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C語言歷史與演化—C89、C99、C11、C17、C2x

更新時間：2024年11月16日 09:15:20 作者：販賣月光的小女孩

C語言作為一門古老而受歡迎的編程語言,經(jīng)歷了多個版本的演進和標準化,本文將深入解析C語言的四套標準,即C89、C99、C11和C17,通過具體實例說明每個標準引入的新特性和改進

Traditional C

此時的 C 語言還沒有標準化，來自“C Programming Language, First Edition, by Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie. Prentice Hall PTR 1978”的 C 描述可算作“正式”的標準，所以此時的 C 也稱為“K&R” C。

期間 C 語言一直不斷的發(fā)生細微的變化，各編譯器廠商也有自己的擴展，這個過程一直持續(xù)到20世紀80年代末。

C89（C90）

C89（也稱為C90）是C語言的最早版本的標準，于1989年發(fā)布。它定義了C語言的基本語法、關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)類型，并引入了標準庫函數(shù)，如stdio.h和stdlib.h等。C89的特點是簡潔、可移植且易于理解，被廣泛應(yīng)用于各種計算機平臺。

C89 的主要改動：

定義了 C 標準庫；
新的預(yù)處理命令和特性；
函數(shù)原型（prototype）；
新關(guān)鍵字：const、volatile、signed；
寬字符、寬字符串和多字節(jié)字符；
轉(zhuǎn)化規(guī)則、聲明（declaration）、類型檢查的改變。

舉例來說，下面的代碼展示了使用C89標準編寫的程序示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, C89!\n");

    return 0;
}

在這個示例中，我們使用了C89標準的頭文件 <stdio.h> 和函數(shù) printf 來輸出一條信息。

C95

這是對 C89 的一個修訂和擴充，稱為“C89 with Amendment 1”或 C95，嚴格說來并不是一個真正的標準。

C95 的主要改動：

3個新標準頭文件：iso646.h、wctype.h、wchar.h；
一些新的標記（token）和宏（macro）；
一些新的 printf/scanf 系列函數(shù)的格式符；
增加了大量的寬字符和多字節(jié)字符函數(shù)、常數(shù)和類型。

C99

C99標準于1999年發(fā)布，對C語言進行了擴展和改進。它引入了一些新特性，如變長數(shù)組、復(fù)合字面量、單行注釋等。C99還提供了更靈活的變量聲明和初始化方式，允許在代碼中聲明變量的同時進行初始化。

C99 的主要改動：

復(fù)數(shù)（complex）；
整數(shù)（integer）類型擴展；
變長數(shù)組；
Boolean 類型；
非英語字符集的更好支持；
浮點類型的更好支持；
提供全部類型的數(shù)學(xué)函數(shù)；
C++ 風(fēng)格注釋（//）。

舉例來說，下面的代碼展示了使用C99標準引入的變長數(shù)組和復(fù)合字面量的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int n = 5;
    int arr[n]; // 變長數(shù)組

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }

    printf("Array: { ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("}\n");

    return 0;
}

在這個示例中，我們使用了C99標準引入的變長數(shù)組來定義數(shù)組 arr，其大小由變量 n 決定。同時，我們使用了復(fù)合字面量來在一行代碼中初始化數(shù)組的元素。

C11

C11標準于2011年發(fā)布，是對C語言的又一次改進和擴展。它引入了一些新特性，如匿名結(jié)構(gòu)體、泛型選擇表達式、多線程支持等。C11還對一些現(xiàn)有特性進行了細微的改進和修正，提高了語言的表達能力和可靠性。

舉例來說，下面的代碼展示了使用C11標準引入的匿名結(jié)構(gòu)體和泛型選擇表達式的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    struct {
        int x;
        int y;
    } point = { .x = 5, .y = 10 }; // 匿名結(jié)構(gòu)體

    _Generic(point, 
             struct { int x; int y; }: printf("Point: (%d, %d)\n", point.x, point.y),
             default: printf("Invalid data type!\n")); // 泛型選擇表達式

    return 0;
}

在這個示例中，我們使用了C11標準引入的匿名結(jié)構(gòu)體來定義結(jié)構(gòu)體變量 point，并使用了泛型選擇表達式 _Generic 來根據(jù)變量的類型選擇不同的操作。

C17

C17（也被稱為為 C18）是于2018年6月發(fā)布的 ISO/IEC 9899:2018 的非正式名稱，也是目前（截止到2020年6月）為止最新的 C語言編程標準，被用來替代 C11 標準。

C17 沒有引入新的語言特性，只對 C11 進行了補充和修正。

C2x

下一個版本的 C 標準，預(yù)計將于2022年12月1日完成。

有許多人提出想為 C 語言添加面向?qū)ο蟮奶匦?，包括增加類、繼承、多態(tài)等已被 C++ 語言所廣泛使用的語法特性，但是最終被委員會駁回了。因為這些復(fù)雜的語法特性并不符合 C 語言的設(shè)計理念以及設(shè)計哲學(xué)，況且 C++ 已經(jīng)有了這些特性，C 語言無需再對它們進行支持。