Ci язык программирования

Язык Си

Все, что нужно знать для изучения Си — одного из старейших языков программирования — и его тонкостей.

Для чего хорош Си?

Язык Си обычно используется в довольно сложных задачах. В каких? Отобрали для вас самые популярные области применения Си.

Должен ли «настоящий» программист знать язык Си — отвечают эксперты

Си — обязательный язык для каждого разработчика или пережиток прошлого? Узнаём у экспертов, нужно ли всем программистам учить этот язык.

Вакансии, где нужны знания по теме «Язык Си»

Видеокурс для изучения языка Си с нуля

Курс подробно объясняет основы языка Си, включая функции, структуры, массивы, циклы, арифметические, логические операции и операции сравнения.

Фичи Rust, которых не хватает в C

Федерико Мена-Кинтеро, один из основателей GNOME, рассказывает, какие у языка C есть недостатки, что плохого в языке C относительно Rust, и объясняет, почему считает C очень и очень примитивным языком для современного ПО.

События и курсы

Макросы в Си: как, когда и зачем?

Чем макросы в Си лучше функций и наоборот: лучшие практики использования макросов, подводные камни и скрытые возможности.

Интересные проекты: математическая C-библиотека для разработки видеоигр

Проект MATHC — коллекция объектов для разработки 2D- и 3D- игр.

Интересные проекты: рендеринг изображений ASCII-символами

Однофайловая библиотека C/C++, которая позволяет преобразовывать изображение или видеокадр в печатные символы ASCII в режиме реального времени.

Интересные проекты: облачная файловая система pingfs

Где мои данные? Не могу сказать. Но они существуют? Надеюсь. Обзор «по-настоящему облачной» файловой системы pingfs.

Статический анализ кода: обзор инструмента OCLint

OCLint — это инструмент для статического анализа кода, написанного на С, С++ и Objective-C.

Курс «Углубленное программирование на C/С++»

Русскоязычный курс проекта «Технопарк Mail.Ru Group», посвященный продвинутым аспектам программирования на языках C/C++. Курс записан в 2014 году, лектор — Алексей Петров.

Курс «Основы программирования встраиваемых систем»

Русскоязычный курс, открывающий своим слушателям удивительный мир микроконтроллеров. Среди окружающих нас приборов все сложнее встретить такие, в которых их нет. Часы и светофоры, системы освещения, электронные игрушки и роботы, телевизоры…

«Шелл» на С: пишем командную оболочку для Unix

Многие считают, что сделать программу, которой будут пользоваться миллионы, очень трудно. Однако за любым, даже самым сложным, продуктом всегда стоит простая идея. Одним из них является командная оболочка, или «шелл». В этой статье мы расскажем, как написать упрощенную командную оболочку Unix на C.

Проект не для начинающих: пишем свой текстовый редактор с поиском и подсветкой синтаксиса на C

Предлагаем вашему вниманию серию англоязычных статей, в которой подробно разбирается процесс разработки собственного текстового редактора на языке C.

Графический интерфейс для GDB: обзор инструмента gdbgui

Современный браузерный интерфейс GDB (отладчик GNU) для языков C, C++, Go и Rust. Можно добавлять контрольные точки, просматривать трассировку стека и многое другое. Для этого нужно просто запустить gdbgui из терминала, и в браузере откроется новая…

Компилятор Си в одну инструкцию: обзор инструмента M/o/Vfuscator

M/o/Vfuscator компилирует программы в инструкции mov, и только в них. Инструмент ориентирован на язык Си и архитектуру процессора x86, но адаптивен и легко настраивается под другие языки и архитектуры.

Книги по языку Си для начинающих и не только

Язык Си — это очень мощный язык программирования, и к тому же один из самых популярных. Мы собрали подборку бесплатных книг для его изучения.

