C语言发展史的点点滴滴。

任何一种新事物的出现都不是来自于偶然，而是时代所驱使的必然结果。

如果你问我：C语言有多伟大。那么，我可能会想一下，说：多伟大我不知道，但是我知道很伟大。

这里，我想说一句可能有点片面的话，就是：如今这世界上，凡是带电的地方，可能都会有她(C语言)或者她的子孙的影子。

一、C语言发展史

1. 语言之父

丹尼斯·麦卡利斯泰尔·里奇（英语：Dennis MacAlistair Ritchie，1941年9月9日－2011年10月12日），美国计算机科学家。黑客圈子通常称他为“dmr”。他是C语言的创造者、Unix操作系统的关键开发者，对计算机领域产生了深远影响，并与肯·汤普逊同为1983年图灵奖得主。

丹尼斯.里奇 生平时间线

麻省理工大学计算机系的马丁教授评价说："如果说，乔布斯是可视化产品中的国王，那么里奇就是不可见王国中的君主。乔布斯的贡献在于，他如此了解用户的需求和渴求，以至于创造出了让当代人乐不思蜀的科技产品。然而，却是里奇先生为这些产品提供了最核心的部件，人们看不到这些部件，却每天都在使用着。"

2. C语言的先辈

2.1BCPL语言之父

马丁·理察德（英语：Martin Richards，1940年7月21日－），生于英国，计算机科学家，为BCPL编程语言的发明者，发展了TRIPOS操作系统。

1966年，马丁·理察德在剑桥大学，以CPL编程语言为基础，发明了BCPL编程语言。

2.2B语言之父

肯尼斯·蓝·汤普逊（英语：Kenneth Lane Thompson，1943年2月4日－）小名肯·汤普逊（英语：Ken Thompson），美国计算机科学学者和工程师。黑客文化圈子通常称他为“ken”。在贝尔实验室工作期间，汤普逊设计和实现了Unix操作系统。他创造了B语言(基于BCPL) — C语言的前身，而且他是Plan 9操作系统的创造者和开发者之一。与丹尼斯·里奇同为1983年图灵奖得主。

2006年，汤普逊进入Google公司工作，与他人共同设计了Go语言。

一组Ken与Dennis的照片

左Ken，右Dennis

1999年获得美国国家技术奖 [左一：Ken | 左二：Dennis | 右一：克林顿]

从这些老照片中，我隐隐约约看到了几行小字，写着：

1.与优秀之人为伍

2.互相成就

试想，有多么重要？

3. C语言时间线

从图中时间线，可以明显的看出C语言的起源以及时间节点。

有时候不得不说时势造英雄，在1969~1971年之间著名的操作系统Unix从肯.汤普逊手中诞生，作为一种大型的系统性软件来说，极其需要一种可靠的高级语言的出现(当时的低级语言指的是汇编，因为之前的操作系统是用汇编写的)。

这个时候的丹尼斯.里奇也没闲着，在对B语言改良之后，就诞生了带有类型的C语言(据里奇自己说，有一段时间称这种改良的语言为NB。即：new B。不过，在我们这些吃瓜群众眼中看来也确实NB)。

4. unix时间线

Unix的诞生与C语言被广泛的传播、使用，有着密切的联系。

上图时间线只显示前几个与C语言在相同时间段内诞生的Unix版本(当然，感兴趣的话，可以查询Unix相关发展史，绝对会让你大吃一惊。其中最著名的几个分支：BSD、minix、Linux...)。

下面，通过在网上找得到的部分Unix内核源码，来追溯一下C语言出现的时机。

4.1 PDP-Unix

PDP-Unix系统内核代码文件

可以看到基本都是用汇编写的(文件名后缀.s)。为什么用基本这个词呢？因为，在系统里面有一部分命令是用B语言写的。

4.2 First Edition Unix

First Edition Unix系统内核代码文件

可以看到，还是用汇编写的(文件名后缀.s)。

4.3 Second Edition Unix

Second Edition Unix系统内核代码文件

到这个版本，已经可以看到C语言的身影了。

4.4 Unix与C语言

从C语言在Unix V2版本出现之后，Unix的V3版本开始，已经可以在Unix内核中见到大量C语言编写的代码。

据里奇所说：到1973年初，现代C的基本知识已经完成。C语言和编译器强大到，足以让我们在当年夏天用C重写PDP-11的Unix内核 (也就是Unix的V3版本)。

