C语言是什么
文章目录
- 什么是C语言
C语言是一门计算机语言，是人与计算机进行交流的一种语言。通过计算机语言编写程序，下达指令给计算机，就可以让计算机工作。目前已经有上千种计算机语言，C语⾔只是众多计算机语言中的一种。
- C语言的发展史
从计算机语言诞生以来，总体可分为三个阶段：1.机器语言 2.汇编语言 3.高级语言。如下图所示。
2.1 机器语言
最早的时候，人们是用机器语言与计算机进行交流的。所谓的机器语言就是二进制指令，也就0和1组成的序列。
用二进制指令实现一个功能是非常复杂的代码，可想而知的难。因为编写代码的人将面对的是密密麻麻的0和1组成的序列，且还得记得每个功能对应的二进制序列，但凡出错一次，再想回过头去查找，是十分繁琐困难的。所以在当时只有专门研究计算机的科学家，才能有效的编写代码。
由于机器语言更接近电计算机层逻辑，所以它是一门低级语言。缺点：指极其繁琐、可读性差、出错率高、调试困难、且可移植性差、重用性差。优点：执行效率比较快。
2.2 汇编语言
随着计算机语言的出现和普及，很多人在应用中都觉得，使用二进制指令编写代码太过于复杂，而且费时费力。所以在这样的背景下，汇编语言应运而生。
汇编语言，就是将具有相应功能的二进制序列，用一个方便记忆的符号代替，这样的符号被称为：助记符。举个例子：就譬如用标识符“ADD”代替数字逻辑上的加减的二进制序列，“MOV”代替数据传递等功能的二进制序列。汇编语言就是用助记符、符号地址等组成的符号指令的集合，所以其亦称符号语言。
值得注意，计算机在阅读汇编代码时可不认识这些助记符呀，它并不知道这些符号所对应的功能。这时就需要有一个专门的编译器给计算机翻译这些符号，即：把助记符转化成计算机能够识别的二进制指令。而这种把汇编语言翻译成机器语言的过程被称为汇编。
汇编语言只是在机器语言的基础上做了简单的文本替换，仍然没有在根本上改变机器语言的特性，所以汇编语言仍然是一门低级语言。虽然推广和移植性差，但还是保持了机器语言的优秀执行效率，又因其可阅读性和便捷性，汇编语言到现在仍然是常用的编程语言之一。
2.3 高级语言
高级语言就是更接近人类思维逻辑的编程语言，更便于人类理解。而高级语言并不是特指的某一种具体的语言，而是包括很多编程语言，如：Java，C，C++，C#，Python等。值得注意：C语言可不是由汇编语言直接发展而来的，其是在B语言的基础上开发出来的。
2.4 C语言的国际标准
C语言在刚被发明出来的时候，大家都觉得很新鲜，用起来也方便，所以很快就推广到全世界。但用了一段时间后，所有人都觉得C语言还是差那么点意思，并不完美。每个人在C语言上都有想要完善和新增的东西，每个人都对C语言修修改改，那么这时每个人手里的C语言都被改的不一样了。这就导致，自己编的程序只能在其自己的编译器上编译，无法相互传递使用。
所以美国国家标准协会（ANSI）在1990年颁布了C语言的国际标准，即：ANSI C。正因为有了这样的标准来规定，C语言才能形成现在的国际化、普遍的发展。现在用的最多的还是C89和C90这两标准。
- 底层和上层的区别
本质上计算机只是硬件设备，是没法自己独立工作。只有在其上安装操作系统，让操作系统调用驱动，驱动再驱动计算机硬件，才能完成工作。大家熟知操作系统有：Windows、MacOS、Linux等。而像QQ、浏览器、抖音、英雄联盟，这些都是应用软件，是建立在操作系统之上的。
都说C语言是一门底层开发语言，那所谓的底层到底是指什么？以操作系统为界限，操作系统以及之下的部分就是底层，操作系统之上安装的应用被就是上层。如下图所示。
- 编译器
4.1 编译和链接
C语言是一门编译型计算机语言，大家编写的C源代码其实是文本，计算机是无法识别并执行的。源代码必须经过编译和链接两个过程，最终生成可执行程序，计算机才能执行。如下图所示。
编译过程：把所有C源文件（.c）都经过编译器的翻译操作，最后生产目标文件（.obj）。
链接过程：把所有目标文件和链接库经过链接器处理，最终生成可执行文件（.exe）。
4.2 集成开发环境
由于C语言是一门编译型计算机语言，需要依赖编译器将源代码转化成机器能够执行的二进制序列。所以编译器的选择尤为重要，常见的编译器：msvc、clang、gcc、VS、XCode、DevC++等。其中我使用的是VS编译器，是集成开发环境编译器。
集成开发环境（IDE），是一种集成了编辑、编译、链接、调试功能等一体的程序开发环境。使得开发人员在同一个界面上就可以进行代码的编辑、编译、调试等操作，减少了很多不必要的操作，从而提高了代码的开发效率。
- 标准库函数
为了不再重复实现常见的代码，让程序员提高开发的效率，C语言标准规定了一些函数，这些函数就被称为标准库函数。就譬如：printf（标准输出函数）、scanf（标准输入函数）、strlen（计算字符串长度函数）等等。
值得注意，C语言标准并没有规定函数怎么实现，而只是规定函数名、参数、返回类型、功能，库函数由不同编译器厂商根据便准进行实现。一个系列的库函数一般会声明在同一个头文件中，所有库函数的使用是需要包含头文件的。
- C语言支持的三种结构
C语言是结构化的程序设计语言，C语言支持3种结构：顺序结构、选择结构、循环结构，如下图所示。大家会发现生活中的所有事情都可以拆分成顺序、选择、循环或三种结构的组合，换个角度说，只要有这三种结构，就可以描述生活中的所有事情。这是站在多高角度上的抽象化理解，才能从生活中总结出这三种结构，只能说恐怖如斯。
在C语言中，这3种结构由9种控制语句来表示：
- 条件判断语句（分支语句）：if语句、switch语句。
- 循环执行语句：for语句、while语句、do while语句。
- 转向语句：break语句、goto语句、continue语句、return语句。
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