Зачем и как эффективно учить язык программирования Си: исчерпывающая подборка ресурсов для освоения

Многим кажется, что язык Си уже устарел. Однако, хоть Си редко встретишь в промышленном программировании, его существованием пронизано в IT буквально все.

Лучшие проекты, в которых стоит поучаствовать, чтобы примкнуть к Open Source движению и развить свои навыки. Часть третья. C, C++

Если вы интересуетесь жизнью Open Source сообщества и хотите к нему присоединиться, то эта серия подборок (которую мы продолжаем пополнять) придётся вам как нельзя кстати, ведь в ней собраны лучшие проекты…

Разбираемся в сложных объявлениях Си

Рассказывает Брайан Барто Выше вы можете увидеть список объявлений на языке Си. Совсем недавно я не мог сказать, что они означают. Теперь же я могу вполне уверенно объяснить их, изучив правила…

9 интересных трюков на Си, с которыми вы раньше не сталкивались

В этой статье мы рассмотрим несколько редких приёмов языка Си. О некоторых из них я раньше не слышал, и вы, скорее всего, тоже. Если ваш преподаватель или коллега хвастаются знанием…

Руководство по созданию ядра для x86-системы. Часть 2. Система ввода / вывода

Рассказывает Arjun Sreedharan В прошлой статье я писал о том, как создать простейшее x86-ядро, использующее GRUB, работающее в защищённом режиме и выводящее на экран строку. В этот раз мы подключим к ядру драйвер…

Два способа использования одноэлементных структур в Cи с пользой

В структурах языка Си очень много странностей, но, по большей части, они предсказуемы, полезны и понятны. Для тех, кто не знаком с Cи: структуры представляют собой наборы данных. Примером их…

Руководство по созданию ядра для x86-системы. Часть 1. Просто ядро

Рассказывает Arjun Sreedharan Давайте напишем простое ядро, которое можно загрузить при помощи бутлоадера GRUB x86-системы. Это ядро будет отображать сообщение на экране и ждать. …

Совершенно правдивая история о настоящем программисте, никогда не изучавшем Си

Рассказывает Уилл Шипли Мой юный друг Сэм – настоящий гений от программирования. Сэм знает Си! Впрочем, нужно сразу сделать пояснение: он еще не дипломированный специалист.

О пользе статического анализатора кода при написании программ

Многие программисты при написании кода совершают ошибки, и каким бы по размеру ни был проект, от незнания особенностей той или иной функции и невнимательности не застрахован никто. Для таких случаев…

Модель языка Си

Чтобы эффективно использовать язык программирования нужно хорошо представлять его модель, то есть основной принцип построения программы. Теоретически можно на любом языке использовать любую модель, но в этом случае программировать будет сложно, так как язык не будет помогать в этом.

Поэтому разберемся с моделью языка Си:

• Для чего язык Си был разработан?
• Как выглядит программа с точки зрения языка Си?
• Какие практические советы из этого следуют?

1. Цель создания языка C

Деннис Ритчи разработал язык C для решения двух задач:

1. Язык должен как можно более эффективно транслироваться в машинные коды, для обеспечения максимальной производительности.
2. Язык должен быть максимально переносимым на любые платформы.

Обе поставленные задачи были полностью решены. В 1972 году появился первый вариант языка C.

В настоящее время язык С является языком, который обеспечивает максимальную производительность программы. При необходимости программист может использовать в теле программы язык ассемблера, что позволяет добиться максимально возможной производительности в критических местах программы.

Также язык С в настоящее время реализован практических на всех компьютерных платформах и операционных системах.

Какую же модель языка выбрал Деннис Ритчи?

2. Модель С

С точки зрения языка С программа — это суперфункция. Она может содержать неограниченное число вложенных функций.

В этом язык С отличается, например, от языка C++, в котором программа представляет собой суперкласс, от которого наследуются остальные классы.

3. Модель функции в языке С

Как же устроена функция? Для программиста функция — это черный ящик, который на входе берет аргументы функции, а на выходе возвращает результат.

