C语言的前世今生与后世

一、起源于ALGOL家族

IAL （ALGOL58）>>ALGOL60>>CPL>>BCPL>>B>>C>>C++>>类C语言类

ALGOL是算法语言（ALGOrithmic Language）的简称，是在计算机发展史上首批清晰定义的高级语言，由欧美计算机学家合力所组成的联席大会于仍是晶体管计算机流行的1950年代所开发。

国际计算机学会(ACM)将ALGOL模式列为算法描述的标准，启发ALGOL类现代语言Pascal、Ada、C语言等出现。

由于ALGOL语句和普通语言表达式接近，更适于数值计算，所以ALGOL多用于科学计算机 [1-2]  。

ALGOL 58

1958年，ACM小组（美国计算机协会）和以当时联邦德国的应用数学和力学协会（GAMM）在苏黎世把他们关于算法表示法的建议综合为一，是一种编程语言，被命名为IAL（国际代数语言，International Algebraic Language），后来改称Algol 58。ALGOL家族的第一个成员。

ALGOL 60

图灵奖获得者：艾伦.佩利（Alan J.Perlis）在巴黎举行的有全世界一流软件专家参加的讨论会上，发表了"算法语言Algol 60报告"，确定了程序设计语言Algol 60。Algol60语言的第一个编译器由Edsger W. Dijkstra来实现。1962年，艾伦。佩利又对Algol 60进行了修正。

Algol 60引进了许多新的概念如：局部性概念、动态、递归、巴科斯-诺尔范式BNF（Backus-Naur Form）等等。

Algol 60是程序设计语言发展史上的一个里程碑，它标志着程序设计语言成为一门独立的科学学科，并为后来软件自动化及软件可靠性的发展奠定了基础。

2006年3月1日，国际计算机协会（ACM）宣布彼得.诺尔为2005年A.M.图灵奖的获得者。这个奖项是由于诺尔在定义Algol 60这种程序设计语言方面的先驱性工作而颁发给他的。Algol 60是许多后来的程序设计语言，包括今天那些必不可少的软件工程工具的原型。

诺尔博士在1960年是具有极高影响的《算法语言Algol 60报告》的主编。这份报告的优雅、一致和连贯使他声名鹊起，并被认为是创造了这种算法语言的强大功能和简易性的重要贡献者。这份报告先驱性地使用了BNF范式（Bcakus-Naur-Form）用以定义程序设计语言的语法。BNF现在是定义一种计算机语言的标准方式。诺尔还因为他对于编译设计的贡献、以及在计算机程序设计方面的技巧与实践而受到表彰。

计算科学诞生的标志

2002年，前图灵奖得主Edsger Dijstra把Algol 60的发展描述为“一个绝对的奇迹”，标志着他所说的“计算科学”的诞生，因为Algol 60首次显示了自动计算能够并且应当成为学术关注的主题。 Algol 60的发展是一群极具天赋的人才的工作成果，其中包括几位以后的图灵奖获得者。

在Algol 60报告出版之前，计算机语言是通过说明性的使用手册和编译代码本身而非正式地定义。这个报告通过使用BNF来定义语法，并用精心选择的说明文字定义语义，从而简洁、有力而又清晰。17页长的Algol 60报告展示了对优雅清晰的语言的完美定义，这种语言可用于计算机之间交流，也可用于人类之间交流。这种语言精心地做到不依赖于任何特定的计算机的属性。这种新的语言对于编译程序作者是一个很大的挑战。诺尔博士继续和他人合著了《GIER Algol 编译程序》（丹麦开发的晶体管电子计算机被称为GIER），这是第一批能够完全准确地处理语言的强大过程机理的编译程序之一。

二、诞生历史

1、CPL语言，全称为Combined Programming Language，是基于ALGOL 60的高级语言。

1963年英国剑桥大学推出了CPL（Combined Programming Langurage）语言。CPL语言在ALGOL 60 的基础上接近硬件一些，但规模比较大，难以实现。1967年英国剑桥大学的 Matin Richards对CPL语言做了简化，推出了 BCPL （the Basic Combined Programming Language）语言。1970年美国贝尔实验室的 Ken Thompson 以 BCPL 语言为基础，又作了进一步的简化，设计出了很简单的而且很接近硬件的 B 语言（取BCPL的第一个字母），并用B语言写出了第一个 UNIX 操作系统。但 B 语言过于简单，功能有限。1972年至1973年间，贝尔实验室的 D.M.Ritchie 在 B 语言的基础上设计出了 C 语言（取BCPL的第二个字母）。C语言即保持 BCPL 语言和 B 语言的优点（精练、接近硬件），又克服了他们的缺点（过于简单，数据无类型等）。

下列是马丁查理斯的 BCPL distribution.

