Что из этого языки программирования c

Си (англ. C) — компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения, разработанный в 1969—1973 годах сотрудником Bell Labs Деннисом Ритчи как развитие языка Би. Первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX, но впоследствии был перенесён на множество других платформ. Согласно дизайну языка, его конструкции близко сопоставляются типичным машинным инструкциям, благодаря чему он нашёл применение в проектах, для которых был свойственен язык ассемблера, в том числе как в операционных системах, так и в различном прикладном программном обеспечении для множества устройств — от суперкомпьютеров до встраиваемых систем. Язык программирования Си оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения, а его синтаксис стал основой для таких языков программирования, как C++, C#, Java и Objective-C.

Язык Си разрабатывался как язык системного программирования, для которого можно создать однопроходный компилятор. Стандартная библиотека также невелика. Как следствие данных факторов — компиляторы разрабатываются сравнительно легко. Поэтому данный язык доступен на самых различных платформах. К тому же, несмотря на свою низкоуровневую природу, язык ориентирован на переносимость. Программы, соответствующие стандарту языка, могут компилироваться под различные архитектуры компьютеров.

Целью языка было облегчение написания больших программ с минимизацией ошибок по сравнению с ассемблером, следуя принципам процедурного программирования, но избегая всего, что может привести к дополнительным накладным расходам, специфичным для языков высокого уровня.

Основные особенности Си:

простая языковая база, из которой в стандартную библиотеку вынесены многие существенные возможности, вроде математических функций или функций работы с файлами;
ориентация на процедурное программирование;
система типов, предохраняющая от бессмысленных операций;
использование препроцессора для абстрагирования однотипных операций;
доступ к памяти через использование указателей;
небольшое число ключевых слов;
передача параметров в функцию по значению, а не по ссылке (передача по ссылке эмулируется с помощью указателей);
наличие указателей на функции и статических переменных;
области видимости имён;
структуры и объединения — определяемые пользователем собирательные типы данных, которыми можно манипулировать как одним целым.

В то же время в Си отсутствуют:

вложенные функции;
прямое возвращение нескольких значений из функций;
сопрограммы;
средства автоматического управления памятью;
встроенные средства объектно-ориентированного программирования;
средства функционального программирования.

Часть отсутствующих возможностей может имитироваться встроенными средствами (например, сопрограммы можно имитировать с помощью функций setjmp и longjmp), часть добавляется с помощью сторонних библиотек (например, для поддержки многозадачности и для сетевых функций можно использовать библиотеки pthreads, sockets и тому подобные; существуют библиотеки для поддержки автоматической сборки мусора), часть реализуется в некоторых компиляторах в виде расширений языка (например, вложенные функции в GCC). Существует несколько громоздкая, но вполне работоспособная методика, позволяющая реализовывать на Си механизмы ООП, базирующаяся на фактической полиморфности указателей в Си и поддержке в этом языке указателей на функции. Механизмы ООП, основанные на данной модели, реализованы в библиотеке GLib и активно используются в фреймворке GTK+. GLib предоставляет базовый класс GObject, возможности наследования от одного класса и реализации множества интерфейсов.

После появления язык был хорошо принят, потому что он позволял быстро создавать компиляторы для новых платформ, а также позволял программистам довольно точно представлять, как выполняются их программы. Благодаря близости к языкам низкого уровня программы на Си работали эффективнее написанных на многих других языках высокого уровня, и лишь оптимизированный вручную код на ассемблере мог работать ещё быстрее, потому что давал полный контроль над машиной. На сегодняшний день развитие компиляторов и усложнение процессоров привело к тому, что вручную написанный ассемблерный код (кроме разве что очень коротких программ) практически не выигрывает по сравнению с кодом, генерируемым компиляторами, при этом Си продолжает оставаться одним из наиболее эффективных языков высокого уровня.

Языки C и C++. Где их используют и зачем?

