C語(yǔ)言真正的特點(diǎn)及其演變

在這一小節(jié)中，譚老師簡(jiǎn)要地介紹了C語(yǔ)言的發(fā)展歷程，讓我們認(rèn)識(shí)到C語(yǔ)言是一門歷史悠久的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，從最初的只是為了描述和實(shí)現(xiàn)UNIX的需要而設(shè)計(jì)的一種工作語(yǔ)言，到后來(lái)得到業(yè)界的廣泛認(rèn)同而逐漸成為一種流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它的流行，也證明了其鮮明的特點(diǎn)讓它具有了旺盛的生命力，C語(yǔ)言已經(jīng)流行，并且還將繼續(xù)流行，它始終是一門應(yīng)用廣泛的主流程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。（這句話的潛臺(tái)詞是，學(xué)習(xí)C語(yǔ)言大有"前/錢"途。）

C語(yǔ)言能夠受到大家的歡迎和認(rèn)可，能夠在軟件業(yè)界廣泛流行，這不是偶然的，是由它的鮮明的程序設(shè)計(jì)特點(diǎn)決定的。譚老師總結(jié)了C語(yǔ)言的8個(gè)特點(diǎn)，從"語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活"到"運(yùn)算符豐富"，從"具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句"到"語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大"等等。

沒(méi)錯(cuò)，這些確實(shí)是C語(yǔ)言的特點(diǎn)，但是，真正讓C語(yǔ)言能夠在眾多的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中屹立不倒的特點(diǎn)只有兩個(gè)：

接近底層，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作

嚴(yán)格地說(shuō)，C語(yǔ)言是一種介于低級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（例如，匯編語(yǔ)言）和高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（例如，C++、Java）之間的中級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)，這使得程序員可以非常容易地利用C語(yǔ)言直接對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件單元位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作。這樣的特點(diǎn)，決定了C語(yǔ)言在某些需要對(duì)硬件進(jìn)行操作的應(yīng)用場(chǎng)景下，例如嵌入式系統(tǒng)中，成為程序員們的不二之選 。

執(zhí)行效率高，具有接近匯編的性能

除了匯編語(yǔ)言之外，C語(yǔ)言應(yīng)該是當(dāng)今主流程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，執(zhí)行效率最高的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言了。一般而言，經(jīng)過(guò)編譯器優(yōu)化后的C語(yǔ)言程序，其執(zhí)行效率只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10%~20%。對(duì)于某些對(duì)性能要求極高的系統(tǒng)軟件，諸如Linux內(nèi)核、搜索引擎算法，以及大型的科學(xué)計(jì)算程序等等，恐怕只有C語(yǔ)言才能夠勝任。這也決定了C語(yǔ)言在這些領(lǐng)域具有長(zhǎng)久的生命力，始終處于一種無(wú)可替代的地位。

事物都有兩面性，C語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)非常突出，但相對(duì)于那些高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，其缺點(diǎn)也非常明顯。

數(shù)據(jù)封裝性不強(qiáng)

C語(yǔ)言的一個(gè)重要的缺點(diǎn)就是它對(duì)數(shù)據(jù)的封裝性不強(qiáng)，基本上，在程序中我們可以對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行任意的訪問(wèn)，而不管這個(gè)數(shù)據(jù)是關(guān)鍵的重要數(shù)據(jù)還是某個(gè)無(wú)關(guān)緊要的臨時(shí)數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)使得C語(yǔ)言在數(shù)據(jù)的安全性上有很大缺陷，這也是C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言的一大區(qū)別。

結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，無(wú)法支持復(fù)雜的大型業(yè)務(wù)型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

C語(yǔ)言是一種優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以很好地實(shí)現(xiàn)程序代碼及數(shù)據(jù)的相互分離，利于程序的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。出于性能的需求，它也被用于構(gòu)建一些底層系統(tǒng)（例如Linux kernel）。但是，在開(kāi)發(fā)一些更加復(fù)雜的業(yè)務(wù)型系統(tǒng)的時(shí)候，因?yàn)槠涑橄髮哟伪容^低，這樣的設(shè)計(jì)方法卻可能讓整個(gè)項(xiàng)目陷入"需求變化"的深淵，一旦需求發(fā)生變化，則可能需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行變更，這使得C語(yǔ)言無(wú)法很好地支持復(fù)雜的大型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，極大地限制了C語(yǔ)言的應(yīng)用。這也是為什么后來(lái)出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想以及C++語(yǔ)言。

C語(yǔ)言語(yǔ)法靈活，難以掌握

C語(yǔ)言的理念與UNIX系統(tǒng)以及Hacker精神是一脈傳承的：程序員應(yīng)該對(duì)他自己的行為負(fù)責(zé)。因此沒(méi)有在語(yǔ)言層級(jí)上做過(guò)多的約束。保持語(yǔ)言的強(qiáng)大、簡(jiǎn)潔、靈活是優(yōu)先考慮的，而不是對(duì)初學(xué)者的親和度。正是因?yàn)樨瀼刂@樣的精神，C語(yǔ)言的語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，對(duì)變量的類型約束不嚴(yán)格，影響程序的安全性，對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等。因?yàn)槠潇`活性，使得從應(yīng)用的角度，C語(yǔ)言比其他高級(jí)語(yǔ)言較難掌握，這也限制了C語(yǔ)言的應(yīng)用普及。

優(yōu)點(diǎn)對(duì)缺點(diǎn)，半斤對(duì)八兩

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