C語(yǔ)言程序運(yùn)行時(shí)要比其他語(yǔ)言編寫(xiě)的程序快得多，因?yàn)樗半x底層機(jī)器很近”，這個(gè)說(shuō)法正確嗎?

如果正確，那究竟是什么阻止了其他語(yǔ)言編寫(xiě)的程序和C語(yǔ)言程序一樣快呢?

C語(yǔ)言程序快是因?yàn)樗?jiǎn)單

編程語(yǔ)言其實(shí)就是程序員與機(jī)器溝通的一門(mén)“外語(yǔ)”，可以認(rèn)為編程語(yǔ)言是為程序員和機(jī)器服務(wù)的。事實(shí)上，在設(shè)計(jì)編程語(yǔ)言時(shí)，常常需要在一些問(wèn)題上取舍以尋求平衡，天平的兩端則分別是程序員和機(jī)器。

人類和計(jì)算機(jī)的思考方式是有很大差異的，因此如果某種編程語(yǔ)言偏向程序員，那么可能程序員寫(xiě)程序會(huì)很方便，但是最終得到的程序?qū)C(jī)器就不夠友好了，效率會(huì)有損失。例如 Python，JavaScript 等腳本語(yǔ)言。

相反，如果某種編程語(yǔ)言偏向機(jī)器，那么最終得到的程序效率會(huì)得到最大程度的提升，但是這樣的編程語(yǔ)言可能對(duì)于程序員就會(huì)不太友好，開(kāi)發(fā)效率會(huì)有所降低。這類編程語(yǔ)言以C語(yǔ)言，以及匯編語(yǔ)言為代表。

開(kāi)發(fā)效率會(huì)有所降低

C語(yǔ)言誕生時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)還不是很發(fā)達(dá)，這可能是影響“天平”平衡的一個(gè)重要因素。如今，新出現(xiàn)的一些編程語(yǔ)言通常都會(huì)更加“照顧”程序員，“垃圾回收”以及“動(dòng)態(tài)類型”等機(jī)制幾乎已經(jīng)成為標(biāo)配了。

原因也很簡(jiǎn)單，因?yàn)樵谌缃窨旃?jié)奏(快到“浮躁”)的社會(huì)，開(kāi)發(fā)效率低下的編程語(yǔ)言是無(wú)法得到廣泛發(fā)展的。

正如前文所說(shuō)，當(dāng)編程語(yǔ)言的“天平”向程序員傾斜時(shí)，最終得到的程序效率自然會(huì)有所降低。因?yàn)榫幊陶Z(yǔ)言要“照顧”程序員是要付出代價(jià)的——“垃圾回收”等機(jī)制本身也會(huì)消耗相當(dāng)一部分的計(jì)算機(jī)性能。雖然今天的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)大大發(fā)展，但是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力始終是有限的。

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力始終是有限的

而C語(yǔ)言也沒(méi)有這些額外的機(jī)制，自然最終C語(yǔ)言程序的運(yùn)行速度也會(huì)比別的語(yǔ)言程序高。當(dāng)然，這也意味著C語(yǔ)言程序員需要自己管理分配的內(nèi)存，自己避免內(nèi)存溢出、泄漏等問(wèn)題，還要自己處理變量的類型。

再來(lái)談?wù)凜語(yǔ)言

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)C語(yǔ)言時(shí)，更多考慮的是最終C程序的運(yùn)行效率，因此像下面這樣的幾種安全檢查，都要依賴程序員自己，C語(yǔ)言本身是不會(huì)檢查的：

數(shù)組的索引邊界未初始化的變量值內(nèi)存是否泄漏空指針的引用以數(shù)組的應(yīng)用為例，Java程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言會(huì)在虛擬機(jī)中進(jìn)行一些方法調(diào)用、綁定檢查以及其他的一些安全檢查。這是語(yǔ)言本身提供的服務(wù)，這些檢查隱藏在底層，對(duì)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的程序員是不可見(jiàn)的。但是這樣的安全檢查無(wú)疑對(duì)程序員是友好的，因?yàn)樗黾恿藨?yīng)用的安全性。

安全檢查無(wú)疑對(duì)程序員是友好的

而在C語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā)中，即使是一些非?，嵥榈氖虑橐惨绦騿T自己處理。例如在執(zhí)行 memcpy() 等內(nèi)存操作時(shí)，是不會(huì)檢查要復(fù)制的內(nèi)存區(qū)域是否有重疊的。