Для программиста совершенно неважно, что происходит внутри функции. Так как аргументы передаются функции по значению, то они во время работы функции поменяться не могут.

Поэтому все, что должен знать программист — это интерфейс функции, то есть описания типов передаваемых и возвращаемого значения.

Отсюда следует важный принцип языка С — принцип изоляции кода.

4. Изоляция кода в языке C

Изоляция кода — это такой принцип построения программы, который предполагает, что между фрагментами программы нет скрытых связей.

Например, предположим, что программист Иванов вызывал функцию, которую написал программист Петров. При этом и у Иванова, и у Петрова есть переменная с именем X. Она же используется в качестве аргумента функции.

Если бы данные передавались по ссылке, то после вызова функции переменная X у Иванова непредсказуемо изменила бы свое значение. В результате ошибку было бы очень трудно найти.

Для исключения подобных ситуаций в языке С предусмотрено несколько видов защиты:

• Передача по значению.
• Области видимости переменных.
• Директивы условной компиляции и т.д.

Поэтому при разработке больших программных комплексов, где участвуют множество разработчиков обязательно должны быть соглашения, которые полностью поддерживают принципы изоляции кода.

5. Избыточность языка С

Популярность языка С привела к тому, что все больше разработчиков стали использовать этот язык. В язык стали добавляться все новые конструкции. Язык распухал и становился все более и более громоздким.

В конце концов в язык было добавлено также программирование с классами, но к счастью, это уже было выделено в самостоятельный диалект языка C, который получил название C++.

В языке C++ другая модель языка и другой подход к программированию, который получил название объектно-ориентированное программирование (ООП).

Но все равно в язык С добавили столько возможностей, что это привело к тому, что в настоящее время язык С — это один из наиболее больших и громоздких языков. Это сильно повышает порог вхождения для начинающих.

К счастью, 90% возможностей языка Си избыточны и вам никогда не понадобятся.

Например, есть громадная таблица приоритетов операторов C.

Но нет никакого смысла ни знать про эту таблицу, ни в разбираться в ней. Я специально сделал ее очень маленькой, потому что вся информация в этой таблице абсолютно лишняя.

Для правильного использования приоритетов нужно всего лишь расставить скобки. И все!

Компилятор будет следовать вашим скобкам, а не этой таблице.

Хотя во многих учебниках рекомендуется выучить эту таблицу наизусть, чтобы сократить число скобок.

А теперь представьте ситуацию: вы вызубрили эту таблицу, написали выражение без единой скобки, а потом смотрите на это выражение через пару лет и пытаетесь в нем разобраться.

Вам захочется сказать: «Зачем я вообще этим занимался?!»

Большинство возможностей языка С похожи на эту таблицу: большие, страшные и бесполезные.

6. Командная разработка с помощью C

Язык С изначально создавался для разработки больших программных комплексов, поэтому в язык уже встроены средства организации командной работы. Это функционал заголовочных файлов (.h).

Для чего они нужны?

Если к разработке приступает команда разработчиков, то необходимо с самого начала дать каждому программисту фронт работ. Но возникает серьезная проблема: если функция, которую пишет Иванов, требуется Петрову, то Петров будет сидеть и ждать, пока Иванов ее напишет.

Тут на помощь приходит изоляция кода. Для начала работы Иванову нужно только записать интерфейс будущей функции в заголовочном файле. А реализацию функции сделать пока пустой. Это называется «поставить заглушку».

Так как в С имеет значение только вход и выход, то Петров может тут же приступать к работе и вызывать функцию Иванова. Таким образом вся команда может приступать к работе незамедлительно.

Каркас будущей программы можно создать очень быстро, а потом постепенно реализовать весь функционал.

7. Иерархия структур данных в С

Иерархия структур данных — это одна из самых мощных возможностей языка C. В языке С можно с легкостью создавать любые, сколько угодно сложные структуры данных.

