C++基础教程
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C语言部分卷1C语言基础语法
节1初识C语言
最新版本V2.0
王道C++团队
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C++基础教程<br />——<br />C语言部分卷1C语言基础语法<br/>节1初识C语言<br/><br/>最新版本V2.0<br>王道C++团队<br/>COPYRIGHT ⓒ 2021-2024. 王道版权所有概述C语言历史诞生发展C语言的优点/优势C语言的缺点The End
概述
Gn!
C语言是贝尔实验室的Ken Thompson（肯·汤普逊）、Dennis Ritchie（丹尼斯·里奇）等人开发的UNIX 操作系统的“副产品”，诞生于1970年代初。
Thompson和Ritchie共同创作完成了Unix操作系统，他们都被称为“Unix之父”。
如果你非要较真谁才是“C语言之父”，那么普遍而言，Dennis Ritchie被认为是“C语言之父”，因为他是C语言的主要设计者。
为了表彰他们在“Unix操作系统的设计和实现，以及与之相关的C语言的开发”上的贡献，Dennis Ritchie 和 Ken Thompson 在1983年共同获得了图灵奖。
除此之外，Thompson还是“UFT-8编码”和“Go语言”的主要发明设计者。
贝尔实验室是什么机构？
贝尔实验室（Bell Labs），全称贝尔电话实验室，创建于1925年，隶属于AT&T公司（美国电话电报公司，曾经大致相当于中国电信加移动加联通，通信领域的超级巨头）。贝尔实验室在20世纪为计算机科学、电信和物理学领域做出了巨大的贡献。
贝尔实验室是美国历史上最有知名度，最具影响力的研究和开发机构之一。
贝尔实验室的贡献包括但不限于：晶体管、Unix操作系统、C语言、光纤、激光等。
关于贝尔实验室，强烈推荐吴军博士的《浪潮之巅》这本书，该书讲解了世界上巨头科技、互联网公司（诸如IBM、Apple、微软等）的兴衰历史。即便将它当成故事书一样去看，也是十分精彩的，值得一看。
吴军博士所著浪潮之巅，故事精彩，语言诙谐，可称为计算机行业的入门必读书籍。
Unix操作系统有什么深远的影响？
可能有些同学（尤其是没怎么接触过计算机的同学），对Unix操作系统没什么印象，但实际上Unix操作系统是计算机历史上最重要，和影响最深远的操作系统之一。
目前市场中最流行的操作系统，可以分为两大类：
Windows视窗操作系统，是最广泛使用的桌面级操作系统。尤其是PC和办公环境下，Windows无疑是统治者。
类Unix操作系统（Unix-like），指那些在设计、功能等方面上与原始Unix有高度相似性或受其启发的操作系统。
最常用的类Unix操作系统是MacOS以及Linux。
其中MacOS是桌面端足可以和Windows抗衡的操作系统，而Linux则是服务器市场的霸主。
原始的Unix操作系统由于其昂贵的成本，在日常的消费者市场中并没有获得广泛应用。但其设计理念和架构深深影响了后续的操作系统发展，尤其是在MacOS和Linux等类Unix系统中。
然而在一些需要极高可靠性和稳定性的领域，例如银行、金融服务和电信等，Unix操作系统仍然是首选，当然前提是企业具备足够的经济实力。在这些领域，Unix系统的稳定性和安全性成为了决定性的因素，即便成本较高，许多公司也愿意为此支付额外费用。
C语言历史
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以下内容，仅供了解，可以当一个故事看一看。了解C语言的历史背景，也有助于大家理解学习C语言。
诞生
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上世纪60年代末，Thompson独自编写出了最初版本的Unix操作系统。Unix系统最初是用汇编语言编写的，用汇编语言编写的程序往往难以调试，也不易于进行扩展和移植。
Thompson意识到需要用一种更加高级的编程语言来完成Unix系统未来的开发，于是他设计了一种小型语言——B语言。B语言是在BCPL语言（20世纪60年代中期产生的一种系统编程语言）的基础上，简化开发而来的。
不久，Ritchie也加入到Unix项目中，并且开始着手用B语言编写程序。1970年，贝尔实验室为Unix项目争取到一台PDP-11计算机（一款在70年代非常成功的小型计算机）。当B语言经过改进并能够在PDP-11计算机上运行后，Thompson用B语言重新编写了部分UNIX代码。
到了1971年，B语言由于效率和功能上的局限性，已经明显不适合PDP-11计算机了，于是Ritchie着手开发B语言的升级版。最初，他将新开发的语言命名为NB语言(意为“New B”)，但是后来新语言越来越偏离B语言，于是他将其改名为C语言。
这样C语言就诞生了，C语言的前身是B语言，而C语言的发明者是Dennis Ritchie。
到了1973年，C语言已经基本完善和稳定，Ritchie和Thompson把Unix系统的大部分组件都使用C语言进行了重写。这既证明了C语言在系统编程上的强大功能，也奠定了Unix系统的地位。
使用C语言重写Unix是一个关键决策，它为Unix的成功和普及打下了坚实的基础，使得Unix成为了一个扩展性强、可移植性强、易于开发维护的操作系统。
发展
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1978年，Dennis Ritchie和Brian Kernighan（布莱恩·克尼汉）共同出版了书籍《C编程语言（The C Programming Language）》。这本书中描述的C语言版本经常被称为“K&R C”，可以认为这是最早的统一C语言版本。
到了80年代，C语言走出贝尔实验室，被广泛使用。不同的机构间，往往会在原有基础上自己扩展一些C语法，这就是“C方言”。
为了确保C语言的一致性和可靠性，美国国家标准协会（ANSI）于1983年设立了一个委员会来标准化C语言。最终，该组织在1989年推出了ANSI C标准，也称为C89或ANSI C。
不久之后，到了1990年，国际标准化组织（ISO）采纳了这一标准，并在1990年发布了这个C语言版本，被称为C90。事实上，C89和C90就是两个相同的C语言标准，只是由不同的组织在不同的时间发布罢了。C89/C90是第一个官方统一标准认证的C语言版本。
在这之后，C语言的官方标准版本的发布，都由ISO机构下的C语言相关工作组WG14完成。
1999年，C99发布。引入了如内联函数、新的数据类型、变长数组等新特性。
2011年，C11发布。增加了并发支持、类型通用宏、静态断言等新特性。
2018年，C18发布。主要是对C11进行小维护和小修正，没有引入新特性。可以认为C18就是C11的小更新版本。
在实际的应用中，C99虽然年代久远，但稳定可靠且足够好用，是比较常用的C语言版本。
除此之外，C11增加了对现代计算机操作系统的支持，特别是关于线程、并发部分的支持，所以在需要这些特性的C语言程序中，会优先选择C11。
总得来说，到目前为止，C99和C11在商业环境中是最常用的版本。
在我们的课程设计中，第一周的C语言部分我们只学习最基础的C语言语法，并不会涉及到C11的新特性。所以第一周学习C语言的课程将采用C99作为学习的C语言版本。
C语言的优点/优势
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当今互联网世界是建立在C语言的基础上的
例如：
操作系统。C语言设计的初衷就是用来编写操作系统，目前所有的主流操作系统内核，所采用的编程语言都是C语言。
网络协议栈。一般和内核采用相同的语言实现，也就是C语言。
Web服务器/HTTP服务器。Apache、Nginx主要由C语言编写。Tomcat（Java编写，仅运行Java应用）
关系型数据库。PostgreSQL、SQLite主要由C语言编写。MySQL（C/C++）
非关系型数据库。Redis主要由C语言编写。MongoDB（C++）、Elasticsearch（Java）
...
