زبان برنامه نویسی سی C

سرعت اجرای کد برنامه شما برای C یعنی همه چیز البته این بدان معنی نیست که سرعت برنامه نویسی برای شما افزایش میابد درواقع C برای اینکه برنامه شما را با تمام سرعت اجرا کند از تمام قابلیتهایی که به نوعی باعث میشود بتوان به برنامه شما SAFE گفت چشم پوشی کرده است

برای کسانی که از یک زبان سطح بالا مانند پاسکال یا بیسیک به سراغ سی میایند ممکن است جمله "این زبان سطح پایین است " برایشان چندان با معنی نباشد. حقیقتا زبان سی فقط مقداری از یک اسمبلر بیشتر دارد و البته به همراه تعدادی قابلیت سطح بالا ، در سی مانند اسمبلی همه چیز به عهده خودتان است.دلیلی که بخاطر آن سی هنوز وجود دارد سرعت آن است !

سرعت اجرای کد برنامه شما برای C یعنی همه چیز ! البته این بدان معنی نیست که سرعت برنامه نویسی برای شما افزایش میابد درواقع C برای اینکه برنامه شما را با تمام سرعت اجرا کند از تمام قابلیتهایی که به نوعی باعث میشود بتوان به برنامه شما SAFE گفت چشم پوشی کرده است .میتوان زبان C را به ماشین مسابقه ایی تشبیه کرد که کمربند ایمنی ندارد !

با این ماشین میتوان با حد اکثر سرعت حرکت کرد ولی اگر تصادفی رخ دهد... !C زبان برنامه نویسی سیستم است: ویندوز ۹۵ - ۹۶ - NT و UNIX نیز با کمک این زبان طراحی شده اند. اغلب هم دیده ایم که در این سیستم عاملها C اولین زبانی است که پشتیبانی میشود. یکی از مسائلی که شما احتمالا از آن خبر دارید آن است که اسمبلر Portable نیست . حتی آنجا که یک برنامه به زبان پاسکال بهتر عمل میکند برنامه نوشته شده با اسمبلر اجرا نمیشود. اگر بگوییم که C چیزی بیشتر از یک اسمبلر نیست پس باید بگوییم که اصلا Portable هم نیست ، اما این موضوع به شیوه طراحی C بر میگردد.

در این مورد زبان C طوری طراحی شده است که به هیچ عنوان مشکلی نخواهد داشت . البته منظور این نیست که برنامه ای که تحت داس با سی نوشته شده است تحت لینوکس هم کار خواهد کرد بلکه بحث در مورد سیستم سخت افزاری و پردازنده است.زبان C دارای یک شهرت ترسناک! به نام "Write Only" است .

این بدین معنی است که شما میتوانید کدی بنویسید که قابل خواندن و اجرا شدن نباشد (نه به این معنی که خطای کامپایل یا لینکر داشته باشد).تاریخچه زبان سی:- در سال ۱۹۷۲ توسط برایان کرناین ( Brian Kernighan ) و دنیس ریچی ( Dennis Ritchie ) در AT&T Bell Labs اختراع شد.- در سال ۱۹۸۳ موسسه استاندارد آمریکا شروع به استانهدارد سازی این زبان کرد.- در سال ۱۹۸۹ کار استاندارد سازی زبان سی توسط سازمان جهانی استاندارد ادامه ادامه پیدا کرد.- در سال ۱۹۹۰ کار استاندارد سازی به پایان رسید و امروزه آن را به نام C استاندارد می شناسیم.- هر چیزی قبل از این C را به نام K&R C می شناسیم.سی اولین بار توسط برایان کرناین و دنیس ریچی در شرکت AT&T اختراع شد .

موضوع از آنجا شروع شد که سعی کردند یک بازی به نام "asteroids" را بر روی مین فریم های شرکت AT&T اجرا کنند ولی متاسفانه کارایی مین فریم باعث شد که نتوانند آنچه را که میخواهند به اجرا در بیاورند.

بعد ها آنها با استفاده از قدرت کامپیوتر های ۳۸۶ و تقریبا کمک ۱۰۰ نفر کاربر متوجه شدند که به اندازه کافی کنترل بر روی فضانورد موجود در بازی ندارند. فضانوردها معمولا به محض اینکه از کنار یک سیاره رد میشدند از بین میرفتند!این قضیه تقریبا جنبه شخصی پیدا کرد تا اینکه آنها تصمیم به کد نویسی مجدد بازی بر روی یک سیستم DEC PDP-۷ که در شرکت بلا استفاده مانده بود ، گرفتند متاسفانه PDP-۷ هیچ سیستم عاملی نداشت بنابر این آنها یک سیستم عامل هم طراحی کردند.پروژه طراحی سیستم عامل آنقدر عظیم شد که عملا باعث فراموشی بازی astroids گردید .

