一、前言

對(duì)于理工 科學(xué)生來說，這個(gè)答案可能很簡(jiǎn)單，因?yàn)檫@是一門必修課。而對(duì)于程序員來說選擇一門編程語言，在某種程度上，對(duì)職業(yè)生涯的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生重大的影響，所以必須慎 之又慎。那么，為什么要選擇一門誕生了將近半個(gè)世紀(jì)的語言？本文不是老生常談的廢話，如："C 語言是編程的基礎(chǔ)"、"學(xué)好 C 語言，走遍天下都不怕"等等，本文力爭(zhēng)詳盡而又有理的回答這個(gè)問題，旨在成為***的為什么要學(xué)習(xí)和使用 C 的文章。

二、C 語言

C 語言是由美國 AT&T 貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究員 Dennis Ritchie 在 B 語言的基礎(chǔ)上，最初作為改造 Unix 操作系統(tǒng)的開發(fā)語言，并伴隨著 Unix 操作系統(tǒng)興起而流行，后來，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，C 開始被移植到其他操作系統(tǒng)平臺(tái)上，成為獨(dú)立的程序設(shè)計(jì)語言。

下圖摘自 TIOBE 編程語言排行榜，過去 30 年 90% 時(shí)間里 C 都是獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷的，僅偶爾被 Java 超越：

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那么是因?yàn)橐婚T語言一直位于排行榜的***名就該去學(xué)習(xí)和使用嗎？顯然不是，人云亦云是程序員的大忌。為操作系統(tǒng)而生的標(biāo)簽注定了 C 不可能平庸，實(shí)話實(shí)說，C 是一門很難學(xué)習(xí)和使用的編程語言，沒有編譯原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，根本不可能把 C 學(xué)的明白、用的順手。C 作為一門工程實(shí)用性極強(qiáng)的語言，提供了對(duì)操作系統(tǒng)和內(nèi)存的精準(zhǔn)控制，高性能的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，源碼級(jí)的跨平臺(tái)編譯等優(yōu)點(diǎn)，才是我們必須學(xué)習(xí)和使用 C 的理由。

同時(shí)，幸運(yùn)的是 C 也是個(gè)有趣的東西，對(duì)編程的認(rèn)知越深，就會(huì)越覺得有意思，我簡(jiǎn)單列舉一些 C 的優(yōu)點(diǎn)：

2.1）結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)語言，語法清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊化使得程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立，便于開發(fā)、調(diào)試以及調(diào)試。

2.2）運(yùn)算符多，把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。

2.3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型的運(yùn)算，引入指針、結(jié)構(gòu)體概念使程序效率更高。

2.4）為操作系統(tǒng)而生，可以像匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，允許直接訪問物理地址對(duì)硬件進(jìn)行操作，把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)語言的實(shí)用性結(jié)合起來。

2.5）程序執(zhí)行效率高，一般比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低 10%~20%。

2.6）可移植性好，C 語言抽象了針對(duì) CPU 編程的細(xì)節(jié)，能廣泛應(yīng)用于針對(duì)大型操作系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件的編寫。

2.7）具備強(qiáng)大的繪圖功能，和 C++ 一樣也可以寫出很優(yōu)雅的二維、三維圖形和動(dòng)畫。

有人說，C 是 C++ 的子集，C 能做到的事，C++ 一樣能做到，并且還可以做的更好，如：三大面向?qū)ο筇匦?、GUI 編程，誠然，我承認(rèn)在 GUI 編程領(lǐng)域 C++ 占據(jù)著絕對(duì)的統(tǒng)治地位，至今無人能撼動(dòng)。但真的有必要用 C++ 來替代 C 完成工作嗎？很多時(shí)候 C++ 解決問題的思路真的比 C 更先進(jìn)嗎？