C語(yǔ)言的這些特性在有些程序員看來(lái)是缺陷，但其他一些程序員卻認(rèn)為這是一種靈活，能夠讓程序員具有更大的權(quán)限的管理機(jī)器，以及獲得計(jì)算機(jī)的每一點(diǎn)性能。

雖然C語(yǔ)言號(hào)稱是一種支持可移植程序開(kāi)發(fā)的編程語(yǔ)言，它的一些語(yǔ)法也盡力實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，但是C語(yǔ)言并不想強(qiáng)迫程序員以可移植的方式編寫(xiě)代碼，以防止C語(yǔ)言成為“高級(jí)匯編語(yǔ)言”，畢竟編寫(xiě)特定于機(jī)器的代碼是C語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)之一。

C語(yǔ)言作為一門(mén)古老的編程語(yǔ)言，其熱度卻始終沒(méi)有減少，自然的，C語(yǔ)言近些年也是得到很多發(fā)展和拓展的，從C89到C90，再到C99，C11標(biāo)準(zhǔn)。但是C語(yǔ)言始終沒(méi)有偏離它的基本精神：

相信程序員，盡量把控制權(quán)交給程序員。不阻止程序員做他想做的事，例如有時(shí)數(shù)組下標(biāo)為負(fù)也允許 arr[-1]。保持語(yǔ)言簡(jiǎn)潔。只提供一種操作方法。保持C語(yǔ)言程序的高效率，即使可能會(huì)與可移植性相悖。最后一句需要稍加解釋：生成高效的程序是C語(yǔ)言的最重要的優(yōu)點(diǎn)之一。為了確保看似非常簡(jiǎn)單的操作不會(huì)導(dǎo)致崩潰，C語(yǔ)言有時(shí)寧愿在通用抽象規(guī)則上做出讓步，這也是C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)中有許多“未定義”的規(guī)則。

C語(yǔ)言有時(shí)寧愿在通用抽象規(guī)則上做出讓

例如，short int，int， long int 整數(shù)類型究竟占用多少內(nèi)存空間，C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有給出確定的定義，這就意味著這幾種整數(shù)類型在不同的機(jī)器上占用內(nèi)存空間大小可能是不同的。再比如，雖然C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 char 類型占用一字節(jié)內(nèi)存空間，但是卻沒(méi)有定義其符號(hào)，也就是說(shuō) char 類型在有的機(jī)器上是有符號(hào)的，而在其他機(jī)器上可能是無(wú)符號(hào)的。

C語(yǔ)言的缺點(diǎn)

正如前文討論的，C語(yǔ)言的“天平”更加偏向機(jī)器，這使得C語(yǔ)言程序員的工作量增加不少。有一些 Java 程序員甚至說(shuō)：“C語(yǔ)言程序員花費(fèi)一個(gè)月開(kāi)發(fā)的程序運(yùn)行需要 0.05 秒，而我只需要一天就能開(kāi)發(fā)出這樣的程序，它運(yùn)行只需要 0.1 秒，所以，C語(yǔ)言快嗎?”

雖然略微夸張了一些，但是的確應(yīng)該考慮這樣的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，C語(yǔ)言程序本身的確會(huì)比其他編程語(yǔ)言程序快一些，但是有些項(xiàng)目的確不需要那么快，它們對(duì) deadline 的要求更加苛刻，這時(shí)可能C語(yǔ)言就不再那么合適了。

因此，C語(yǔ)言程序的效率的確高，但它是以犧牲程序員開(kāi)發(fā)效率換來(lái)的。這其實(shí)決定了它與其他編程語(yǔ)言的應(yīng)用領(lǐng)域，如果追求資源消耗以及效率的極致，那么C語(yǔ)言無(wú)疑是最佳的選擇。這個(gè)領(lǐng)域以嵌入式領(lǐng)域?yàn)榇?。如果?xiàng)目更多追求的是開(kāi)發(fā)效率，那么C語(yǔ)言顯然就不是合適的人選了。

歡迎在評(píng)論區(qū)一起討論，質(zhì)疑。

寫(xiě)在最后：對(duì)于準(zhǔn)備成為一名優(yōu)秀程序員的朋友，如果你想更好的提升你的編程核心能力，讓自己成為一個(gè)具有真材實(shí)料的厲害的程序員，不妨從現(xiàn)在開(kāi)始!C/C++，永不過(guò)時(shí)的編程語(yǔ)言~

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原文標(biāo)題：編程小知識(shí)：C語(yǔ)言程序?yàn)槭裁词切首羁斓?

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審核編輯：湯梓紅