การใช้งานภาษาซี
การเขียนโปรแกรมระบบเป็นการใช้งานหลักของภาษาซี
ซึ่งรวมไปถึงการพัฒนาระบบปฏิบัติการและโปรแกรมประยุกต์ระบบฝังตัว
เนื่องจากลักษณะเฉพาะอันเป็นที่ต้องการถูกรวมเข้าไว้ด้วยกัน อย่างเช่น
ความสามารถในเคลื่อนย้ายได้กับประสิทธิภาพของรหัสต้นฉบับ
ความสามารถในการเข้าถึงที่อยู่ของฮาร์ดแวร์ที่ระบุ ความสามารถเรื่อง type punning
เพื่อให้เข้ากับความต้องการการเข้าถึงข้อมูลที่กำหนดไว้จากภายนอก
และความต้องการทรัพยากรระบบขณะทำงานต่ำ ภาษาซีสามารถใช้เขียนโปรแกรมเว็บไซต์โดยใช้ซีจีไอเป็น "เกตเวย์"
เพื่อแลกเปลี่ยนสารสนเทศระหว่างเว็บแอปพลิเคชัน เซิร์ฟเวอร์ และเบราว์เซอร์ [10]
ปัจจัยบางอย่างที่ทำให้เลือกภาษาซีแทนที่จะเป็นภาษาอินเทอร์พรีตเตอร์ คือความเร็ว
เสถียรภาพ และความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของการดำเนินงาน
เนื่องจากเป็นธรรมชาติของภาษาคอมไพเลอร์ [11]
ผลจากการยอมรับในระดับกว้างขวางและประสิทธิภาพของภาษาซี
ทำให้ตัวแปลโปรแกรม ตัวแปลคำสั่ง ไลบรารีต่าง ๆ ของภาษาอื่น
มักพัฒนาขึ้นด้วยภาษาซี ตัวอย่างเช่น ตัวแปลโปรแกรมภาษาไอเฟลหลายโปรแกรมส่งข้อมูลออกเป็นรหัสภาษาซีเป็นภาษากลาง
เพื่อส่งต่อให้ตัวแปลโปรแกรมภาษาซีต่อไป การพัฒนาสายหลักของภาษาไพทอน ภาษาเพิร์ล 5 และภาษาพีเอชพี ทั้งหมดถูกเขียนขึ้นด้วยภาษาซี
ภาษาซีมีประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์เพื่องานคำนวณและวิทยาศาสตร์
เนื่องจากความสิ้นเปลืองต่ำ ธรรมชาติของภาษาระดับต่ำ ธรรมชาติของภาษาที่ถูกแปล
และมีส่วนคณิตศาสตร์ที่ดีในไลบรารีมาตรฐาน ตัวอย่างของการใช้ภาษาซีในงานคำนวณและวิทยาศาสตร์
เช่นจีเอ็มพี ไลบรารีวิทยาศาสตร์ของกนู แมเทอแมติกา แมตแล็บ และแซส
ภาษาซีบางครั้งใช้เป็นภาษาระหว่างกลางในการทำให้เกิดผลของภาษาอื่น
แนวคิดนี้อาจใช้เพื่อความสะดวกต่อการเคลื่อนย้าย โดยให้ภาษาซีเป็นภาษาระหว่างกลาง
ซึ่งไม่จำเป็นต้องพัฒนาตัวสร้างรหัสแบบเจาะจงเครื่อง
ตัวแปลโปรแกรมที่ใช้ภาษาซีในทางนี้เช่น บิตซี แกมบิต จีเอชซี สควีก และวาลา เป็นต้น
อย่างไรก็ตามภาษาซีถูกออกแบบมาเพื่อเป็นภาษาเขียนโปรแกรม
ไม่ใช่ภาษาเป้าหมายของตัวแปลโปรแกรม
จึงเหมาะสมน้อยกว่าสำหรับการใช้เป็นภาษาระหว่างกลาง ด้วยเหตุผลนี้นำไปสู่การพัฒนาภาษาระหว่างกลางที่มีพื้นฐานบนภาษาซีเช่น
ภาษาซีไมนัสไมนัส
ผู้ใช้ขั้นปลายใช้ภาษาซีอย่างแพร่หลายเพื่อสร้างแอปพลิเคชันของผู้ใช้เอง
แต่เมื่อแอปพลิเคชันใหญ่ขึ้น
การพัฒนาเช่นนั้นมักจะย้ายไปทำในภาษาอื่นที่พัฒนามาด้วยกัน เช่นภาษาซีพลัสพลัส
ภาษาซีชาร์ป ภาษาวิชวลเบสิก เป็นต้น
วากยสัมพันธ์
รหัสต้นฉบับของภาษาซีมีรูปแบบอิสระ
ซึ่งสามารถใช้อักขระช่องว่างเท่าใดก็ได้ในรหัส
มากกว่าที่จะถูกจำกัดด้วยคอลัมน์หรือบรรทัดข้อความอย่างภาษาฟอร์แทรน 77