К сожалению, произошла путаница в терминологии. Раньше программными объектами назывались любые конструкции в языке программирования. Но с появлением языка C++ стали называть объектами экземпляры классов.

Хотя в языке С объектами изначально назывались структуры данных.

Поэтому для избежания путаницы будем называть эти структуры объектами данных.

Рассмотрим фрагмент иерархии объектов данных библиотеки GTK+

Как вы видите весь оконный интерфейс представлен в виде иерархии объектов данных, что позволяет легко и быстро работать как с любым конечным объектом, так и с любым вышестоящим объектом.

Подобная иерархия реализована в библиотеке Win32API для программирования под Windows, и во многих других программных системах.

8. Сильное абстрагирование в С

Функциональный принцип в сочетании с иерархией структур данных позволяет очень быстро создавать любые абстракции. Именно поэтому на языке С написаны множество других языков программирования.

В качестве основного инструмента абстрагирования в языке С применяются библиотеки. Например, в самом языке нет команд работы с графикой. Но программист может подключить любую графическую библиотеку (например, Cairo) и обращаться к ее функциям и объектам данных, так же легко, как и к любым функциям и структурам данных, написанных на языке C.

Уровень абстракции ничем не ограничен. Так, если программисту нужно написать оконный интерфейс для Windows, то достаточно добавить строчку:

Для чего нужен язык C#

Вы навер­ня­ка слы­ша­ли о язы­ках про­грам­ми­ро­ва­ния, кото­рые начи­на­ют­ся на «Си»: про­сто «Си», «Си плюс плюс» и «Си шарп». Сей­час хоро­шее вре­мя, что­бы разо­брать­ся, что к чему.

Главное

• C# — язык про­грам­ми­ро­ва­ния, кото­рый ком­па­ния Мик­ро­софт изна­чаль­но дела­ла для сво­их про­ек­тов.
• Назва­ние чита­ет­ся как «си-шарп».
• Мно­гие дума­ют, что это отдель­ная вер­сия язы­ка С, но на самом деле нет. В C# дей­стви­тель­но есть мно­го кон­струк­ций, похо­жих на С и С++, но точ­но так же в нём мож­но най­ти эле­мен­ты Пас­ка­ля и Java. Это не раз­ви­тие линей­ки С, а новый язык, создан­ный с нуля.
• C# — объектно-ориентированный язык, а зна­чит, вся тео­рия про клас­сы, объ­ек­ты и насле­до­ва­ния рабо­та­ет и в нём, но с неко­то­ры­ми ого­вор­ка­ми.
• Спрос на про­грам­ми­стов C# не шкваль­ный, этот язык слож­но назвать мод­ным в 2020 году. Но на нём мож­но делать всё, что нуж­но в 2020-м: от игр и при­ло­же­ний до веб-сервисов.
• Осо­бен­но хоро­шо он соче­та­ет­ся с эко­си­сте­мой Microsoft.

Игры на DirectX

DirectX — набор ком­по­нен­тов, кото­рые исполь­зу­ют­ся для про­грам­ми­ро­ва­ния трёх­мер­ной гра­фи­ки и рабо­ты со зву­ком и видео. С помо­щью C# мож­но лег­ко под­клю­чить­ся к DirectX и напи­сать свой трёх­мер­ный шутер или любую дру­гую игру. Тех­ни­че­ски это выгля­дит так: C# отве­ча­ет за логи­ку и пове­де­ние игры, а DirectX — за гра­фи­ку и зву­ко­вое сопро­вож­де­ние.

Игры на Unity

Unity — это дви­жок для созда­ния дву­мер­ных и трёх­мер­ных игр. Он берёт на себя физи­ку, гра­фи­ку и мно­гие слу­жеб­ные шту­ки, что­бы вы мог­ли сосре­до­то­чить­ся на кон­тен­те и сце­на­рии игры. Всё бы хоро­шо, но без про­грам­ми­ро­ва­ния в Unity всё рав­но не полу­чит­ся, и быва­лые раз­ра­бот­чи­ки реко­мен­ду­ют для Unity выби­рать имен­но C#. Есть и дру­гие вари­ан­ты, напри­мер, соб­ствен­ный язык UnityScript или JavaScript.

