為什么C語(yǔ)言不會(huì)過(guò)時(shí)呢？

評(píng)價(jià)任何一門編程語(yǔ)言，都是招人罵的。永遠(yuǎn)是這樣。就像是春寒料峭的季節(jié)， 街上穿棉襖和穿單衣的擦肩而過(guò)，雙方一定是同時(shí)在心里出現(xiàn)了兩個(gè)字：“***！”這個(gè)在心理學(xué)上有個(gè)專業(yè)的名字：叫做“二逼”現(xiàn)象！

那我為啥還要做這個(gè)挨罵的事呢？作為《C語(yǔ)言點(diǎn)滴》《drop of knowledge of C++》書籍的作者，《C語(yǔ)言新思維，第二版》的譯者。

我覺(jué)得我有責(zé)任系統(tǒng)的介紹一下這本語(yǔ)言，他的特點(diǎn)，還有他的未來(lái)。這個(gè)問(wèn)題對(duì)很多剛剛踏入程序猿這個(gè)行業(yè)的新手至關(guān)重要。

因?yàn)樗麄冇猩钌畹膿?dān)憂，萬(wàn)一C語(yǔ)言就像Fortran，perl語(yǔ)言那樣過(guò)時(shí)了怎么辦？

先上一個(gè)表，這個(gè)就是著名的TIOBE語(yǔ)言排行榜。

目前它是一個(gè)最權(quán)威的一個(gè)語(yǔ)言流行度的排行榜，從這個(gè)排行榜上看，你會(huì)得到一個(gè)最直觀的結(jié)論。

Java和C都在下降，而下降的部分被第三名以后的語(yǔ)言所瓜分。

（最新的TIOBE數(shù)據(jù)顯示Java和C分別以17.8%和15.37%排在前兩名）

每次C語(yǔ)言的排名上升，都會(huì)讓做硬件的朋友覺(jué)得是硬件的春天來(lái)了。。。

對(duì)所有的編程語(yǔ)言，他們的最后的目的其實(shí)就是兩種：提高硬件的運(yùn)行效率和提高程序員的開發(fā)效率。

遺憾的是，這兩點(diǎn)是不可能并存的！你只能選一樣。在提高硬件的運(yùn)行效率這一方面，C語(yǔ)言沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)者！舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，實(shí)現(xiàn)一個(gè)列表，C語(yǔ)言用數(shù)組int a[3]，經(jīng)過(guò)編譯以后變成了（基地址＋偏移量）的方式。對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有運(yùn)算比加法更快，沒(méi)有任何一種方法比（基地址＋偏移量）的存取方法更快。

C語(yǔ)言已經(jīng)把硬件的運(yùn)行效率壓縮到了極致。這種設(shè)計(jì)思想帶來(lái)的問(wèn)題就是易用性和安全性的缺失。例如，你不能在數(shù)組中混合保存不同的類型，否則編譯器沒(méi)有辦法計(jì)算正確的偏移量。同時(shí)C語(yǔ)言對(duì)于錯(cuò)誤的偏移量也不聞不問(wèn)，這就是C語(yǔ)言中臭名昭著的越界問(wèn)題。

C語(yǔ)言自詡的“相信程序員”都是漂亮的說(shuō)辭，它的唯一目的就是快，要么飛速的運(yùn)行，要么飛速的崩潰。C語(yǔ)言只關(guān)心程序飛的高不高，不關(guān)心程序猿飛的累不累。就是這樣！

這時(shí)，會(huì)有朋友提出不同的意見(jiàn)了：你這么說(shuō)C語(yǔ)言，讓匯編語(yǔ)言情何以堪？

但是匯編語(yǔ)言的編程效率，是開發(fā)周期不能忍受的。

匯編語(yǔ)言，你不會(huì)編??！

現(xiàn)在來(lái)看看那些非C的語(yǔ)言，他們的長(zhǎng)處都在于提高程序員的開發(fā)效率上?；蛘咧С謩?dòng)態(tài)的列表，或者支持安全的列表。但是加入任何的中間層，加入任何的安全檢驗(yàn)，它不可能比（基地址＋偏移量＋無(wú)檢驗(yàn)）的方式更快。這個(gè)世界上不存在“開發(fā)容易，運(yùn)行快”的語(yǔ)言，開發(fā)容易畢竟來(lái)源于對(duì)底層的一層一層又一層的包裝。

