C語言歷史與演化—C89、C99、C11、C17、C2x
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;
- 新的預處理命令和特性;
- 函數(shù)原型(prototype);
- 新關鍵字: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)學函數(shù);
- C++ 風格注釋(
//
)。
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,如匿名結構體、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標準引入的匿名結構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 }; // 匿名結構體 _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標準引入的匿名結構體來定義結構體變量 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蟮奶匦裕ㄔ黾宇?、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。因為這些復雜的語法特性并不符合 C 語言的設計理念以及設計哲學,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。
總結
C語言的四套標準(C89、C99、C11和C17)代表了C語言的演進和改進過程。每個標準引入了新特性和改進,為程序員提供了更強大和靈活的編程工具。通過具體實例的說明,我們深入探討了每個標準的特點和新特性,幫助你了解C語言的不同版本,并為你在實際編程中選擇合適的標準提供了指導。
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