Сфера применения C и C++ на удивление широка. Даже в сегодняшнем мире, несмотря на всё многообразие современных надёжных инструментов, эти два языка программирования остаются незаменимыми. Давайте же выясним, какие популярные приложения написаны на этих языках и зачем нам использовать их сегодня.

Когда и зачем используются C и C++ ?

1. Операционные системы

Язык C первоначально создавался для системного программирования, поэтому не удивительно, что его так активно применяют при создании операционных систем и программного обеспечения.

Быстрый и энергоэффективный, он достаточно близок к аппаратному слою, что позволяет работать с кодом низкого уровня.

Вот почему он идеален для разработки операционных систем.

Любая операционная система в первую очередь должна быстро запускаться и эффективно управлять системными ресурсами. Например, Linux, Microsoft Windows, Mac OS полностью написаны на языке C, а Android и iOS — частично.

Разработчик на языке C может реализовывать все структуры данных самостоятельно, производя тонкую настройку мельчайших деталей операционной системы. Такая высокая гибкость — весомый аргумент в пользу языка.

В отличие от других языков программирования, язык C не имеет зависимостей времени исполнения. Это означает, что программа может выполняться силами аппаратных средств без участия менеджера памяти, входного или выходного слоя.

2. Программирование встроенных систем

Язык программирования C просто необходим при проектировании встроенных систем.

Главным образом из-за высокой производительности и простоты использования. Язык C очень экономичен в потреблении ресурсов системы, благодаря чему программа выполняется быстро. В результате встроенные системы работают в реальном времени без замедления.

Ещё важнее здесь — код на C, будучи платформенно-независимым, не связан с каким-либо конкретным микропроцессором или системой. Так что встроенную программу можно скомпилировать в разных устройствах и платформах с незначительными изменениями или вовсе без них.

Вот почему беспилотные автомобили, умные часы, сенсоры и устройства, использующие технологию Интернета вещей (например, кофемашины), имеют встроенное ПО, целиком написанное на C или C++. В связанных системах C позволяет работать непосредственно с ресурсами памяти и править любую часть кода.

3. Разработка игр и игрового движка

Производительность крайне важна для игры, поэтому выбор языка программирования здесь ограничен.

Являясь самым быстрым на сегодняшний день языком программирования, С++ оказывается одним из лучших для игр в 3D, многопользовательских и других.

Например, Counter-Strike, StarCraft: Brood War, Diablo I, World of Warcraft — все эти игры написаны на C++. Не говоря уже о консолях Xbox и PlayStation, в основе которых лежит программирование C++.

В ядре игрового движка Unity — самого популярного движка для создания видеоигр под несколько операционных систем одновременно — также использовался C++.

Средства разработки C++ могут совладать даже с самой сложной игровой графикой. Они позволяют оптимизировать и регулировать то, как именно будут использоваться ресурсы памяти и структуры данных в игре.

4. Разработка настольных и кроссплатформенных приложений

C++ также можно использовать для создания настольных приложений. Всё благодаря превосходным кроссплатформенным средствам разработки (иногда называемым фреймворками), таким как Qt. Оно позволяет нацелиться на Windows, Linux, macOS, Android и встроенные системы — все c единой кодовой базой. Так что разработка приложений с помощью Qt оказывается отличным решением для тех, кто хочет сэкономить на времени и стоимости программирования.

Стоит упомянуть и о библиотеке SDL, нашпигованной функциями, позволяющими создавать приложения одновременно для Windows, Linux, Android, MacOS и iOS.

Кстати, Photoshop, Illustrator и Adobe Premiere целиком написаны на C++.

Какие ещё есть приложения?

В Facebook перевели часть кода из PHP на язык C++, чтобы сократить затраты электроэнергии в расчёте на одного пользователя. Возможно, облачные системы хранения, базы данных, драйверы устройств и другие виды ПО тоже используют C++.

