为什么C语言不会过时？

前言：

这篇文章的作者是赵岩老师，个人网站：http://zhaoyan.website/blog/index.php/2017/07/15/future/  

赵老师的网站上还有很多有趣的文章，建议去逛逛。

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评价任何一门编程语言，都是招人骂的。 永远是这样。就像是春寒料峭的季节， 街上穿棉袄和穿单衣的擦肩而过，双方一定是同时在心里出现了两个字：“傻逼！”这个在心理学上有个专业的名字：叫做“二逼”现象！ 

那我为啥还要做这个挨骂的事呢？作为《C语言点滴》《drop of knowledge of C++》书籍的作者，《C语言新思维，第二版》的译者。我觉得我有责任系统的介绍一下这本语言，他的特点，还有他的未来。这个问题对很多刚刚踏入程序猿这个行业的新手至关重要。因为他们有深深的担忧，万一C语言就像Fortran，perl语言那样过时了怎么办？ 

先上一个表，这个就是著名的TIOBE语言排行榜。目前它是一个最权威的一个语言流行度的排行榜，从这个排行榜上看，你会得到一个最直观的结论。Java和C都在下降，而下降的部分被第三名以后的语言所瓜分。 

（码农翻身注：这是去年的排行榜，最新的TIOBE数据显示Java和C分别以17.8%和15.37%排在前两名）

对所有的编程语言，他们的最后的目的其实就是两种：提高硬件的运行效率和提高程序员的开发效率。

遗憾的是，这两点是不可能并存的！你只能选一样。在提高硬件的运行效率这一方面，C语言没有竞争者！举个简单的例子，实现一个列表，C语言用数组int a[3]，经过编译以后变成了（基地址＋偏移量）的方式。对于计算机来说，没有运算比加法更快，没有任何一种方法比（基地址＋偏移量）的存取方法更快。

C语言已经把硬件的运行效率压缩到了极致。这种设计思想带来的问题就是易用性和安全性的缺失。例如，你不能在数组中混合保存不同的类型，否则编译器没有办法计算正确的偏移量。同时C语言对于错误的偏移量也不闻不问，这就是C语言中臭名昭著的越界问题。

C语言自诩的“相信程序员”都是漂亮的说辞，它的唯一目的就是快，要么飞速的运行，要么飞速的崩溃。C语言只关心程序飞的高不高，不关心程序猿飞的累不累。就是这样！ 

现在来看看那些非C的语言，他们的长处都在于提高程序员的开发效率上。或者支持动态的列表，或者支持安全的列表。但是加入任何的中间层，加入任何的安全检验，它不可能比（基地址＋偏移量＋无检验）的方式更快。这个世界上不存在“开发容易，运行快”的语言，开发容易毕竟来源于对底层的一层一层又一层的包装。 

现在回答两个最普遍的问题：硬件这么便宜了，有必要让软件更快吗？有这种疑问的人大部分都是网吧的固定客户，他们理解的计算机只在电脑城，他们理解的计算只是游戏和播放硬盘中的小电影。不要玩个游戏开个挂就乐得不行不行的，别忘了还有全实景仿真，还有3D渲染，还有自动驾驶。

人在开车的时候，每秒要收集60个不同的物体，然后根据这60个物体的不同组合和反映来做20个最重要的决定。然后从这20多个决定中选一个执行。所以就算用上最快的硬件，自动驾驶现在还不敢说能像人那样开车。就算是自动驾驶成功了，下一步还要自动飞行呢？因为我们老早就预言了：你咋不上天呢！

所以说：计算速度永远是不够的！因为新的应用会越来越复杂，越来也实时。对了！我还忘了一个更重要的限制：计算的能耗！NASA飞行器上的CPU最多就是32位的，说出来你可能不信，国际空间站上没有一个CPU是64位的，我猜一个最主要的原因是航天员不爱看硬盘小电影吧。 