現(xiàn)在回答兩個(gè)最普遍的問(wèn)題：硬件這么便宜了，有必要讓軟件更快嗎？有這種疑問(wèn)的人大部分都是網(wǎng)吧的固定客戶，他們理解的計(jì)算機(jī)只在電腦城，他們理解的計(jì)算只是游戲和播放硬盤中的小電影。不要玩?zhèn)€游戲開個(gè)掛就樂(lè)得不行不行的，別忘了還有全實(shí)景仿真，還有3D渲染，還有自動(dòng)駕駛。

人在開車的時(shí)候，每秒要收集60個(gè)不同的物體，然后根據(jù)這60個(gè)物體的不同組合和反映來(lái)做20個(gè)最重要的決定。然后從這20多個(gè)決定中選一個(gè)執(zhí)行。所以就算用上最快的硬件，自動(dòng)駕駛現(xiàn)在還不敢說(shuō)能像人那樣開車。就算是自動(dòng)駕駛成功了，下一步還要自動(dòng)飛行呢？因?yàn)槲覀兝显缇皖A(yù)言了：你咋不上天呢！

所以說(shuō)：計(jì)算速度永遠(yuǎn)是不夠的！因?yàn)樾碌膽?yīng)用會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，越來(lái)也實(shí)時(shí)。對(duì)了！我還忘了一個(gè)更重要的限制：計(jì)算的能耗！NASA飛行器上的CPU最多就是32位的，說(shuō)出來(lái)你可能不信，國(guó)際空間站上沒(méi)有一個(gè)CPU是64位的，我猜一個(gè)最主要的原因是航天員不愛(ài)看硬盤小電影吧。

另外一個(gè)流行的疑問(wèn)是：我可以發(fā)明一種同樣快的語(yǔ)言，但是沒(méi)有C語(yǔ)言那么多的坑。想法是可以的，而且還真巧有這個(gè)語(yǔ)言，真巧它的名字叫D語(yǔ)言，真巧沒(méi)有太多的人用！這是因?yàn)橐粋€(gè)基本的事實(shí)?，F(xiàn)在有太多，太多太多的C代碼，他們大部分都在正常工作，就像Linux, Window, MacOS，Unix，Vxworks。你沒(méi)有看錯(cuò)，這些操作系統(tǒng)的內(nèi)核都是C，我雖然不確定C在Window中所占的比例，但是我相信微軟的人不會(huì)傻到用C#去全部改寫一個(gè)操作系統(tǒng)的內(nèi)核。你想讓這些人去用你的全新的語(yǔ)言，這就不是“有點(diǎn)”很傻，很天真了！

而且有些代碼，我們根本就不能改！NASA一個(gè)簡(jiǎn)單的5個(gè)CPU飛控軟件編寫完畢后，要進(jìn)行一種“全覆蓋”測(cè)試。如果CPU A壞了會(huì)發(fā)生什么？如果CPU A，B壞了呢？如果CPU A，C壞了呢。。。。？如果你愿意，你可以做個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)組合。測(cè)試完畢后，別說(shuō)重寫，就算加個(gè)注釋都不行。因?yàn)橹鞴躳ayload的大媽會(huì)非常嚴(yán)肅的質(zhì)問(wèn)你，為什么你上報(bào)的東西數(shù)量增加了，但是質(zhì)量沒(méi)有增加？你需要和她詳細(xì)的解釋：硬件和軟件是不同的，硬件是那種摸起來(lái)硬硬的東西，但是軟件不是那種摸起來(lái)軟軟的東西?？粗髬尡梢牡难凵?，這個(gè)時(shí)候你會(huì)非常后悔自己手欠加入的哪一行注釋。你還別不當(dāng)真，這個(gè)是NASA的真實(shí)故事。