Сюда также можно отнести банковские и другие приложения, обладающие высокой степенью многопоточности и низким периодом ожидания. Словом — всё, что должно работать быстро и без проблем.

Выводы

Принимая во внимание всё вышесказанное, будем считать, что языки C/C++ вполне годятся для:

разработки операционных систем,
программирования встроенных систем,
разработки игр,
разработки баз данных,
разработки настольных и кроссплатформенных приложений (с помощью средств C++).

Также можно отметить, что в проектах, имеющих дело со сложными типами данных, разработка ПО с использованием C++ предотвращает перегрузку данными и похожие проблемы.

Так что, если вы спросите:

Почему мы до сих пор используем C/C++?

Есть короткий ответ: C и C++ гибкие, очень быстрые и эффективные. К тому же они ближе к машинному коду, чем любой другой язык программирования. Именно поэтому в некоторых случаях эти языки просто незаменимы.

Так что наш прогноз таков: в ближайшем будущем язык C не сойдёт с технологической арены. Особенно по причине роста количества устройств, поддерживающих технологию Интернета вещей, а эти устройства крепко завязаны на управлении машинным кодом и памятью.

А вы уже в предвкушении будущего?

C# Язык программирования

C# (произносится си-шарп) — язык программирования, сочетающий объектно-ориентированные и контекстно-ориентированные концепции. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров под руководством Андерсa Хейлсбергa в компании Microsoft как основной язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET. Компилятор с C# входит в стандартную установку самой .NET, поэтому программы на нём можно создавать и компилировать даже без инструментальных средств вроде Visual Studio.

C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет строгую статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, указатели на функции-члены классов, атрибуты, события, свойства, исключения, комментарии в формате XML. Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Delphi, Modula и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++) или вывода типов (в отличие Haskell).

Языки программирования

Смотрите также

Логическое программирование
Доказательное программирование
Методология программирования
Технология программирования
Программист

Почему с С должен познакомиться каждый

C — один из прародителей всех современных языков программирования. Многие функции и конструкции, без которых сегодня невозможно представить код, впервые появились именно в С.

В 70−80-е годы он использовался и для программирования миниатюрных компьютеров, и для прошивки огромных вычислительных комплексов. И везде был успешен. Сегодня он также не утратил актуальность. Приложения, написанные на C, используются в:

системном ПО;
десктопных и мобильных приложениях;
базах данных;
корпоративном ПО;
игровых движках и мультимедиа.

Вы не прогадаете, если начнете свою карьеру в IT со знакомства с основами С.

Краткая история

Язык был разработан в 1972 году, но потом еще несколько лет активно менялся и дорабатывался. Одной из причин его появления на свет была ОС Unix, которая изначально писалась на ассемблере. Этот союз обеспечил переносимость системы, скорость разработки и читаемость кода, а С укрепился в статусе универсального языка.

В 1978 году Брайан Керниган и Деннис Ритчи опубликовали книгу «Язык программирования C». Эта книга служила неофициальной спецификацией в течение многих лет вплоть до 1989 года, когда C был стандартизован ANSI. Последняя версия языка — C11 появилась в 2011 году.

Отличие от С++

В 80-х годах выяснилось, что возможностей С недостаточно для создания сложного ПО. Так появилось развитие языка — C++, обладающий признаками ООП (инкапсуляция, полиморфизм, наследование и пр.). Он создан путем добавления функций при сохранении полной совместимости с C. Так как у них общая база, то выучить один язык, зная другой — не самая сложная задача. Именно поэтому в вакансиях и резюме они объединены как С/C++.

Видимая простота
В 2017 году С кажется сложным языком для чтения и понимания, но если оперировать цифрами — всё не так уж плохо. В частности, в языке используется всего 32 ключевых слова. Для сравнения, в Java — 50, в JavaScript — 63, а в COBOL, который долгое время был основой финансовой системы — 357. Кстати, в C++ используется 82 ключевых слова.

