作者：木羊同學

來源：華章計算機（ID：hzbook_jsj）

C語言是個很有意思的話題。對于計算機專業(yè)的學生來說，C語言可以算是本專業(yè)的另一門“普通話”。曾經(jīng)看過一份資料，說國內(nèi)九成高校在給大一開設的“高級編程語言”一課中選擇使用C語言，而這僅僅只是開始。

我們知道，計算機專業(yè)是有幾門“硬菜”課程的，比如說數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、編譯原理和操作系統(tǒng)，這些課程都有自己的知識體系，不過，所使用的教材很可能會在書名后面多加一個括號寫上“C語言描述”，這是因為計算機專業(yè)的知識總是需要通過編程才能落地見效，而教材們都喜歡選擇用C語言來示例編程。

可以說，計算機的專業(yè)課基本上就是個C語言宇宙，哪怕是畢業(yè)多年以后重聚，說一句“Long time no C”，一定都能引得大家會心一笑和無限回憶。

不過，疑惑隨之而來。前兩年一位985的學生在網(wǎng)上發(fā)帖詢問：為什么現(xiàn)在學校還在教授C語言，而不選擇更為“現(xiàn)代”的Java或者Python？這貼很快變成圈內(nèi)熱帖，大家一時議論紛紛。在很多人看來，誕生于1973年的C語言雖然歷史地位無法撼動，但已經(jīng)是一款爺爺輩的老語言，早就該到了“尚能飯否”的年紀。

那么，應該學什么呢？在20年前互聯(lián)網(wǎng)剛剛興起的時候，大家都想去學更時髦的Java，而到了機器學習大紅大紫的現(xiàn)在，則很難拒絕Python的誘惑。近幾年Rust、Go、Swift等新語言像雨后春筍般冒出來，隔一段時間就來一版重大更新，變著花樣在刺激著大家喜新厭舊的神經(jīng)。所以，每隔一段時間網(wǎng)上就會掀起一陣“是時候要換掉C語言”的討論。

不過，C語言真的已經(jīng)是時代的眼淚了嗎？

01 穩(wěn)如泰山的C語言

大家都知道的是，當下很多主流的編程語言，其實都和C語言有著緊密的血緣關(guān)系，C++就是C語言加上面向?qū)ο螅珻++--又派生出了Java，至于受C++和Java影響而派生的語言又不知道有多少，真可謂一生二、二生三、三生萬物。不過，也許大家并不了解，雖然C語言兒孫滿堂，但自身還正處在當打之年，和子孫同臺競技不落半點下風。

TIOBE是業(yè)內(nèi)知名的編程語言排行榜，我查了一下最近20年的排名記錄，驚訝地發(fā)現(xiàn)雖然各色編程語言一直在TIOBE上你方唱罷我登場，但是C語言始終穩(wěn)如老狗，一直像釘子一樣釘在前2位置霸榜，不時還偷摸一把排名第一的寶座。近幾年P(guān)ython乘著機器學習的東風從一個勝利走向另一個勝利，最近更是成功把Java從王座上請了下來，然而回頭一看，發(fā)現(xiàn)排在第二的居然還是C語言。

這就很有意思了。也許有人會認為，這是因為C語言占了時間悠久的便宜，歷史上積累下來的代碼量大，所以比重就大。不過，TIOBE是綜合了全球在搜索引擎中的搜索次數(shù)、各類課程的使用次數(shù)，以及業(yè)內(nèi)資深專家和廠商的使用偏好等等因素綜合計算給出的排名結(jié)果，反映的是編程語言在全球的熱度，而不是機械地比較代碼量。

從TIOBE的排名可以看出，不僅僅是國內(nèi)高校，即使放眼全球的教育界和工業(yè)界，C語言都仍然是穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)睦洗蟾纭?/span>

不過，編程語言領域早就卷得一塌糊涂，為什么一款誕生了50年的編程語言居然還能傲視群雄，其中是不是有什么成功的秘密呢？

02 成功的秘密

在我看來，C語言最大的成功就是準確卡位。C語言有一本當之無愧的經(jīng)典之作，叫作《The C Programming Language》，機工華章出了中文版，譯為《C程序設計語言》，作者是B.W.Kernighan和D.M.Ritchie，也稱為K&R，而其中的R——D.M.Ritchie正是C語言的作者。

《C程序設計語言》不但是C語言的經(jīng)典教材，還是教材的教材，大家都在通過這本書學習怎么寫教材，我們學習新語言都會從打印“hello，world”開始，這個傳統(tǒng)就是起源于這本書。

《C程序設計語言》談到了C語言的優(yōu)勢，說：C語言是一種通用的程序設計語言，既不“高級”也不龐大，它與UNIX系統(tǒng)關(guān)系密切，但并不受限于任何一種操作系統(tǒng)或機器，很適合用來編寫編譯器和操作系統(tǒng)，因此被稱為“系統(tǒng)編程語言”。

