1.1 C的起源和發(fā)展

1.1.1 計(jì)算機(jī)語言發(fā)展的三個(gè)階段

如圖1-1所示，計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展主要分為三個(gè)階段。

1．機(jī)器語言

第一代計(jì)算機(jī)語言稱為機(jī)器語言。機(jī)器語言就是0/1代碼。計(jì)算機(jī)只能識別0和1。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，無論是一部電影還是一首歌曲或是一張圖片，最終保存的都是0/1代碼，因?yàn)镃PU只能執(zhí)行0/1代碼。那么這是不是就意味著我們編程一定要用0/1代碼呢？首先這么編寫肯定是可以的，但是這樣太麻煩，而且很不好理解，所以后來就出現(xiàn)了匯編語言。

2．匯編語言

匯編語言就是將一串很枯燥無味的機(jī)器語言轉(zhuǎn)化成一個(gè)英文單詞。比如說：

    add 1, 2;

add就是一個(gè)英文單詞，這樣看起來就稍微有一些含義了，即1和2相加。這個(gè)就是匯編語言。

如果直接用機(jī)器語言編寫的話，這幾乎是無法實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)橛脵C(jī)器語言太難記憶了，也沒人能看得懂。所以后來就設(shè)計(jì)出了第二種語言，即將0/1代碼翻譯為英文單詞，這些英文單詞直接對應(yīng)著一串0/1指令。這個(gè)就是匯編語言。通過專門的軟件就可以將這些英文單詞轉(zhuǎn)化成0/1代碼并由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，這種專門起翻譯的作用的軟件叫作編譯器。這些英文單詞和與它們對應(yīng)的0/1代碼之間的對應(yīng)關(guān)系，以及語言的語法，在編寫這個(gè)軟件的時(shí)候就已經(jīng)寫在里面了。我們只要通過編譯器就可以將這些都轉(zhuǎn)化成0/1代碼。這樣大大方便了我們對程序的編寫。

3．高級語言

匯編語言之后又出現(xiàn)了第三代語言。第三代語言又叫“高級語言”。高級語言的發(fā)展分為兩個(gè)階段，以1980年為分界線，前一階段屬于結(jié)構(gòu)化語言或者稱為面向過程的語言，后一階段屬于面向?qū)ο蟮恼Z言。

什么叫面向過程，什么叫面向?qū)ο螅窟@是很難解釋的一個(gè)問題，所以這個(gè)問題大家現(xiàn)在先不要考慮。等到將來你們學(xué)完C語言、C++、Java或者C#之后才有可能理解。因?yàn)檫@個(gè)需要比較。

總之，面向過程語言中最經(jīng)典、最重要的就是C語言。Fortran、Basic和Pascal語言基本上已經(jīng)很少有人使用了。但是C語言一直在用，因?yàn)镃語言是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最重要的一門語言。但是C語言也有缺陷，它的缺陷只有在學(xué)完面向?qū)ο笳Z言之后才能體會到。

所以從20世紀(jì)80年代開始又產(chǎn)生了另外一種“以面向?qū)ο蟆睘樗枷氲恼Z言，其中最重要、最復(fù)雜的就是C++。C++從易用性和安全性兩個(gè)方面對C語言進(jìn)行了升級。C++是一種較復(fù)雜、難學(xué)的語言，但是一旦學(xué)會了則非常有用。因?yàn)镃++太復(fù)雜，所以后來就對C++進(jìn)行了改裝，產(chǎn)生了兩種語言，一個(gè)是Java，另一個(gè)是C#。

Java語言是現(xiàn)在最流行的語言之一。C#則是微軟公司看Java很流行而寫的一個(gè)與Java語法相似的語言。因?yàn)镴ava和C#幾乎是一模一樣的，所以你只需要學(xué)習(xí)其中的一種語言就可以了。

1.1.2 語言運(yùn)行速度的比較

計(jì)算機(jī)語言越是低級速度就越快，因?yàn)樵降图壘驮椒嫌?jì)算機(jī)的思維。所以計(jì)算機(jī)語言中執(zhí)行速度最快的是機(jī)器語言，匯編語言其次，高級語言的速度最慢。高級語言中C的速度最快，C++其次，最慢的是Java和C#。Java和C#雖然速度慢，但它們在任何機(jī)器上都可以運(yùn)行，而且運(yùn)行結(jié)果一模一樣，這是它們的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，也是它們流行的原因之一。