三、C 和 C++ 比較

寫到這一 段的時(shí)候我有一種戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢、如履薄冰的感覺，畢竟 C、C++ 是廣大程序員都很熟悉東西，打起嘴炮來也是極其恐怖的，其實(shí)在關(guān)乎信仰的問題上，任何的爭(zhēng)論都是無止境的，也是無意義的。我希望大家不要把大量精力用來爭(zhēng) 論純粹的語言優(yōu)劣上，而是去思考如何的正確的把事情做好，什么是正確的做事——快速高效的開發(fā)，保障快速穩(wěn)定的運(yùn)行，快速簡(jiǎn)單的維護(hù)。

下圖是嘴炮大神 Linus Torvalds 當(dāng)年抨擊 C++ 和他周圍那些 C++ 大牛程序員們的犀利言辭，其實(shí)我個(gè)人并不欣賞 Linus 的個(gè)人風(fēng)格，我還是希望大家能心平氣和的談?wù)?C 相比 C++ 的一些優(yōu)點(diǎn)和現(xiàn)狀：

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3.1）隱式操作：C 簡(jiǎn)單直接、結(jié)構(gòu)清晰，每行代碼都能清楚的被反匯編成相應(yīng)的語句，系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)格按照你的代碼去執(zhí)行。而 C++ 則不盡然，簡(jiǎn)單的語句也說不清楚究竟有多少次構(gòu)造和拷貝，這樣編寫底層代碼是完全不行的，底層需要精準(zhǔn)和嚴(yán)格的控制。

3.2） 語言接口：現(xiàn)代軟件工程項(xiàng)目的開發(fā)，不但對(duì)性能有很高要求，對(duì)于語言接口的對(duì)接能力也有很高要求，因?yàn)橘即蟮囊粋€(gè)項(xiàng)目很少僅使用一種語言來進(jìn)行開發(fā)，對(duì)于 底層，C++ 對(duì)內(nèi)存和硬件的控制不如 C 簡(jiǎn)潔精準(zhǔn)；對(duì)于很多動(dòng)態(tài)語言和中間件，如：PHP、Python 和 Apache、Redis，都受了 C 的很大影響，甚至就是 C 開發(fā)出來的東西，對(duì)接起來非常方便。沒錯(cuò)兒，其實(shí) C++ 采用迂回的方式也能對(duì)接的，但是，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如 C 方便，開發(fā)和維護(hù)成本非常高。

3.3）硬件層：

3.2.1>分配內(nèi)存：系統(tǒng)加電后運(yùn)行，經(jīng)過匯編初始化棧，然后再跳轉(zhuǎn)到 C 語言的 start_init() 函數(shù)去，這時(shí)候內(nèi)存分配機(jī)制都還沒有建立，C++ 如何定義類？如何實(shí)例化對(duì)象？

3.2.2>標(biāo)準(zhǔn)庫依賴：C 的所有特性都可以不依賴任何庫運(yùn)行，如有必要，可以按照特定需求自己編寫庫。

3.2.3>處理器兼容：C++ 的類是依賴基地址+偏移地址的尋址方式，很多微處理器只有簡(jiǎn)單的給定地址尋址，不支持一條語句實(shí)現(xiàn) base + offset 的尋址機(jī)制，很多 C++ 代碼編譯出來需要更多的指令來運(yùn)算地址，導(dǎo)致性能下降了太多。

3.4）應(yīng)用層：C++ 在做應(yīng)用層尤其是 GUI 編程，這是 C++ 的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，我一直堅(jiān)持 C 也能優(yōu)雅的做出圖像和動(dòng)畫，但開發(fā)效率確實(shí)較 C++ 低很多，最近有個(gè)很火的 RUST 語言，號(hào)稱是未來唯一能取代 C++ 的編程語言，感興趣的同學(xué)可以多關(guān)注下。

四、總結(jié)

下面我列舉了 10 多個(gè)目前熱門的發(fā)展方向，粗略的介紹了下列項(xiàng)目里最常用的編程語言：技術(shù)分享

由上圖可知，操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等等基礎(chǔ)知識(shí)，是深入理解、掌握和靈活運(yùn)用 C 的重要前提，現(xiàn)階段程序員職業(yè)生涯超過一半的熱門方向直接或間接與 C 有關(guān)，我想，學(xué)好 C 的重要性也就不言而喻了。