c语言标准
1978年,丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)和Brian Kernighan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语言程序设计师称作“K&R C”,第二版的书中也包含了一些ANSI C的标准。K&R C主要介绍了以下特色:
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=+和=-改为+=和-=。因为=+和=-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。
C89
1989年,C语言被 ANSI 标准化(ANSI X3.159-1989)。标准化的一个目的是扩展K&R C。这个标准包括了一些新特性。在K&R出版后,一些新特性被非官方地加到C语言中。
void 函数
函数返回 struct 或 union 类型
void * 数据类型
在 ANSI标准化自己的过程中,一些新的特性被加了进去。ANSI也规定一套了标准函数库。ANSI ISO(国际标准化组织)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,最终通过了 ISO 9899:1990。随后,ISO标准被 ANSI 采纳。
传统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、宽字符串与字节多字符
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1995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 1995 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与常量,用于多字节字符和宽字节字符
C99
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++在自己的标准化建立过程中继续发展壮大。《标准修正案一》在1995年为C语言 建立了一个新标准,但是只修正了一些C89标准中的细节和增加更多更广得国际字符集支持。不过,这个标准引出了1999年ISO 9899:1999的发表。它通常被成为C99。C99被ANSI于2000年3月采用。
在C99中包括的特性有:
对编译器限制增加了,比如源程序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)
预处理增强了。例如:
宏支持取可变参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__
使用宏的时候,参数如果不写,宏里用 #,## 这样的东西会扩展成空串。(以前会出错的)
支持 // 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 这样的类型
支持 <: :> <% %> %: %:%: ,等等奇怪的符号替代,D&E 里提过这个
支持了不定长的数组。数组的长度就可以用变量了。声明类型的时候呢,就用 int a[*] 这样的写法。不过考虑到效率和实现,这玩意并不是一个新类型。所以就不能用在全局里,或者 struct union 里面,如果你用了这样的东西,goto 语句就受限制了。
变量声明不必放在语句块的开头,for 语句提倡这么写 for(int i=0;i<100;++i) 就是说,int i 的声明放在里面,i 只在 for 里面有效。
当一个类似结构的东西需要临时构造的时候,可以用(type_name){xx,xx,xx} 这有点像 C++ 的构造函数
初始化结构的时候现在可以这样写:
struct {int a[3],b;} hehe[] = { [0].a = {1}, [1].a = 2 };
struct {int a, b, c, d;} hehe = { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5} // 3,4 是对 .c,.d 赋值的
字符串里面,/u 支持 unicode 的字符
支持 16 进制的浮点数的描述
所以 printf scanf 的格式化串多支持了 ll / LL(VC6 里用的 I64)对应新的 long long 类型。
浮点数的内部数据描述支持了新标准,这个可以用 #pragma 编译器指定
除了已经有的 __line__ __file__ 以外,又支持了一个 __func__ 可以得到当前的函数名
对于非常数的表达式,也允许编译器做化简
修改了对于/% 处理负数上的定义,比如老的标准里 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1 而现在 -22 / 7 = -4, -22 % 7 = 6
取消了不写函数返回类型默认就是 int 的规定
允许 struct 定义的最后一个数组写做 [] 不指定其长度描述
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> 有点泛型味道的数学函数 <tgmath.h> 跟浮点数有关的 <fenv.h>。<stdarg.h> 里多了一个 va_copy 可以复制 ... 的参数。<time.h> 里多了个 struct tmx 对 struct tm 做了扩展
输入输出对宽字符还有长整数等做了相应的支持
相对于c89的变化还有
1、增加restrict指针
C99中增加了公适用于指针的restrict类型修饰符,它是初始访问指针所指对象的惟一途径,因此只有借助restrict指针表达式才能 访问对象。restrict指针指针主要用做函数变元,或者指向由malloc()函数所分配的内存变量。restrict数据类型不改变程序的语义。
如果某个函数定义了两个restrict指针变元,编译程序就假定它们指向两个不同的对象,memcpy()函数就是restrict指针的一个典型应用示例。C89中memcpy()函数原型如下:
代码: void *memcpy (void *s1, const void *s2, size_t size);
如果s1和s2所指向的对象重叠,其操作就是未定义的。memcpy()函数只能用于不重叠的对象。C99中memcpy()函数原型如下:代 码: void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2,size_t size);
通过使用restrict修饰s1和s2 变元,可确保它们在该原型中指向不同的对象。
2、inline(内联)关键字
内联函数除了保持结构化和函数式的定义方式外,还能使程序员写出高效率的代码。函数的每次调用与返回都会消耗相当大的系统资源,尤其是当函数调 用发生在重复次数很多的循环语句中时。一般情况下,当发生一次函数调用时,变元需要进栈,各种寄存器内存需要保存。当函数返回时,寄存器的内容需要恢复。 如果该函数在代码内进行联机扩展,当代码执行时,这些保存和恢复操作旅游活动会再发生,而且函数调用的执行速度也会大大加快。函数的联机扩展会产生较长的 代码,所以只应该内联对应用程序性能有显著影响的函数以及长度较短的函数。
3、新增数据类型
_Bool
值是0或1。C99中增加了用来定义bool、true以及false宏的头文件夹<stdbool.h>,以便程序员能够编写同时兼容于C与C++的应用程序。在编写新的应用程序时,应该使用
<stdbool.h>头文件中的bool宏。
_Complex and _Imaginary
C99标准中定义的复数类型如下:float_Complex;float_Imaginary;double_Complex;double_Imaginary;long double_Complex;long double_Imaginary。
<complex.h>头文件中定义了complex和imaginary宏,并将它们扩展为_Complex和 _Imaginary,因此在编写新的应用程序时,应该使用<stdbool.h>头文件中的complex和imaginary宏。
long long int
C99标准中引进了long long int(-(2e63 - 1)至2e63 - 1)和unsigned long long int(0 - 2e64 - 1)。long long int能够支持的整数长度为64位。
4、对数组的增强
可变长数组
C99中,程序员声明数组时,数组的维数可以由任一有效的整型表达式确定,包括只在运行时才能确定其值的表达式,这类数组就叫做可变长数组,但是只有局部数组才可以是变长的。
可变长数组的维数在数组生存期内是不变的,也就是说,可变长数组不是动态的。可以变化的只是数组的大小。可以使用*来定义不确定长的可变长数组。
数组声明中的类型修饰符
在C99中,如果需要使用数组作为函数变元,可以在数组声明的方括号内使用static关键字,这相当于告诉编译程序,变元所指向的数组将至少 包含指定的元素个数。也可以在数组声明的方括号内使用restrict,volatile,const关键字,但只用于函数变元。如果使用 restrict,指针是初始访问该对象的惟一途径。如果使用const,指针始终指向同一个数组。使用volatile没有任何意义。
5、单行注释
引入了单行注释标记 "//" , 可以像C++一样使用这种注释了。
6、分散代码与声明
7、预处理程序的修改
a、变元列表
宏可以带变元,在宏定义中用省略号(...)表示。内部预处理标识符__VA_ARGS__决定变元将在何处得到替换。例:#define MySum(...) sum(__VA_ARGS__) 语句MySum(k,m,n);
将被转换成:sum(k, m, n); 变元还可以包含变元。例: #define compare(compf, ...) compf(__VA_ARGS__) 其中的compare(strcmp,"small", "large"); 将替换成:strcmp("small","large");
b、_Pragma运算符
C99引入了