1.1.3 C語言的演變過程

與C語言相關(guān)的語言很多。其中最早的一門語言叫Algol 60，是1960年產(chǎn)生的，它是真正的第一門面向問題的語言。但是這門語言離硬件比較遠(yuǎn)，所以1963年劍橋大學(xué)在Algol 60的基礎(chǔ)上研發(fā)出了CPL。CPL同Algol 60相比更接近硬件一些，但規(guī)模比較大，難以實(shí)現(xiàn)。1967年劍橋大學(xué)的馬丁·理查茲（Martin Richards）對CPL進(jìn)行了簡化，產(chǎn)生了BCPL。BCPL中的B就是Basic的縮寫，即“簡化的”。

1970年，美國AT&T公司貝爾實(shí)驗(yàn)室（AT&T Bell Laboratory）的研究員肯·湯普森（Ken Thompson）以BCPL為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出了很簡單而且很接近硬件的B語言（取BCPL的首字母）。B語言是貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種通用程序設(shè)計(jì)語言。雖然它沒有流行起來，但是它很重要。肯·湯普森用B語言做了一件很重要的事情，一直影響至今，即他用B語言寫出了世界上第一個(gè)操作系統(tǒng)——UNIX操作系統(tǒng)。

1971年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）加入了肯·湯普森的開發(fā)項(xiàng)目，合作開發(fā)UNIX。他的主要工作是改造B語言，使其更加成熟。

1972年，丹尼斯·里奇在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言，他以BCPL的第二個(gè)字母作為這種語言的名字，即C語言。

1973年年初，C語言的主體完成。肯·湯普森和丹尼斯·里奇開始用C語言完全重寫UNIX，這就是UNIX第5版。隨著UNIX的發(fā)展，C語言自身也在不斷地完善。直到今天，各種版本的UNIX內(nèi)核和周邊工具仍然使用C語言作為其最主要的開發(fā)語言，其中還有不少繼承肯·湯普森和丹尼斯·里奇之手的代碼。

UNIX系統(tǒng)是世界上第一個(gè)真正的操作系統(tǒng)。由于UNIX操作系統(tǒng)是用C語言編寫的，而這個(gè)系統(tǒng)很流行，于是C語言也跟著流行起來。而UNIX操作系統(tǒng)是開源的，所以別人要想學(xué)習(xí)，就要先學(xué)C語言。

B語言被C語言改寫后，C語言流行了而B語言就被淘汰了。而且后來發(fā)現(xiàn)，C語言的確非常好，它是面向過程語言的代表，是有史以來最重要的一門計(jì)算機(jī)語言。

隨后又出現(xiàn)了C++。C++是本賈尼·斯特勞斯特盧普（Bjarne Stroustrup）編寫的，他也來自貝爾實(shí)驗(yàn)室，是C語言創(chuàng)始人丹尼斯·里奇的下屬。C++就是在C語言的基礎(chǔ)上發(fā)明的。C++進(jìn)一步擴(kuò)充和完善了C語言，是一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。

后來Sun公司又對C++進(jìn)行改寫，產(chǎn)生了Java。而微軟公司發(fā)現(xiàn)Java很流行，就造出了一個(gè)類似的語言——C#。所以Java和C#都源自于C++。

以上就是C語言演變的過程。從這個(gè)過程我們可以看出，如果以后要學(xué)習(xí)C++、Java或者C#的話，那么C語言就必須要學(xué)！因?yàn)樗鼈兌荚醋杂贑語言。而且C語言中絕大部分的知識，在C++、Java、C#中幾乎都會用到。C語言里面有兩個(gè)知識點(diǎn)是必須要學(xué)的，一個(gè)是函數(shù)，另一個(gè)是指針。這兩個(gè)知識點(diǎn)是整個(gè)C語言的主體和核心。而且這兩個(gè)知識點(diǎn)在其他語言中是學(xué)不到的，或者是同C語言中有差別。總之，C語言是它們的“老祖宗”，學(xué)習(xí)其他語言之前最好要將C語言學(xué)好。