一种语言叫B语言(在BCPL语言基础上发展来的)

再然后,贝尔实验室意识到UNIX可能会成为一款十分优秀的系统,于是派了一个叫DennisRitchie的人(注意,这才是主角)也加入到了UNIX的开发中!并且在1970年为UNIX项目争取到一台PDP-11计算机,但是这时候Dennis
Ritchie发现B语言十分不适合用来编写适合PDP-11计算机的UNIX系统,因此Dennis
Ritchie决定开发B语言的升级版,一开始他觉得这门语言肯定会火,所以起来了个十分牛逼的名字:NB(New
B),再到后来,随着对NB语言的不断改进,发现这门新语言已经越来越脱离B语言,于是他决定改名叫C语言(取BCPL中的第二个字符)。一直到1973年,C语言足够稳定,Dennis
Ritchie就用C语言来重新编写UNIX系统了。重新编写过的UNIX系统有一个非常重要的好处:可移植性!要知道,在那之前不管是什么系统,都是得为电脑专门匹配设计的!!而现在,因为全新的UNIX用C语言编写,当其他计算机想要使用UNIX操作系统时,只需要为其他类型计算机编写C语言编译器就行了!

C语言的诞生是偶然的,它仅仅只是UNIX系统的附加产物。但是也丝毫掩盖不了它王者的地位,看看2014年的语言排行榜:历经40多年的洗礼,多少语言随大浪东去,辉煌一阵又迅速湮灭,唯有C语言,傲视群雄!

3.C语言的标准化

由于C语言原本就是用来编写传统的由汇编语言编写的应用程序,所以用C语言编写的程序十分的高效,另外又由于C语言的编译器规模小并且还容易编写,所以当C语言横空出世后已经超越了UNIX的界限,运行在不同的操作系统下的多种类型的计算机都开始使用C语言编译器。

但是,由于缺乏编译器翻译标准,因此不同的计算机常常会根据某些特性做不同的处理结果,如果这个时候,放任这种情况的出现最终会导致C语言有各种分支,也即不同的“方言”。再这个时候,美国国家标准协会(ANSI)看不下去了,决定出手为C语言制定标准。正是因为标准的出现,才防止了C语言没有被分裂成不兼容的多种分支!

附:以下是C语言几个重要标准的时间表1983年,美国国家标准协会(ANSI)成立了一个委员会,根据C语言问世以来各种版本对C语言
的发展

和扩充,制定了第一个C语言标准草案(83
ANSI C)。1989年,ANSI公布了一个完整的C语言标准—ANSI X3.159-1989(常称ANSI C,或C89)。

1990年,国际标准化组织ISO(International Standard Organization) 接受C89作为国际标准ISO/IEC 9899:1990,它和ANSI的C89基本上是相同的。

1995年,ISO对C90作了一些修订,

1999年,ISO又对C语言标准进行修订,在基本保留原来的C语言特征的基础上,针对应用的需要,增加了一些功能,尤其是C++中的一些功能,命名为 ISO/IEC 9899:1999。

2001、2004年先后进行了两次技术修正(TC1和TC2)。

ISO/IEC 9899:1999(及其技术修正)被称为 C99。C99是C89(及1995基准增补1)的扩充。

C11 :在2011年12月,ANSI 采纳了 ISO/IEC 9899:2011 标准。这个标准通常即C11,它是C程序语言的最新标准