从没有C到ANSI C的认识

    1965年时，贝尔实验室（Bell Labs）加入一项由通用电气（General Electric）和麻省理工学院（MIT）合作的计划；该计划要建立一套多使用者、多任务、多层次（multi－user、multi－processor、multi－level）的MULTICS操作系统。直到1969年，因MULTICS计划的工作进度太慢，该计划被停了下来。当时，Ken Thompson（后被称为UNIX之父）已经有一个称为"星际旅行"的程序在GE－635的机器上跑，但是反应非常慢，正巧被他发现了一部被闲置的PDP－7（Digital的主机），Ken Thompson和Dernis Ritchie就将"星际旅行"的程序移植到PDP－7上，并为此编写了一个操作系统。

      在1970年时，那部PDP－7却只能支持两个使用者，当时，Brian Kernighan就开玩笑地称他们的系统其实是："UNiplexed Information and Computing System"，即复杂信息系统，缩写为"UNICS"，后来，大家取其谐音，就称其为"UNIX"了。1970年可称为"UNIX元年"。由于该系统是用汇编实现的，难以调试，难以理解，Thompson想用一些高级语言实现UNIX，他在Fortran语言上尝试了几次后，最后简化了BCPL语言，创建出B语言。然而，B语言由于硬件系统的内存限制，只能在内存中放置解释器，而不是编译器，这种限制产生的低效阻碍了B语言编写UNIX系统。Thompson在B语言中发明了++，--操作，但是B语言保持了BCPL的语言无类型的特点，所以当1972年开发平台转移到PDP-11上后，由于该处理器的特色即为硬件支持几种不同长度的数据类型，而B语言又是无类型语言。因此，效率便是一个问题，且Thompson又不得不在PDP-11上重新编写UNIX系统。同年Dennis Ritche利用PDP--11强大的性能，创立了能同时解决多种数据类型和效率的New B语言。它采用了编译模式，而不是解释模式，并引入了类型系统。从此诞生了C。

     增加类型系统主要目的是帮助编译器设计者区分PDP-11机器所拥有的不同数据类型，不仅如此，由于早期C语言的客户都是编译器设计者，因此，为了方便编译器设计者而增加了语言特性，除了类型系统，还有例如数组下标，基本数据类型直接与底层硬件相对应，auto关键字，表达式中的数组名可当做指针，register关键字，不允许函数嵌套定义等特性。

     还有个语言特性，也是为编译器设计者而增加的，那就是float自动扩展为double类型，但ANSIC中已不在如此。因为pdp-11中，float转换double的代价非常小，只要在后面增加一个每位都为0的字即可，如果要转换回float，则去掉第二个字即可，其次，在某些pdp-11的浮点硬件表示形式中有一个运算模式位，你可以只进行float运算，也可以只进行double运算，但如果要在这两个模式中切换，则要修改该模式位，在早期的UNIX中float用的不是太多，所以运算模式固定为double比较方便，省的编译器还要跟踪它的变化。

    1978年，C语言经典名著The C Programming Language出版，这本书受到了广泛的赞誉，作者Brian Kernighan和Dennis Ritchie也因此名声大噪，所以这个版本的C语言就成为K&R C语言。

     1983年美国国家标准化组织ANSI 成立了C语言工作小组，开始C语言标准化工作，1989年12月，C语言标准化草案最终被ANSI委员会接纳，随后ISO也接纳了ANSI C标准，但她删除了Rationale一节，并调整了文档格式，1990年初，ANSI重新接纳了ISO C，同样删除了Rationale，取代了原先的版本，因此从原则上说，ANSIC是ISOC，也是我们今天所说的ISO C。ANSIC定义了下面一些术语，用于描述某种编译器的特点。理解这些术语有助于你理解什么东西能被语言所接收，什么东西不能被语言接收。

A.设计不可移植代码的术语：

1.由编译器定义的，即有编译器设计者觉得采取何种行动，并做好记录文档。

2.未确定的，在某些正确情况下的做法，标准并未明确规定应该怎么样做。

B.坏代码

1.未定义的，在某些不正确情况下的做法，标准并未明确规定应该怎么样做。

2.约束条件，

C.可移植的代码

1.严格遵循标准的。

一个严格遵循标准的程序应该是：

只使用已确定的特性

不突破任何由编译器实现的限制

不产生任何依赖由编译器定义的或未确定的或未定义的特性的输出

2.遵循标准的。

关于编译原理和ANSIC，以后一定拜读。。。

ANSI C必须能够支持：

1.在函数定义中形参数量的上限至少可以达到31个

2.在函数调用时实参数量的上限至少可以达到31个

3.在一条源代码行里至少可以有509个字符

4.在表达式中至少可以支持32层嵌套的符号

5.long 型整数不得低于32位。

ANSIC 和K & R C区别有：

    增加了原型：把形参作为函数声明的一部分。方便编译器根据函数定义检查函数用法、在K &R C中，原型的检查被推迟到链接时，或者干脆不检查。

    增加新的关键字：加入了enum，const，volatile，signed，void等关键字，而entry则弃之不用。

    安静的改变：悄悄修改了原来某些语言特性，例如下面说的寻常算数转换。

    最后一条，就是除上面区别外的所有区别。

 

