C语言发展史(二)

别来无恙 提交于 2020-12-19 08:59:59

K&R C

1978年,丹尼斯·里奇布莱恩·柯林汉合作出版了《C程序设计语言》的第一版。书中介绍的C语言标准也被C语言程序员称作“K&R C”,第二版的书中也包含了一些ANSI C的标准。

K&R C主要引入了以下语言特性:

  • 标准I/O库
  • 结构(struct)类型
  • 长整数(long int)类型
  • 无符号整数(unsigned int)类型
  • 把运算符=+=-改为+=-=。因为=+=-会使得编译器不知道用户要处理i = -10还是i =- 10,使得处理上产生混淆。

即使在后来ANSI C标准被提出的许多年后,K&R C仍然是许多编译器的最低标准要求,许多老旧的编译仍然运行K&R C的标准。

ANSI C 和 ISO C[编辑]

1989年,C语言被美国国家标准协会(ANSI)标准化,编号为ANSI X3.159-1989。这个版本又称为C89。标准化的一个目的是扩展K&R C,增加了一些新特性。

  • void 函数
  • 函数返回 struct 或 union 类型
  • void * 数据类型

1990年,国际标准化组织(ISO)成立 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14 工作组,来规定国际标准的C语言,通过对ANSI标准的少量修改,最终制定了 ISO 9899:1990,又称为C90。随后,ANSI亦接受国际标准C,并不再发展新的C标准。

K&R C语言到ANSI/ISO标准C语言的改进包括:

  • 增加了真正的标准库
  • 新的预处理命令与特性
  • 函数原型允许在函数申明中指定参数类型
  • 一些新的关键字,包括 const、volatile 与 signed
  • 宽字符、宽字符串与多字节字符
  • 对约定规则、声明和类型检查的许多小改动与澄清

WG14工作小组之后又于1994年,对1985年颁布的标准做了两处技术修订(缺陷修复)和一个补充(扩展)。下面是 1994 年做出的所有修改:

  • 3 个新的标准库头文件 iso646.h、wctype.h 和 wchar.h
  • 几个新的记号与预定义宏,用于对国际化提供更好的支持
  • printf/sprintf 函数一系列新的格式代码
  • 大量的函数和一些类型常量,用于多字节字符宽字节字符

C99[编辑]

在ANSI的标准确立后,C语言的规范在一段时间内没有大的变动,然而C++在自己的标准化创建过程中继续发展壮大。《标准修正案一》在1994年为C语言创建了一个新标准,但是只修正了一些C89标准中的细节和增加更多更广的国际字符集支持。不过,这个标准引出了1999年ISO 9899:1999的发表。它通常被称为C99。C99被ANSI于2000年3月采用。

在C99中包括的特性有:

  • 增加了对编译器的限制,比如源始码每行要求至少支持到 4095 字节,变量名函数名的要求支持到 63 字节(extern 要求支持到 31)。
  • 增强了预处理功能。例如:
    • 支持取可变参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__
    • 使用的时候,允许省略参数,被省略的参数会被扩展成空串。
    • 支持 // 开头的单行注释(这个特性实际上在C89的很多编译器上已经被支持了)
  • 增加了新关键字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool
    • 支持 long long, long double _Complex, float _Complex 等类型
  • 支持不定长的数组,即数组长度可以在运行时决定,比如利用变量作为数组长度。声明时使用 int a[var] 的形式。不过考虑到效率和实现,不定长数组不能用在全局,或 struct 与 union 。
  • 变量声明不必放在语句块的开头,for 语句提倡写成 for(int i=0;i<100;++i) 的形式,即i 只在 for 语句块内部有效。
  • 允许采用(type_name){xx,xx,xx} 类似于 C++ 的构造函数的形式构造匿名的结构体。
  • 初始化结构的时候允许对特定的元素赋值,形式为:
    struct test{int a[3]b;} foo[] = { [0].a = {1}, [1].a = 2 }; 
    struct test{int a, b, c, d;} foo = { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5 }; // 3,4 是对 .c,.d 赋值的 
  • 格式化字符串中,利用 \u 支持 unicode 的字符。
  • 支持 16 进制的浮点数的描述。
  • printf scanf 的格式化串增加了对 long long int 类型的支持。
  • 浮点数的内部数据描述支持了新标准,可以使用 #pragma 编译器指令指定。
  • 除了已有的 __line__ __file__ 以外,增加了 __func__ 得到当前的函数名。
  • 允许编译器化简非常数的表达式。
  • 修改了 / % 处理负数时的定义,这样可以给出明确的结果,例如在C89中-22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1,也可以-22 / 7= -4, -22 % 7 = 6。 而C99中明确为 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1,只有一种结果。
  • 取消了函数返回类型默认为 int 的规定。
  • 允许在 struct 的最后定义的数组不指定其长度,写做 [](flexible array member)。
  • const const int i 将被当作 const int i 处理。
  • 增加和修改了一些标准头文件,比如定义 bool 的 <stdbool.h> ,定义一些标准长度的 int 的 <inttypes.h> ,定义复数的 <complex.h> ,定义宽字符的 <wctype.h> ,类似于泛型的数学函数 <tgmath.h>, 浮点数相关的 <fenv.h>。 在<stdarg.h> 增加了 va_copy 用于复制 ... 的参数。<time.h> 里增加了 struct tmx ,对 struct tm 做了扩展。
  • 输入输出对宽字符以及长整数等做了相应的支持。

但是各个公司对C99的支持所表现出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的时候[4]微软Borland却似乎对此不感兴趣。

C11[编辑]

2011年12月8日,ISO正式发布了新的C语言的新标准C11,之前被称为C1X,官方名称为ISO/IEC 9899:2011。新的标准提高了对C++的兼容性,并增加了一些新的特性。这些新特性包括泛型宏、多线程、带边界检查的函数、匿名结构等。但直到现在仍未有编译器完整的支持。

C18[编辑]

C18没有引入新的语言特性,只对C11进行了补充和修正。

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