ข้อความหมายเหตุจะปรากฏระหว่างตัวคั่น /* และ */ (แบบดั้งเดิม) หรือตามหลัง // จนกว่าจะจบบรรทัด (ภาษาซี99
เป็นต้นไป)
รหัสต้นฉบับแต่ละไฟล์ประกอบด้วยการประกาศและการนิยามฟังก์ชันต่าง
ๆ และการนิยามฟังก์ชันก็ประกอบด้วยการประกาศและข้อความสั่งต่าง ๆ ภายในอีกด้วย
การประกาศอาจกำหนดชนิดข้อมูลใหม่โดยใช้คำหลักเช่น struct, union และ enum
หรือกำหนดค่าของชนิดข้อมูลและอาจสงวนเนื้อที่สำรองให้กับตัวแปรใหม่
โดยการเขียนชื่อของชนิดข้อมูลตามด้วยชื่อตัวแปร คำหลักอาทิ char
และ int เป็นชนิดข้อมูลพื้นฐานที่มากับภาษา ส่วนต่าง ๆ
ของรหัสถูกคลุมด้วยวงเล็บปีกกา { กับ }
เพื่อจำกัดขอบเขตของการประกาศ
และเพื่อกระทำเสมือนข้อความสั่งเดียวสำหรับโครงสร้างการควบคุม
ภาษาซีใช้ ข้อความสั่ง (statement)
ในการระบุการกระทำเช่นเดียวกับภาษาเชิงคำสั่งอื่น
ข้อความสั่งที่สามัญที่สุดคือ ข้อความสั่งนิพจน์ (expression
statement) ซึ่งประกอบด้วยนิพจน์ที่จะถูกนำไปประเมินค่า ตามด้วยอัฒภาค ; จากผลข้างเคียงของการประเมินค่า
ฟังก์ชันหลายฟังก์ชันอาจถูกเรียกใช้และตัวแปรหลายตัวอาจถูกกำหนดค่าใหม่
ภาษาซีได้เตรียมข้อความสั่งสำหรับควบคุมการไหลของโปรแกรมไว้หลายข้อความซึ่งดูได้จากคำสงวนต่าง
ๆ ตัวอย่างเช่น การใช้ if-else เพื่อการทำงานแบบมีเงื่อนไข และการใช้ do-while, while และ for เพื่อการทำงานแบบวนรอบ
เพื่อปรับเปลี่ยนการทำงานอันเป็นลำดับปกติ
เป็นสิ่งที่รองรับสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง สำหรับข้อความสั่ง for
นั้นมีนิพจน์ของการกำหนดค่าเริ่มต้น การทดสอบเงื่อนไข
และการกำหนดค่ารอบใหม่ทั้งสามอย่างในตัวเอง ซึ่งสามารถละเว้นนิพจน์ใดก็ได้
ข้อความสั่ง break และ continue สามารถใช้ภายในการทำงานแบบวนรอบ เพื่อหยุดการวนรอบ
หรือข้ามไปยังการกำหนดค่ารอบใหม่ทันทีตามลำดับ
นอกจากนี้ยังมีข้อความสั่งที่ไม่เป็นเชิงโครงสร้างคือ goto ซึ่งจะทำให้การไหลของโปรแกรมข้ามไปยังป้าย (label) ที่ตั้งชื่อไว้ทันทีภายในฟังก์ชัน
ข้อความสั่ง switch และ case
ใช้สำหรับพิจารณาทางเลือกของการทำงานโดยพิจารณานิพจน์ที่เป็นจำนวนเต็ม
นิพจน์ต่าง ๆ สามารถใช้ตัวดำเนินการที่มีมากับภาษาได้หลากหลาย
(ดูด้านล่าง) และอาจมีการเรียกใช้ฟังก์ชัน
อาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชันและตัวถูกดำเนินการของตัวดำเนินการส่วนใหญ่ที่จะถูกประเมินค่านั้นไม่มีการระบุลำดับ
การประเมินค่าจึงอาจแทรกซ้อนกันก็ได้ อย่างไรก็ตามผลกระทบที่เกิดขึ้นทั้งหมด
(รวมทั้งที่เก็บข้อมูลตัวแปร) จะปรากฏก่อน จุดลำดับ (sequence point) ถัดไป
จุดลำดับนั้นคือจุดสิ้นสุดของข้อความสั่งของแต่ละนิพจน์
และจุดที่เข้าและออกจากการเรียกใช้ฟังก์ชัน
จุดลำดับก็ยังเกิดขึ้นระหว่างการประเมินค่านิพจน์ที่มีตัวดำเนินการบางชนิด (เช่น &&, ||, ?: และตัวดำเนินการจุลภาค)