C語言的秘密就藏在這句“既不‘高級’也不龐大”里面。這里的“高級”并不是指編程語言的水平高低，而是相對于底層硬件的抽象，越高級的編程語言，會越模糊底層的硬件細節(jié)。

C語言雖然經(jīng)常用于教授“高級編程語言”這門課，但既不是第一款高級編程語言，也不是最高級的編程語言。

C語言借鑒了BCPL語言的很多概念，而BCPL語言本身比C語言還要高級一點。BCPL語言注重的是算法，并沒有設置“類型”這一概念，也即我們在C語言里面十分熟悉的字符、整型和浮點型這些類型，在BCPL語言都是沒有的。我曾經(jīng)出于好奇找過BCPL的代碼來看，感覺這種盡量剝離底層硬件細節(jié)的編程語言寫起來更像是偽代碼。

其實，很多現(xiàn)代編程語言也在淡化類型這一概念，Python一類的動態(tài)語言使用的是“鴨子類型”，不用顯示聲明變量類型，而傳統(tǒng)強類型的靜態(tài)語言則選擇了“類型推斷”來曲線救國，相比之下，強調(diào)類型的C語言就要低級得多。

不過，低級有低級的好處，C語言設計的類型并非憑空生造，而是對底層硬件的概括描述，尤為適合精準地操縱計算機底層硬件。我們寫操作系統(tǒng)、寫驅(qū)動、寫單片機、或者寫一些想要榨干硬件性能的程序，就必須選擇這種能夠看到底層硬件細節(jié)的編程語言。

有人會說，匯編也是低級語言，也能操縱硬件，也能看到硬件細節(jié)，甚至能看到更多的硬件細節(jié)，為什么不選擇匯編呢？這是因為C語言比匯編又高級一點，在開發(fā)效率和開發(fā)體驗方面是降維打擊。

正是因為C語言比低級語言要高級一點，又比高級語言要低一點，在一眾編程語言中硬生生地開辟出叫“系統(tǒng)編程語言”的生態(tài)位。這是個很特殊的生態(tài)位，IT生態(tài)越是枝繁葉茂，面向應用開發(fā)的高級編程語言競爭越是激烈，系統(tǒng)編程語言的地位就越重要越穩(wěn)固。

也許又有人會說，能不能用Java和Python這些更現(xiàn)代的編程語言干系統(tǒng)編程語言的活呢？很難。C語言中有一個讓所有人既愛又恨的語言特性，叫做指針。指針很神奇，它很靈活，也是個小惡魔，很多開發(fā)者把C語言稱作“災難”，那么災難的源頭就是指針。

所以，當初Java推出來的時候，就把干掉指針作為其中一個重要賣點。靈活和安全是一對矛盾體，主流的開發(fā)語言都選擇了犧牲靈活性來提升安全性，當然代價也就是不再可能染指系統(tǒng)編程語言這一生態(tài)位了。

最后說一說C++。大家都覺得C++是應該接了C語言的班的，畢竟C++從名字上看就是C語言的plus升級版，C語言能干的C++也能干，還提供了一眾C語言所不具備的高級語言特性，正所謂“飛龍騎臉怎么輸”。

但是，C++究竟還是輸了，究其原因，也許是C++堆疊了太多的優(yōu)秀功能，反而變得過于臃腫，大家紛紛表示里面水太深根本把握不住，于是優(yōu)勢成了劣勢，紛紛選擇回歸了并不龐大的C語言。

03 不斷進化

提升軟件開發(fā)能力當然很重要，想要熟悉主流的編程語言無可厚非。不過，軟件開發(fā)并非只是編程，而對于計算機專業(yè)來說，軟件開發(fā)也遠非全部內(nèi)容，全面地理解計算機體系結(jié)構(gòu)也許更符合這個專業(yè)的教學目的。從這個角度來看，準確卡位的C語言確實比Java和Python更為適合。

不過，C語言也并不是靠精準卡位的老本吃到了現(xiàn)在。在閱讀C語言的相關(guān)文獻時，有時會看到C89、C99、C11、C2x之類的神秘數(shù)字，譬如說Linux內(nèi)核在從C89向C11遷移中取得了一些進展，又譬如說Visual Studio 開始支持C11 和 C17 。這些神秘數(shù)字正是C語言在不斷進化的證據(jù)。

C語言誕生于50年前，無論設計在當時來說多么精妙，經(jīng)歷了如此漫長的時間跨度以后，肯定都會積累巨量的改進需求。一成不變肯定會被時代淘汰，但放任讓各家C語言編譯器廠商自行改進，結(jié)果可能是出現(xiàn)一堆都自稱是C語言但無法互通代碼的C語言實例。