另外一个流行的疑问是：我可以发明一种同样快的语言，但是没有C语言那么多的坑。想法是可以的，而且还真巧有这个语言，真巧它的名字叫D语言，真巧没有太多的人用！这是因为一个基本的事实。现在有太多，太多太多的C代码，他们大部分都在正常工作，就像Linux, Window, MacOS，Unix，Vxworks。你没有看错，这些操作系统的内核都是C，我虽然不确定C在Window中所占的比例，但是我相信微软的人不会傻到用C#去全部改写一个操作系统的内核。你想让这些人去用你的全新的语言，这就不是“有点”很傻，很天真了！

而且有些代码，我们根本就不能改！NASA一个简单的5个CPU飞控软件编写完毕后，要进行一种“全覆盖”测试。如果CPU A坏了会发生什么？如果CPU A，B坏了呢？如果CPU A，C坏了呢。。。。？如果你愿意，你可以做个简单的数学组合。测试完毕后，别说重写，就算加个注释都不行。因为主管payload的大妈会非常严肃的质问你，为什么你上报的东西数量增加了，但是质量没有增加？你需要和她详细的解释：硬件和软件是不同的，硬件是那种摸起来硬硬的东西，但是软件不是那种摸起来软软的东西。看着大妈鄙夷的眼神，这个时候你会非常后悔自己手欠加入的哪一行注释。你还别不当真，这个是NASA的真实故事。 

哪为什么C语言还下降这么多呢？很简单，有些任务本身就不是C语言的。我上学的时候还用C语言编过窗口界面呢？然后很快微软的人就推出了MFC，就是一大堆宏把底层的C windowAPI包装了起来。

再后来这个技术也过时了。因为微软的人认识到，带有窗口的应用程序说到底不是C语言的本职工作，再这么一层一层包下去就有露馅的危险，于是他们发明了一个全新的语言C#来负责这个任务。

Java也是这样，突出网络，易用，安全，跨平台。无论是Java， c#还是python, 他们都有意避开提高硬件的运行效率这个问题，因为这个问题上没办法和C竞争，也无法撼动Linux， Unix，GNU tool这些已有C代码的位置。剩下的就只是提高程序员的开发效率上大作文章。这对C语言是好事，把自己不善长的东西去掉，让自己跑的更快！ 

伴随着嵌入和实时系统的兴起，AI，机器人，自动驾驶等。这些都是C语言的核心应用，而且在这种应用上面，C语言没有竞争者。所以我感觉C语言会稳定在自己核心的应用中，并开始逐步回升。（码农翻身注：赵老师预料对了，果然回升了。）

但是Java语言我个人不乐观。小型和灵活性上，Python更胜一筹。一行python代码后，你根本不知道自己还是不是duck类型？平台领域，每个平台都推出自己专属的语言。Windows会继续支持C#，苹果偏爱Swift, Android推出Kotlin，Google用go。Java宣称自己可以自由到每家做客，但是无论是到谁家，都会发现客厅里面坐着一个亲儿子，这个时候自己这个干儿子多多少少有点尴尬。所以我猜测，最后Java会稳定在对跨平台有严格要求的，大型非实时应用上。 

最后说点闲话，C++不会淘汰C语言。有了对象后你会发现再简朴的对象也耗费资源，而且有了对象以后，总是不由自主的去想继承这个事，一但继承实现了，你会发现继承带来的麻烦远超过你的想象。Java的发明人James被问到如果可以从新设计Java语言的话，第一个要做什么事？他说：“去掉对象”！作为一个已婚，有两个孩子的程序猿，我感同身受。如果大家感兴趣，我可以再写一个博客，聊聊C++和C的真实区别所在。  

如果你看到这里，还什么都没记住。那就只记住一点：没人能预测未来。 

全世界只需要五台电脑 －IBM创始人 

640K内存足够了 －微软创始人 

没必要在家里用电脑－DEC创始人 

如果再有人对你说C语言已经过时了，最好自己思考一下，能求真最好，如果不能，至少要做到存疑。