สิ่งนี้ทำให้การปรับแต่งรหัสจุดหมายให้เหมาะสมทำได้ในระดับสูง
ซึ่งไม่จำเป็นต้องให้โปรแกรมเมอร์ภาษาซีใส่ใจมากนักเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้
ในขณะที่จำเป็นสำหรับภาษาโปรแกรมอื่น
ถึงแม้ว่าวากยสัมพันธ์ของภาษาซีจะถูกเลียนแบบโดยภาษาอื่นหลายภาษาเพราะว่าความเคยชินอย่างกว้างขวาง
แต่ก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์บ่อยครั้ง ตัวอย่างเช่น
เคอร์นิกันและริตชีได้กล่าวในบทนำของ เดอะซีโปรแกรมมิงแลงกวิจ ไว้ว่า
"ภาษาซีก็มีตำหนิของมันเหมือนภาษาอื่นใด
ตัวดำเนินการบางตัวมีสิทธิการทำก่อนที่ผิด
วากยสัมพันธ์บางส่วนสามารถทำให้ดีกว่านี้"
ปัญหาเฉพาะบางอย่างที่ควรหมายเหตุไว้มีดังนี้
·
ไม่มีการตรวจสอบจำนวนและชนิดของอาร์กิวเมนต์
เมื่อการประกาศฟังก์ชันมีรายการพารามิเตอร์ว่าง (สิ่งนี้เพื่อความเข้ากันได้ย้อนหลังกับภาษาเคแอนด์อาร์ซี
ซึ่งไม่มีโพรโทไทป์)
·
ทางเลือกที่น่าสงสัยของสิทธิการทำก่อนของตัวดำเนินการ
ดังที่กล่าวถึงโดยเคอร์นิกันและริตชีข้างต้น เช่น == ที่วางอยู่ติดกับ &
และ | ในนิพจน์ดังตัวอย่าง x & 1 == 0 ตัวดำเนินการ == จะทำก่อนซึ่งไม่ใช่ผลที่คาดไว้ จำเป็นต้องใส่วงเล็บเพิ่ม (x & 1) == 0 เพื่อให้ &
ทำก่อนตามต้องการ
·
ตัวดำเนินการ
=
ซึ่งใช้แสดงภาวะเท่ากันในคณิตศาสตร์ แต่ในภาษาซีใช้เพื่อการกำหนดค่าของตัวแปร
โดยใช้ตามแบบที่มีอยู่ก่อนในภาษาฟอร์แทรน ภาษาพีแอล/วัน และภาษาเบสิก
ไม่เหมือนภาษาอัลกอลและภาษาต่อยอดของมัน
ริตชีตั้งใจเลือกรูปแบบนี้ด้วยเหตุผลหลักว่า
อาร์กิวเมนต์ของการกำหนดค่าเกิดขึ้นบ่อยกว่าการเปรียบเทียบ
·
ความคล้ายกันของตัวดำเนินการกำหนดค่าและการเปรียบเทียบภาวะเท่ากัน
(=
และ ==)
ทำให้เกิดความผิดพลาดจากการใช้เครื่องหมายผิดได้ง่าย
ในหลายกรณีเครื่องหมายถูกใช้ในบริบทของอีกอันหนึ่งโดยไม่มีความผิดพลาดขณะแปล
(แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมปกติจะสร้างข้อความเตือนขึ้นมา) ตัวอย่างเช่น
นิพจน์เงื่อนไขภายใน if (a =
b) จะเป็นจริงถ้า a
มีค่าไม่เป็นศูนย์หลังจากการกำหนดค่า [12]
อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องนี้อาจมีประโยชน์สำหรับการเขียนรหัสอย่างย่อในบางกรณี
·
การขาดตัวดำเนินการเติมกลางสำหรับวัตถุซับซ้อนหลายชนิด
โดยเฉพาะการดำเนินการสายอักขระ
ทำให้โปรแกรมที่ขึ้นอยู่กับการดำเนินการเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าที่ควรเป็น
(เพราะต้องสร้างฟังก์ชันขึ้นเอง) และทำให้รหัสอ่านยากขึ้นด้วย
·
รูปแบบของการประกาศที่บางครั้งไม่เป็นไปตามสามัญสำนึก
โดยเฉพาะตัวชี้ฟังก์ชัน
(แนวคิดของริตชีคือการประกาศตัวระบุในบริบทที่สัมพันธ์กับการใช้งานของมัน)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น