Машинное обучение

Так как C# — это про­ект Мик­ро­соф­та, то у него всё в поряд­ке с под­держ­кой и с биб­лио­те­ка­ми. В мире C# биб­лио­те­ки есть прак­ти­че­ски для все­го, в том чис­ле и для рабо­ты с ней­ро­се­тя­ми и машин­ным обу­че­ни­ем — ML.NET.

Это зна­чит, что вы може­те исполь­зо­вать все воз­мож­но­сти ней­ро­нок в при­ло­же­ни­ях и объ­еди­нять их с помо­щью одно­го и того же язы­ка про­грам­ми­ро­ва­ния. А так как C# — муль­ти­плат­фор­мен­ный язык, то машин­ное обу­че­ние мож­но встро­ить прак­ти­че­ски во что угод­но, от мобиль­ных при­ло­же­ний до носи­мой элек­тро­ни­ки.

Игры и программы для разных мобильных платформ

Что­бы один и тот же C#-код рабо­тал на раз­ных плат­фор­мах, исполь­зу­ют Mono и Xamarin — про­дук­ты для кросс-платформенной раз­ра­бот­ки под раз­ные опе­ра­ци­он­ные плат­фор­мы.

1. Вы пише­те про­грам­му для одной плат­фор­мы, напри­мер Windows.
2. Берё­те Mono, загру­жа­е­те туда свой код и выби­ра­е­те новую плат­фор­му — напри­мер iOS.
3. Mono смот­рит и гово­рит — вот тут нуж­но под­клю­чить дру­гую биб­лио­те­ку, вот здесь немно­го пере­пи­сать код, а это место вооб­ще мож­но уда­лить и напи­сать зано­во, что­бы всё рабо­та­ло.
4. В ито­ге про­грам­мист не пишет софт с нуля для каж­дой опе­ра­ци­он­ной систе­мы, а пра­вит его так, что­бы он соот­вет­ство­вал её тре­бо­ва­ни­ям.
5. Это сокра­ща­ет вре­мя раз­ра­бот­ки в несколь­ко раз, пото­му что осно­ва кода одна и та же, а раз­ни­ца толь­ко в дета­лях.

Программы и сервисы для веба

C# мож­но исполь­зо­вать для созда­ния веб-приложений. Рабо­та­ет так:

1. У вас есть компьютер-сервер, на кото­ром рабо­та­ет сер­вер­ный софт Microsoft.
2. Сер­вер­ный софт уме­ет испол­нять код на несколь­ких язы­ках, сре­ди них — C#.
3. Где-то из интер­не­та в этот сер­вер при­ле­та­ет запрос, напри­мер «выдай мне глав­ную стра­ни­цу».
4. Сер­вер­ный софт ком­по­ну­ет веб-страницу и пуля­ет обрат­но поль­зо­ва­те­лю. Как и из чего ком­по­ну­ет­ся эта стра­ни­ца — это и есть то, что нуж­но раз­ра­бо­тать в веб-приложении.

Тео­ре­ти­че­ски вы може­те напи­сать при­ло­же­ние для п. 2 на любом язы­ке, кото­рый под­дер­жи­ва­ет сер­вер­ные реше­ния Microsoft, в неко­то­рых слу­ча­ях это может быть и PHP. Но экс­пер­ты гово­рят, что для соф­та Microsoft есть смысл писать на их язы­ке C#.