这里有个例子，感觉蛮好，说的是const限定符的问题。

首先：

void foo(const char *p)
{}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
 char *pArray;
 char Array[10];
 pArray = Array;
 foo(pArray);

 return 0;
}这种情况下，程序正确运行。但是当形参修改为二级指针时，程序便报错。如下：

void foo(const char **p)
{}

.......

 foo(&pArray);

 error C2664: “foo”: 不能将参数 1 从“char **”转换为“const char **”

理由如下：

在ANSI C标准中，函数的传参过程类似于赋值，那么，要是赋值操作合法，则必须满足如下条件：

每个实参都应该具有自己的类型，这样它的值就可以赋值给与它所对应的形参类型的对象（该对象的类型不能含有限定符）。

两个操作数都是指向有限定符或者无限定符的相容类型的指针，左边指针所指向的类型必须具有右边指针所指向的全部限定符。也就是说，左边的限定符要比右边的严格。因此：

char *cp;

const char *cpp;

cpp = cp;

这里，cpp，cp都是指向char类型数据的指针。加限定符表示cpp指向的是一个const限定的char数据，也就是说，对于操作数cpp,cp来讲，他们都是无限定符的，都是char类型的指针，这是相容的。同时，左边cpp所指向的类型有const限定符，比右边（无）严格，所以，这种传参是可以的。

然而：

char **cp;

const char **cpp;

cpp = cp;

此时cp指向一个char *指针的指针,cpp则是一个指向const char*的指针的指针，两者不是相容类型的指针。因此，不能传参。

 寻常算数转换

在K & R C中，

首先任何类型为char和short的操作数被转换成int,任何float的操作数被转换为double类型，

其次，如果其中一个操作数为double/long/unsigned类型，则另一个操作数被转换成double/long/unsigned类型，计算结果也是double/long/unsigned类型。

如果不符合上面几种情况，则操作数类型都是int,计算结果也是int.

ANSI C中，

首先，其中一个操作数类型是long double /double/float,则另外一个操作数也被转换成long double /double/float。

其他情况，则两个操作数执行整形升级，即char,short,int或者int类型位段，包括他们的有符号，或者无符号变形，以及枚举类型，如果int能够完整表示源类型的所有值，那么该源类型就转换成int,否则转换为unsigned int.也就是执行下面的规则：

其中一个是unsigned long int则另外一个转换为unsigned long int，如果其中一个是unsigned int,而另外一个是long int ,则如果long int 能够完整表示unsigned int 所有值，则unsigned int 被转换为long int，否则，两个操作数都转换为unsigned long int。

如果其中一个是long int / unsigned int ,则另外一个转换为long int / unsigned int,除此之外，都转换为int.

也就是说，ANSIC 的寻常算数转换，是指当执行算数运算时，操作数的类型如果不同，就会发生转换，数据类型一般朝着浮点精度更高，长度更长的方向转换，整型如果转换为signed不会丢失信息，则转换为signed，否则转换为unsigned。

K & R C所才采用的是无符号保留，即简单的规定，无符号数和有符号数混合运算时，结果类型时无符号数，这与硬件无关，它会使一个负数丢失符号位。

ANSIC 采用值保留原则，即取决于操作数的类型的相对大小。

多做之过：

所谓多做之过，就是语言中存在某些不应该存在的特性，包括容易出错的switch语句，相邻字符串常量的自动连接，缺陷全局范围。

关于switch语句

对于case可能出现的值，标准的C编译器应该支持一条switch语句至少257个case标签，它对case可能出现的值太过于纵容了，另外，它内部的任何语句都可以加上标签，并执行时跳转到哪里，这就有可能破坏程序流的结构化。

另外，switch语句的case标签，必须要加上break才可以终止跳出，如果全部不加break，就是fall through现象，实际中，97%的fall through的利用都是错误的。

关于缺陷的全局范围

即如果不添加static类型限定，默认情况的函数声明，是所有地方都可见的，您在其他外部引用时，加不加extern限定修饰，都是一样的。C语言对于信息可见性的选择很有限，一个符号，要吗所有人可见，要吗都不可见。

 关于相邻字符串常量的自动连接，这里有个例子：

char *ptr_rev[] = {

"string0",

"string1",

"string2"

"string3",

}

如上，string2和string3会自动连接，导致当修改ptr_rev[3]时，实际已经越界，修改了其他变量。顺便提一句，最后那个字符串末尾的逗号，并不是打字错误，而是从最早的的C语法中继承下来的东西，不管存在与否都没有什么意义。ANSIC对它的辩护理由是，称它使C语言在自动生成时，更加容易。实际上，这会使得代码的可读性变差了。

 误做之过：

这里涉及到运算符的重载，以及相关关键字的多重意义。另外，还有优先级问题等。这里要记住的一点是：

在优先级和结合性规则告诉你在哪些符号组成一个意群的同时，这些意群内部如何进行计算的次序始终是未定义的。如果编写程序时依赖这些意群的先后计算顺序，那就不是很好的编程风格。

结合性只用于表达式中出现两个以上相同优先级的操作符情况下，用于消除歧义。

对于大部分表达式里各个操作数计算的顺序是不确定的，它的目的是让编译器设计者选取最合适的方法来产生最快的代码，但&& || 等操作数的计算顺序是规定的，严格按照从左到右的顺序计算，当提前得到计算结果时，便结束剩余的计算。但是在函数调用时，各个参数的计算顺序是不确定的。