哪為什么C語(yǔ)言還下降這么多呢？很簡(jiǎn)單，有些任務(wù)本身就不是C語(yǔ)言的。我上學(xué)的時(shí)候還用C語(yǔ)言編過(guò)窗口界面呢？然后很快微軟的人就推出了MFC，就是一大堆宏把底層的C windowAPI包裝了起來(lái)。

再后來(lái)這個(gè)技術(shù)也過(guò)時(shí)了。因?yàn)槲④浀娜苏J(rèn)識(shí)到，帶有窗口的應(yīng)用程序說(shuō)到底不是C語(yǔ)言的本職工作，再這么一層一層包下去就有露餡的危險(xiǎn)，于是他們發(fā)明了一個(gè)全新的語(yǔ)言C#來(lái)負(fù)責(zé)這個(gè)任務(wù)。

Java也是這樣，突出網(wǎng)絡(luò)，易用，安全，跨平臺(tái)。無(wú)論是Java， c#還是python, 他們都有意避開提高硬件的運(yùn)行效率這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題上沒(méi)辦法和C競(jìng)爭(zhēng)，也無(wú)法撼動(dòng)Linux， Unix，GNU tool這些已有C代碼的位置。剩下的就只是提高程序員的開發(fā)效率上大作文章。這對(duì)C語(yǔ)言是好事，把自己不善長(zhǎng)的東西去掉，讓自己跑的更快！

伴隨著嵌入和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的興起，AI，機(jī)器人，自動(dòng)駕駛等。這些都是C語(yǔ)言的核心應(yīng)用，而且在這種應(yīng)用上面，C語(yǔ)言沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)者。所以我感覺(jué)C語(yǔ)言會(huì)穩(wěn)定在自己核心的應(yīng)用中，并開始逐步回升。

但是Java語(yǔ)言我個(gè)人不樂(lè)觀。小型和靈活性上，Python更勝一籌。一行python代碼后，你根本不知道自己還是不是duck類型？平臺(tái)領(lǐng)域，每個(gè)平臺(tái)都推出自己專屬的語(yǔ)言。Windows會(huì)繼續(xù)支持C#，蘋果偏愛(ài)Swift, Android推出Kotlin，Google用go。Java宣稱自己可以自由到每家做客，但是無(wú)論是到誰(shuí)家，都會(huì)發(fā)現(xiàn)客廳里面坐著一個(gè)親兒子，這個(gè)時(shí)候自己這個(gè)干兒子多多少少有點(diǎn)尷尬。所以我猜測(cè)，最后Java會(huì)穩(wěn)定在對(duì)跨平臺(tái)有嚴(yán)格要求的，大型非實(shí)時(shí)應(yīng)用上。

最后說(shuō)點(diǎn)閑話，C++不會(huì)淘汰C語(yǔ)言。有了對(duì)象后你會(huì)發(fā)現(xiàn)再簡(jiǎn)樸的對(duì)象也耗費(fèi)資源，而且有了對(duì)象以后，總是不由自主的去想繼承這個(gè)事，一但繼承實(shí)現(xiàn)了，你會(huì)發(fā)現(xiàn)繼承帶來(lái)的麻煩遠(yuǎn)超過(guò)你的想象。Java的發(fā)明人James被問(wèn)到如果可以從新設(shè)計(jì)Java語(yǔ)言的話，第一個(gè)要做什么事？他說(shuō)：“去掉對(duì)象”！作為一個(gè)已婚，有兩個(gè)孩子的程序猿，我感同身受。如果大家感興趣，我可以再寫一個(gè)博客，聊聊C++和C的真實(shí)區(qū)別所在。

如果你看到這里，還什么都沒(méi)記住。那就只記住一點(diǎn)：沒(méi)人能預(yù)測(cè)未來(lái)。

審核編輯：劉清