Сра­зу ска­жем: в боль­шин­стве быто­вых и люби­тель­ских про­ек­тов вам будет доста­точ­но даже не при­ло­же­ния на C# (или Python, Ruby или PHP), а уже гото­во­го реше­ния. Напри­мер, если нужен блог, луч­ше запу­стить его на хостин­ге WordPress и про­сто начать им поль­зо­вать­ся. Это не самый быст­рый софт и не самый гиб­кий, но его запуск зай­мёт у вас 15 минут, а не 15 недель.

А вот на слож­ных высо­ко­на­гру­жен­ных сай­тах WordPress уже не потя­нет — нуж­ны дру­гие тех­но­ло­гии. И тут уже тре­бу­ют­ся глу­бо­кие зна­ния: на одном желе­зе и с одним сте­ком тех­но­ло­гий луч­ше все­го будет рабо­тать C#, на дру­гом — PHP, на тре­тьем — Ruby и т. д.

Обзор и описание языка программирования Си

Си — язык программирования общего назначения, который очень известен своей эффективностью, экономичностью ресурсов и переносимостью на других программные платформы. Все эти преимущества обеспечивают качество разработки программного обеспечения, их быстроту и сравнительно небольшой размер. Программы написанные на Си по скорости работы можно даже сравнить с программами написанными на языке ассемблера.

Несмотря на то, что Си не включает в себя встроенные компоненты по работе с вводом-выводом, распределению памяти, управлению процессами, его системное окружение позволяет подключать объектные модули с такими функциями. Этого вполне достаточно, чтобы разрабатывать программное обеспечение абсолютно любого уровня, как небольшие программы, так и комплекс сложных программных систем.

Языковые особенности Си позволяют делать программы независимыми операционной системы или платформы.

Наиболее важными особенностями языка программирования Си являются:

• обеспечение полного набора операторов структурного программирования
• большой набор операций, в том числе операции прямой трансляции в машинный код
• поддержка указателей на переменные и функции

Указатели в Си позволяют создавать указатели и ссылаться на объекты таким же путем, как это делает компьютер. Арифметика указателей осуществляет доступ и манипуляции с адресами памяти. Си имеет препроцессор для обработки текстовых файлов перед компиляцией. Препроцессор может быть использован для любых текстовых файлов.

Таким образом, Си это гибкий язык программирования, позволяющий писать качественные программные продукты с высокой скоростью работы.

Синтаксис

В программах написанных на Си используются множество символов и множество представимых символов. Множество символов — это буквы, цифры, знаки пунктуации. Комбинирование этих символов создают конструкции языка. Множество представимых символов — это подмножество множества символов, состоящее из всех букв, цифр, символов которые можно представить как графически отдельные символы.

Программный код на Си может содержать только символы которые определены для множества символов. Лишь только комментарии, символьные константы и строковые литералы могут содержать любой символ. Другие, неверно используемые символы означают ошибку для компилятора Си, о чем он будет выводить сообщать.

Буквы и цифры

Множество символов Си включает в себя малые и большие буквы английского алфавита и 10 арабских цифр:

• большие английские буквы: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T U V W X Y Z
• малые английские буквы: a b c d e f g h i j k l m n o p q r t u v w x y z
• десятичные арабские цифры: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Цифры и буквы используются для наименования ключевых слов, констант, идентификаторов.

Символы пробела

Язык Си включает пробельные символы — пробелы, перевод строки, табуляцию, новую страницу, возврат каретки, вертикальную табуляцию, новую строку. Пробельные символы разделяют символы программного кода друг от друга.

Специальные символы и знаки пунктуации

Специальные символы и знаки пунктуации в Си используются для выполнения совершенно различных задач. Они могут использоваться в строковых литералах, комментариях, константах.

ESC-последовательности

ESC-последовательности — специальные символьные комбинации, представляющие собой пробельные символы и неграфические символы в строках. Они используются для таких действий, как возврат каретки и табуляции и т.п.

Операции

Операции в Си как и в любом другом языке программирования представляют комбинации символов для работы с разными величинами.

• Логическое НЕ: !
• Побитовое дополнение: