C语言的设计是由一个人而非一个协会掌控的,因此这是一个简洁明了、没有什么冗赘的设计。K&R这本书用大量的例子和练习描述了完整的C语言及其标准库,而全书不过261页。C语言的简单使它相对而言易于学习,也易于移植到不同的计算机上。


  C语言小而简单
 

  C语言是为实践目的设计的。C语言是设计用来实现Unix操作系统的。后来其他人发现能够用这门语言无障碍地编写他们想要的程序。

  C语言是系统级编程的首选,同时它也非常适用于应用级程序的编写。然而,它也并非适用于所有的程序员和所有的情况。C语言的指针是造成程序员困惑和程序错误的一个常见原因。同时,C语言还缺乏对非常有用的抽象的显式支持,例如类、对象和异常,像C++和Java这样针对应用级程序的新程序语言解决了这些问题。

  C语言基本特性

  1、高级语言:它是把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来的工作单元。

  2、结构式语言:结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。

  3、代码级别的跨平台:由于标准的存在,使得几乎同样的C代码可用于多种操作系统,如Windows、DOS、UNIX等等;也适用于多种机型。C语言对编写需要进行硬件操作的场合,优于其它高级语言。

  4、使用指针:可以直接进行靠近硬件的操作,但是C的指针操作不做保护,也给它带来了很多不安全的因素。C++在这方面做了改进,在保留了指针操作的同时又增强了安全性,受到了一些用户的支持,但是,由于这些改进增加语言的复杂度,也为另一部分所诟病。Java则吸取了C++的教训,取消了指针操作,也取消了C++改进中一些备受争议的地方,在安全性和适合性方面均取得良好的效果,但其本身解释在虚拟机中运行,运行效率低于C++/C。一般而言,C,C++,java被视为同一系的语言,它们长期占据着程序使用榜的前三名。

  C语言是一个有结构化程序设计、具有变量作用域(variable scope)以及递归功能的过程式语言。

  C语言传递参数均是以值传递(pass by value),另外也可以传递指针(a pointer passed by value)。

  不同的变量类型可以用结构体(struct)组合在一起。

  只有32个保留字(reserved keywords),使变量、函数命名有更多弹性。

  部份的变量类型可以转换,例如整型和字符型变量。

  通过指针(pointer),C语言可以容易的对存储器进行低级控制。

  预编译处理(preprocessor)让C语言的编译更具有弹性。

C语言的独特优势

  C语言的优缺点

  优点

  1、简洁紧凑、灵活方便

  C语言一共只有32个关键字,9种控制语句,程序书写形式自由,区分大小写。把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元。

  2、运算符丰富

  C语言的运算符包含的范围很广泛,共有34种运算符。C语言把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符处理。从而使C语言的运算类型极其丰富,表达式类型多样化。灵活使用各种运算符可以实现在其它高级语言中难以实现的运算。

  3、数据类型丰富

  C语言的数据类型有:整型、实型、字符型、数组类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。能用来实现各种复杂的数据结构的运算。并引入了指针概念,使程序效率更高。

  4、表达方式灵活实用

  C语言提供多种运算符和表达式值的方法,对问题的表达可通过多种途径获得,其程序设计更主动、灵活。它语法限制不太严格,程序设计自由度大,如对整型量与字符型数据及逻辑型数据可以通用等。

  5、允许直接访问物理地址,对硬件进行操作

  由于C语言允许直接访问物理地址,可以直接对硬件进行操作,因此它既具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功能,能够像汇编语言一样对位(bit)、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元,可用来写系统软件。

  6、生成目标代码质量高,程序执行效率高

  C语言描述问题比汇编语言迅速,工作量小、可读性好,易于调试、修改和移植,而代码质量与汇编语言相当。C语言一般只比汇编程序生成的目标代码效率低10%~20%。

  7、可移植性好

  C语言在不同机器上的C编译程序,86%的代码是公共的,所以C语言的编译程序便于移植。在一个环境上用C语言编写的程序,不改动或稍加改动,就可移植到另一个完全不同的环境中运行。

  8、表达力强

  C语言有丰富的数据结构和运算符。包含了各种数据结构,如整型、数组类型、指针类型和联合类型等,用来实现各种数据结构的运算。C语言的运算符有34种,范围很宽,灵活使用各种运算符可以实现难度极大的运算。

  C语言能直接访问硬件的物理地址,能进行位(bit)操作。兼有高级语言和低级语言的许多优点。

  它既可用来编写系统软件,又可用来开发应用软件,已成为一种通用程序设计语言。

  另外C语言具有强大的图形功能,支持多种显示器和驱动器。且计算功能、逻辑判断功能强大。

  缺点

  1、 C语言的缺点主要表现在数据的封装性上,这一点使得C在数据的安全性上有很大缺陷,这也是C和C++的一大区别。

  2、 C语言的语法限制不太严格,对变量的类型约束不严格,影响程序的安全性,对数组下标越界不作检查等。从应用的角度,C语言比其他高级语言较难掌握。也就是说,对用C语言的人,要求对程序设计更熟练一些。

  C语言基本构成

  数据类型

  C的数据类型包括:整型、字符型、实型或浮点型(单精度和双精度)、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型和空类型。

  常量与变量

  常量其值不可改变,符号常量名通常用大写。

  变量是以某标识符为名字,其值可以改变的量。标识符是以字母或下划线开头的一串由字母、数字或下划线构成的序列,请注意第一个字符必须为字母或下划线,否则为不合法的变量名。变量在编译时为其分配相应存储单元。

  数组

  如果一个变量名后面跟着一个有数字的中括号,这个声明就是数组声明。字符串也是一种数组。它们以ASCII的NULL作为数组的结束。要特别注意的是,方括内的索引值是从0算起的。

  指针

  如果一个变量声明时在前面使用 * 号,表明这是个指针型变量。换句话说,该变量存储一个地址,而 *(此处特指单目运算符 * ,下同。C语言中另有 双目运算符 *) 则是取内容操作符,意思是取这个内存地址里存储的内容。指针是 C 语言区别于其他同时代高级语言的主要特征之一。

  指针不仅可以是变量的地址,还可以是数组、数组元素、函数的地址。通过指针作为形式参数可以在函数的调用过程得到一个以上的返回值,不同于return(z)这样的仅能得到一个返回值。

  指针是一把双刃剑,许多操作可以通过指针自然的表达,但是不正确的或者过分的使用指针又会给程序带来大量潜在的错误。

  字符串

  C语言的字符串其实就是以'\0'字符结尾的char型数组,使用字符型并不需要引用库,但是使用字符串就需要C标准库里面的一些用于对字符串进行操作的函数。它们不同于字符数组。使用这些函数需要引用头文件

  文件输入/输出

  在C语言中,输入和输出是经由标准库中的一组函数来实现的。在ANSI C中,这些函数被定义在头文件

  标准输入/输出

  有三个标准输入/输出是标准I/O库预先定义的:

  stdin标准输入

  stdout标准输出

  stderr输入输出错误

  运算

  C语言的运算非常灵活,功能十分丰富,运算种类远多于其它程序设计语言。在表达式方面较其它程序语言更为简洁,如自加、自减、逗号运算和三目运算使表达式更为简单,但初学者往往会觉的这种表达式难读,关键原因就是对运算符和运算顺序理解不透不全。当多种不同运算组成一个运算表达式,即一个运算式中出现多种运算符时,运算的优先顺序和结合规则显得十分重要。在学习中,对此合理进行分类,找出它们与数学中所学到运算之间的不同点之后,记住这些运算也就不困难了,有些运算符在理解后更会牢记心中,将来用起来得心应手,而有些可暂时放弃不记,等用到时再记不迟。