Строчный тип
В большинстве современных языков (Java, JavaScript, C#) для строк выделен отдельный тип, а в С — это просто массив символов, заканчивающийся на 0 (обозначается «\ 0»). При этом вы можете обозначить длину строки или игнорировать этот параметр. Однако как раз отсутствие строчного типа и ограничения размерности приводит к ошибке — переполнению буфера.
Первый червь, который когда-либо попадал в интернет, Morris worm, был результатом такой ошибки в ключевой части системного программного обеспечения на веб-серверах.

Вот пример такой ошибки. Программа компилируется отлично, но появляется сбой из-за переполнения буфера.

# include
main()
char *buf = «hello world»;
buf[12] = ‘a’;
printf(«%s\n», buf);
>

Большинство современных языков делают такие махинации невозможными. Даже C ++, который компилирует вышеописанный код, предоставляет явный тип std: string.

Указатели
Указатели — это прямые ссылки на ячейки памяти. Их применение делает код более гибким, но является причиной многих ошибок ПО. Часто они становятся причиной уязвимости на веб, почтовых и ftp-серверах. Даже сегодня, спустя 45 лет после рождения C, появляются новости об ошибках, вызванных ссылкой на недопустимые места памяти.

Ошибка безопасности SSL HeartBleed, обнаруженная в 2014 году, была как раз результатом неправильного использования указателей. Это в лишний раз иллюстрирует важность их понимания и применения.

Даже случайные ошибки BSOD («синий экран смерти Windows») часто вызваны неправильной обработкой указателя. Языки, отличные от C, не позволяют манипулировать указателем и, следовательно, не создают подобных ошибок.

Ссылки и указатели
В С есть схожее с указателем понятие — ссылка. Это адрес некоторой ячейки памяти. Таким образом, в C вы можете оперировать памятью, её адресом (ссылкой) и представлением (переменной). А ведь есть еще lvalue.

Кстати, массивы в С можно вызывать и ссылкой, и указателем. С одной стороны, это удобно и позволяет манипулировать большими объемами памяти. С другой — еще одно поле для критических ошибок.

Имена для компиляции
Макросы в С — функции препроцессора, используемые для замены значения, имени, выражения, и даже включения/выключения кусков кода во время компиляции. Это еще один инструмент для повышения читаемости программы. Куда более распространенное название — дефайны, произошедшее от ключевого слова #define.

С их использованием портирование ПО на любую архитектуру и платформу проходит бесшовно, так как различия в именах не играют роли.

Ничего подобного нет ни на Java, ни на Python, ни на JavaScript.

Инкапсуляция в файлы
В C нет понятия класса и, следовательно, нет регулировки видимости. Единственная инкапсуляция, предоставляемая C — файл. Функции, глобальные переменные и типы, определенные в исходном файле, видны внутри этого файла, только если они не экспортированы. Ключевые слова static и extern предоставляются с целью контроля видимости имен переменных и функций.

Напротив, другие языки, такие как C ++, Java и Python, поддерживают классы и инкапсуляцию, которая идет с классами.

Внешние библиотеки
Помимо базовых языковых конструкций, более сложные функции в C делегируются внешним библиотекам. Работа со строками, математика, ввод-вывод, сетевое взаимодействие, графика — для каждого вида кода необходимо подключение дополнительного модуля. Другие языки обычно используют одну большую библиотеку, содержащую функции на все случаи жизни.
Это удобно для новичка, но не слишком полезно для понимания.

Заключение

Си был могущественным в 70- годах прошлого века, им остается и в 2017. Да, современные языки сделали код безопаснее, а программирование общедоступным. Разработчики больше не ломают голову над тем, как реализовать свои идеи, у них другой вопрос: «с помощью какого инструмента?». А это уже не романтика, а квест.

Изучайте С и будьте тру-разработчиками!

Что из этого языки программирования c