Printing factorials:

GET "libhdr"

LET start() = VALOF

{ FOR i = 1 TO 5 DO writef("fact(%n) = %i4*n", i, fact(i))

RESULTIS 0

}

AND fact(n) = n=0 -> 1, n*fact(n-1)

N个皇后问题：

N个皇后问题：

GET "libhdr"

GLOBAL { count:200; all:201 }

LET try(ld, row, rd) BE TEST row=all

THEN count := count + 1

ELSE { LET poss = all & ~(ld | row | rd)

UNTIL poss=0 DO

{ LET p = poss & -poss

poss := poss - p

try(ld+p << 1, row+p, rd+p >> 1)

}

}

LET start() = VALOF

{ all := 1

FOR i = 1 TO 12 DO

{ count := 0

try(0, 0, 0)

writef("Number of solutions to %i2-queens is %i5*n", i, count)

all := 2*all + 1

}

RESULTIS 0

}

2、Basic Combined Programming Language(BCPL),是一种早期的高级语言。1967年由剑桥大学的Matin Richards在同样由剑桥大学开发的CPL语言上改进而来。BCPL最早被用做牛津大学的OS6操作系统上面的开发工具。后来通过美国贝尔实验室的改进和推广成为了UNIX上的常用开发语言。

BCPL有些类似于Fortran，也是典型的面向过程的高级语言。BCPL的语法更加靠近机器本身，适合于开发精巧，高要求的应用程序，同时对编译器的要求也不高。BCPL也是最早使用库函数封装基本输入输出的语言之一，这使得他跨平台的移植性很好。BCPL的代码用小写字母书写，有别于同时代的BASIC和PASCAL。BCPL对于字符串的支持很差，这种缺点一直延续到了他的后代中，BCPL的内存管理也很糟糕，不过幸好在他的后代中这个缺点被改掉了。BCPL程序从一个主函数中开始，功能模块可以添加在各个函数中，函数支持嵌套和递归。

BCPL本身并没有被使用太长时间，这是因为他的后代们实在太强大了。1970年，贝尔实验室的Ken Thompson在BCPL的基础上改进出了B语言，用于书写UNIX。这个名字取自BCPL中的第一个字母。B语言使用的时间更短，因为三年后的1973年同样是贝尔实验室的D.M.RITCHIE将B语言进一步改进，并且取了BCPL中的第二个字母将其命名为C语言。而C语言和C++则在日后成为了最流行的高级语言。

3、B语言是贝尔实验室开发的一种通用的程序设计语言，它是于1969年前后由美国贝尔实验室的电脑科学家肯·汤普逊（Ken Thompson）在丹尼斯·利奇（Dennis Ritchie）的支持下设计出来。后来，丹尼斯·利奇以B语言为基础开发出C语言——目前世界上最常用的程序语言之一。自从被C语言取代之后，B语言几乎已遭弃置。

B语言是一种无类型语言，所有的数据都和机器字相对应，并且程序员可以直接通过内存地址操作内存。B语言最初在DEC的PDP-7和PDP-11小型机的早期Unix版本和Honeywell机器的GCOS系统上实现。

B语言的无类型特性使得其在PDP-11机器上无法以比较优雅的方式访问字符类型，因而从1971年开始，Dennis Ritchie开始对B语言进行改造，其中最重要的是引入了数据类型的概念，这些改造最终使B语言演化为了计算机发展历史上最为重要的编程语言——C语言。

时至今日，除了在一些古老的大型机或是特殊的嵌入式平台上，B语言已经芳踪难觅了。但B语言在编程语言发展历史上重要的承前启后的里程碑地位，却将永远为人们铭记。 [1] 

B语言是从BCPL系统中删减了汤普逊认为非必备的组件以便能运行在当时的小型计算机上而产生的。B语言还包括了汤普逊的一些个人偏好（主要在一些特定的程序中减少非空格字符的数量）。

和BCPL以及FORTH类似，B语言只有一种数据类型，计算机字。大部分操作将其作为整数对待（例如进行+、-、*、/操作），但其余操作将其作为一个复引用的内存地址。在许多方面B语言更像是一个早期版本的C语言，它还包括了一些库函数，其作用类似于C语言中的标准输入/输出函数库。

下面是来自Ken Thompson的B语言用户手册的例子：

/* The following function will print a non-negative number, n, to

the base b, where 2<=b<=10, This routine uses the fact that

in the ANSCII character set, the digits 0 to 9 have sequential

code values. */

printn(n,b) {

extrn putchar;

auto a;

if(a=n/b) /* assignment, not test for equality */

printn(a, b); /* recursive */

putchar(n%b + '0');

}