C語言早就看到了這個問題，早在1983年美國國家標準協(xié)會（ANSI）就成了專門的委員會來制定一個“無歧義的、與具體機器無關(guān)的C語言定義”，也就是C語言標準，通常稱為“ANSI C”。

ANSI C到目前為止發(fā)布了三個重要版本，分別是C89、C99和C11。1989年發(fā)布了第一版ANSI C，這就是C89。隨后，C語言在C99和C11中又引入了一些新的功能和語言特性。目前最新的ANSI C是2018年發(fā)布的C17，不過并沒有加入新的功能和語言特性，只是對C11進行補充完善。C2x是下一個ANSIC，又會給C語言帶來一些新的特性，社區(qū)都特別期待，有消息說C2x可能就在2022年年內(nèi)發(fā)布。

D. M. Ritchie老爺子已經(jīng)在2011年去世了，但C語言并沒有放慢進化的腳步，正不斷通過更新ANSI C來變得更為現(xiàn)代化。前面提到說C++是C語言的plus升級版，這個說法流傳很廣，但其實并不十分準確。C++誕生于1979年，在那個時間節(jié)點上C++確實是C語言的plus升級版。

但隨著C語言自身也在不斷演化，現(xiàn)代的C語言和C++的關(guān)系其實更像是一個藤上結(jié)出來的兩個不同的瓜。ANSI C是前向兼容的，不過，想要享受C語言不斷進化帶來的便利，就要不斷學習新的語法。

最后推薦幾本學習C語言的書。K&R那本經(jīng)典著作《C程序設計語言》是學習C語言的必讀書，這本書和C語言的設計思路是一樣的，用不太多的篇幅把重點都介紹了。我知道大家在學校里都用另一本書，不過很多人看完都說，早知道就應該先看《C程序設計語言》。

接著當然是要用C語言寫點算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這部分推薦閱讀《C語言編程思想與方法》，這本書兼顧了介紹語言特性和分析解題思路，適合上手練習。

要了解C語言改進的內(nèi)容，可以讀一讀《現(xiàn)代C：概念剖析和編程實踐》，已經(jīng)用到了最新的C17。這本書比較硬核，建議對C語言有了一定編程經(jīng)驗以后再讀會大有裨益。

關(guān)于作者：莫凡? ，網(wǎng)名木羊同學。娛樂向機器學習解說選手，《機器學習算法的數(shù)學解析與Python實現(xiàn)》作者，前沿技術(shù)發(fā)展觀潮者，擅長高冷技術(shù)的“白菜化”解說，微信公眾號“睡前機器學習”，個人知乎號“木羊”。

延伸閱讀??

《C程序設計語言（第2版·新版）典藏版》

推薦語：C語言的設計者之一Dennis M.Ritchie 和著名的計算機科學家 Brian W.Kernighan合著的介紹C語言的權(quán)威經(jīng)典著作。我們現(xiàn)在見到的大量論述C語言程序設計的教材和專著均以此書為藍本。原著第1版中介紹的C語言成為后來廣泛使用的C語言版本—標準C的基礎。人們熟知的“hello，world”程序就是由本書首次引入的，現(xiàn)在，這一程序已經(jīng)成為所有程序設計語言入門的第一課。

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《C語言編程思想與方法》

聚焦編程的思路和方法

帶你掌握C語言程序設計的精髓

131個經(jīng)典問題求解示例

全面覆蓋C語言編程中需要深入理解的知識

推薦語：本書重點講解編程的思路和方法，以及在C語言編程中需要深入理解和掌握的知識，通過大量的示例展示這些方法和知識的運用方式，以期有助于讀者養(yǎng)成專業(yè)化的編程習慣，提高專業(yè)化的編程能力。本書從增強讀者的感性認識入手，循序漸進地引入專業(yè)化編程所需要的知識。本書的內(nèi)容涵蓋了從語言細節(jié)到實際運用多個層面。通過對示例的多角度分析，示范對關(guān)鍵知識和技術(shù)的運用；通過對關(guān)鍵內(nèi)容在不同層次上的適當重復，幫助讀者深化對概念的理解和掌握。

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《現(xiàn)代C：概念剖析和編程實踐》

C語言學習利器

按讀者對C語言的認識組織內(nèi)容

進可精通，退可鞏固

推薦語：作為一種有50年歷史的編程語言，C語言還是非?，F(xiàn)代的。無論是編寫嵌入式代碼、低級系統(tǒng)例程，還是高性能應用程序，C語言都能應對挑戰(zhàn)。本書基于新的C標準，從現(xiàn)代視角，深刻剖析了這種久經(jīng)考驗的語言的概念及實踐應用。