到了这个时间节点，基本可以肯定的是C语言、Unix的大部分核心都已经完善。剩下要做的就是，可移植性、标准化。

后面的故事，大家可能也听说过：后来学术和政府组织中都在使用Unix，也正是由于Unix的风靡与兴盛，带动了C语言被广泛的传播、使用。

在1980年代，C语言的使用广泛传播，并且几乎所有机器体系结构和操作系统都可以使用编译器。尤其是，它已成为个人计算机的编程工具，无论是用于这些机器的商业软件制造商，还是对编程感兴趣的最终用户，都非常受欢迎。

这也就是所谓的互相成就。

一句话概括就是：不畏得失、日渐精进，最终互相成就。

5. 第一个C语言编译器是怎样编写的？

不知道你有没有想过，大家都用C语言或基于C语言的语言来写编译器，那么世界上第一个C语言编译器又是怎么编写的呢？这不是一个“鸡和蛋”的问题……

回顾一下C语言历史：Tomphson在BCPL的基础上开发了B语言，Ritchie又在B语言的基础上成功开发出了现在的C语言。在C语言被用作系统编程语言之前，Tomphson也用过B语言编写过操作系统。可见在C语言实现以前，B语言已经可以投入实用了。因此第一个C语言编译器的原型完全可能是用B语言或者混合B语言与PDP汇编语言编写的。

我们现在都知道，B语言的执行效率比较低，但是如果全部用汇编语言来编写，不仅开发周期长、维护难度大，更可怕的是失去了高级程序设计语言必需的移植性。

所以早期的C语言编译器就采取了一个取巧的办法：先用汇编语言编写一个C语言的一个子集的编译器，再通过这个子集去递推，进而完成完整的C语言编译器。

详细的过程如下：先创造一个只有C语言最基本功能的子集，记作C0语言，C0语言已经足够简单了，可以直接用汇编语言编写出C0的编译器。依靠C0已有的功能，设计比C0复杂，但仍然不完整的C语言的又一个子集C1语言，其中C0属于C1，C1属于C，用C0开发出C1语言的编译器。

在C1的基础上设计C语言的又一个子集C2语言，C2语言比C1复杂，但是仍然不是完整的C语言，开发出C2语言的编译器 …… 如此直到CN，CN已经足够强大了，这时候就足够开发出完整的C语言编译器的实现了。

至于这里的N是多少，这取决于你的目标语言（这里是C语言）的复杂程度和程序员的编程能力。简单地说，如果到了某个子集阶段，可以很方便地利用现有功能实现C语言时，那么你就找到N了。下面的图说明了这个抽象过程：

而这个过程也在Unix V2版本中找到了证据。

肯恩·汤普森，丹尼斯·里奇和其他人在贝尔实验室为PDP-11开发了Unix的第二版。它通过更多的系统调用和更多的命令扩展了第一版。此版本还看到了C语言的开始，该语言用于编写一些命令。

此处的代码仅是某些命令，某些库函数和C编译器的源代码。c /中的文件来自 last1120c.tar.gz 磁带，并构成了第二版Unix的有效C编译器。

二、BCPL、B、C语言

如果想要找到一种好的方式，来进行编程语言之间的比较的话，那么非代码莫属。

1. 3种语言代码示例

下面分别使用BCPL、B、C三种语言实现一个简单的程序：程序将三个数字a、b、c相加，并将结果赋值给sum，最后打印总和。

1.1 BCPL语言示例

LET 声明变量

:= 符号为赋值符号 Go中也有该符号，表示函数内部局部变量。这里感觉很有意思的一点是：最初B语言之父肯.汤普逊把:=符号改成了=符号。现在，也作为Go语言之父之一，又把:=符号请回来了(冥冥之中的命运~)。