C语言是一门接近"低级语言"的"中级语言"
所谓"中级"编程语言，是要比较的，参看下图：
这意味着C语言有以下优点：
C语言是一门接近硬件层面的编程语言，提供了接近硬件的操作能力。C语言通过提供直接内存访问、指针操作和系统调用等功能，允许程序员以接近硬件的方式编写代码。这种能力使得C语言特别适用于嵌入式系统开发以及系统级编程。
C语言拥有在所有编程语言中几乎独一档的高运行效率。
C语言提供了接近硬件的操作能力，这意味着C程序可以更好的利用硬件资源。
C语言编译器将源代码直接编译成机器代码（或非常接近的汇编语言），而非解释执行或编译为中间代码。
C语言还提供了各种特性使得程序员可以控制优化C程序的几乎每一个细节。比如C语言的手动内存分配控制，这意味着可以精确地管理资源使用，从而提高效率。
在平均一般情况下，如果一个C程序的执行速度是100%，那么：
C++可能由于复杂性的影响，性能会轻微下降，一般是95%左右。
Java由于JVM等特性的影响，运行效率一般低于C/C++，大概在50%-80%范围内。
Python是一种脚本语言，需要解释执行，效率很差。可能在5%-30%之间。
C语言的语法非常简洁，没有太多复杂的特性。作为一门接近硬件的编程语言，C语言的抽象层次很低，没有很多高级的抽象特性。这使得C语言简单易学，同时对于想要深入理解计算机原理的人来说，C语言的低抽象性也可以使得学习者可以更好的忽略语言特性，关注具体原理。
C语言作为一门"中级语言"，市面上流行的编程语言基本都可以找到它的影子（C-like语言），所以学习C语言对于学习其他编程语言也有很大的帮助。
C语言是一门从诞生到现在，一直都非常流行的编程语言
C语言的生命力旺盛，从诞生到如今始终都是最流行的开发语言之一。
可以参考：TIOBE世界编程语言排行榜
C语言的缺点
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很多时候，一个优点往往同步带来一些缺点，C语言实际上是一门缺点很明显的编程语言。正如丹尼斯·里奇（Dennis M. Ritchie），C语言的主要发明者，曾经评价C语言说：
C is quirky, flawed, and an enormous success.
这句话直译为：“C语言是古怪的、有缺陷的，但同时取得了一个巨大的成功。”
C语言有以下突出的缺点：
C语言是一门非常容易出错，却非常不容易发现错误的编程语言。这主要是因为：
C语言的语法相对非常宽松和灵活，给予了程序员很大的自由度，但出错的概率也大大增加了。
C语言给程序员很大的自主性和控制权限，但即便是熟练的C程序员也无法保证能够完美的控制程序。比如内存管理，手动的内存管理不仅增加了编程的复杂性，而且非常容易出错，如内存泄漏和使用未初始化的内存导致未定义行为。
C语言追求效率，所以没有专门的异常机制来指示程序出现的问题。C程序甚至不会去检查数组下标越界的问题。
...
C语言缺少一些必要的高级特性，使得C程序的可维护性很差。一个复杂的C程序，如果在设计之初没有考虑到维护问题，那么将很难对它做出修改或扩展。（这也是C++出现的目的）
相比较现代的高级语言，C语言经常可以写出可读性十分差的代码。
这一方面是由于C语言作为一门小型语言，它缺乏一些现代高级语言中的特性，并且其标准库相对较小。因此，程序员往往需要自行编写复杂的代码实现，这些代码对于其他人可能难以理解。
另一方面，C语言诞生于编程发展的初期，那时的编程哲学倾向于代码的极致简洁性。这种风格有时会导致代码过于晦涩难懂，尤其是当程序员过分追求聪明的技巧时，可能会编写出只有自己能理解的代码。
在现代编程中，尤其是团队协作环境下，高度重视代码的可读性和维护性。因此，在我们的课堂上，我们会强调编写清晰易读的C代码，而不是单纯追求代码的简洁。
C语言的核心语法特性在不同编译器和平台之间是保持一致的，这是因为不同平台的编译器实现都必须遵循C语言的标准（如ISO C标准）。这确保了无论在Windows还是Linux平台上，基本的语法、控制结构和数据类型等基础元素都是相同的。
然而，由于C语言提供了接近操作系统层面的编程能力，当涉及到与操作系统直接交互的特定功能，如系统调用或使用特定平台的库函数时，就会出现不同平台间的实现差异。
这些差异并不是由C语言本身的语法差异引起的，而是由不同操作系统平台的不同特点所引起的。
这种差异性一方面影响了C语言的跨平台性，也增加了C语言的学习成本。例如，尽管Windows和Linux平台上的C语言核心编程逻辑相似，但在实现平台特定功能时所需的API调用和编程细节可能大不相同。
王道的C方向更侧重于服务器端、嵌入式领域等方向，所以在涉及平台交互的场景中，我们将会学习Linux C，这是我们第二阶段的课程内容。
需要注意的是，尽管存在平台间的差异，但这并不意味着Windows和Linux下的C语言是两种截然不同的语言。适应不同的平台环境和编程接口对程序员而言，不算什么特别困难的事情。