1.2 B语言示例

B语言的语言结构

B语言代码示例

语句auto ...是一个声明。即，它定义了要在函数内使用的局部变量。putnumb 是一个带参数的库函数，它将在终端上打印一个数字。

1.3 C语言示例

2. 示例代码中三者的区别

2.1 通过上面例子可以看出三者的区别：

①C语言写法更接近于B语言

②BCPL、B语言都是无类型的语言，用word/cell表示一个固定长度的bit，C语言是有类型的

2.2 有一些地方，你可能感兴趣：

①++、-- 符号是Thompson发明的

②&&、|| 是在C语言引入的

2.3 说明：

①查了好久只找到了BCPL、B语言的部分代码片段，至于能不能跑起来，我也不知道 ^_^

②如果想要知晓三者的具体区别的话，建议阅读丹尼斯.里奇关于《C语言发展史》的文章

③BCPL、B语言也有经历过若干次版本迭代

④C语言更接近与B语言，或着说是在B的基础上不断的添加了很多新特性。

三、历史为什么选择C语言

1960s年代后期，贝尔实验室对计算机系统的研究进入繁盛时期。MIT、General Electric、Bell实验室合作的Mutlics项目以失败而告终(1969年左右)。

就是在这个时期，Ken Tompson开始写Mutlics的替代品，他希望按照自己的设计构造一个令人舒服的计算系统（也就是Unix）。后来在写出第一个版本的Unix时，觉得Unix上需要一个新的系统编程语言，他创造了一个B语言。B语言是没有类型的C，准确说B语言是Tompson把BCPL挤进8K内存，被其个人大脑过滤后的产生的语言。

由于B语言存在的一些问题，导致其只是被用来写一些命令工具使用。恰好在这个时期，Ritchie在B语言的基础上，进行了重新的设计改良，从而诞生了C语言。

1973年，C语言基本上已经完备，从语言和编译器层面已经足够让Tompson和Ritchie使用C语言重写Unix内核。后来，Unix在一些研究机构、大学、政府机关开始慢慢流行起来，进而带动了C语言的发展。

1978年，K&R编写的《The C Programming Language》出版，进一步推动了C语言的普及。

用一句话总结就是：对的时间、对的地点，出现了对的人以及工具 (Unix与C语言的关系，有点像GNU与Linux kernel的关系，都是互相成就)。

四、标准C库及代码

C语言及其标准经过若干次迭代之后，就成了今天大家看到的样子。其标准中指定了很多C标准库，而不同的系统都有自己不同的代码实现。

当然，Linux内核中也有实现了标准C库的代码，下面一起欣赏她的美。

1. 标准C库

ANSI C共包括15个头文件。1995年，（NA1）批准了3个头文件增加到C标准函数库中。C99标准增加6个头文件。C11标准中又新增了5个头文件。

至此，C标准函数库共有29个头文件：

2. linux/lib/string.c

下面列出3个字符串处理函数 strcpy()、strncpy()、strncat()。代码出自Linus Benedict Torvalds之手，为什么这么说？看代码头部注释，还是那个熟悉的味道stupid。看过git源代码的人应该也会知道，git源码中也有类似注释。

五、廉颇老矣，尚能饭否

经历过几十年的风雨洗礼，C语言可谓风光无数，这世界上随处可见它的身影。但是，同时在一些人眼里，可能觉得C语言已是暮年(将近50岁)、老矣。如同下图：

如果你真这样想，那你就错了。

TIOBE 2020-09 编程语言排行榜告诉你，C语言宝刀未老，还是那个风采耀眼的少年。

个人想说的是，只要计算机还是基于冯诺依曼体系结构，芯片还是基于物理制程。那么，都会有一片C的天空。因为，她知道一个最接近天空的地方(C是最接近汇编、机器语言的高级语言之一)。

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