بعدها تصمیم بر آن شد که این سیستم عامل را برای یک DEC PDP-۱۱ آماده کنند ولی این کار واقعا کار سخت و مشکلی بود چرا که تمام کد با دست و بدون کمک هرنوع اسمبلری به زبان ماشین نوشته شده بود.مجددا تصمیم گیری شد که سیستم عامل را دوباره با کمک یک زبان سطح بالا کد نویسی کنند بنابراین این برنامه بین ماشین های مختلف قابلیت portablity بیشتری پیدا میکرد. تنها چیز مورد نیاز طراحی یک کامپایلر برای هر ماشین جدید و نهایتا کامپایل مجدد کد در ماشین جدید بود.

زبانی که در آن زمان برای این منظور طراحی شد B نام داشت . اما این زبان برای PDP-۷ طراحی شده بود و امکانات آن به اندازه ای نبود که بتواند از Instruction Set ماشین PDP-۱۱ استفاده کند در نتیجه زبان C اختراع شد.Instruction Set مجموعه دستوراتی است که توسط واحد پردازش مرکزی سیستم قابل اجرا است به عنوان مثال تعدادی از دستورات موجود در instruction set یک PIC۱۶Fxxx عبارتند از : MOVLWADDLWSETB.... تقریبا همان دستورات اسمبلی!STANDARDIZATION :C کم کم داشت بسیار مشهور میشد و با رشد سریع برنامه نویسان در اوایل دهه ۱۹۸۰ هزاران نفر به کمک آن مشغول به برنامه نویسی شدند . حالا زمان آن رسیده بود که قواعد این زبان استاندارد شود.ANSI :در آمریکا مسولیت استاندارد سازی زبانها به عهده موسسه استاندارد ایالات آمریکا ( ANSI ) میباشد .

نام ANSI در C معرف آن است که این نسخه از زبان C توسط کمیته ای وابسته به ANSI استاندارد سازی شده است . اولین استاندارد ANSI ، X۳J۱۱ نام داشت . امروزه استاندارد ANSI برای C ض X۳.۱۵۹۰۱۹۸۹ میباشد .ISO :در عرصه جهانی سازمان استاندارد جهانی ( ISO ) مسولیت استاندارد سازی زبانهای کامپیوتری را بر عهدا دارد. ISO یک کمیته متخصص JTC۱/SC۲۲/WG۱۴ را برای برسی استاندارد X۳J۱۱ تشکیل داد.

در حال حاظر استاندارد ISO برای C ض ISO ۹۸۸۹:۱۹۹۰ میباشد که بسیار شبیه و هماهنگ با X۳.۱۵۹ است.در بین استاندارد های مختلف تفاوتی در مورد زبان و قواعد آن وجود ندارد و تنها اختلاف در مورد قالب بندی و موارد این چنینی است .در آخر زبان C که امروزه از آن استفاده میکنیم ISO Standard C است که آن را Standard C میشناسند و آن چیزی را که Kernighan و Dennis طراحی کرده بودند K&R C میشناسیم.Standard C در مقابل K&R C :- قابلیت برسی نوع داده اضافه شد.- محاسبات ممیز شناور اضافه شد.- کتابخانه استاندارد برای C طراحی شد.- قابلیت های جدیدی اضافه گردید- امروزه تنها انتخابStandard C است.- بسیاری از کامپایلر های جدید سی از Standard C استفاده میکنند.- از این به بعد در مباحث درسی منظور ما از سی همان سی استاندارد است. زبان C بسیاری از محاسن خود را مدیون مراحل استاندارد سازی است .

سی که امروزه از آن استفاده میکنیم با آنچه در گذشته بوده بسیار فرق دارد. در K&R C هیچ مکانیزم و روشی برای برسی نوع داده پارامترهایی که به توابع ارسال میگردد وجود نداشت بنابراین اگر شما به عنوان یک برنامه نویس میخواستید یک تابع خاص از زبان سی را CALL کنید مسئولیت خواندن دقیق راهنما و ارسال صحیح پارامتر ها به عهده خودتان بود و کامپایلر هیچ کمکی در این مورد به شما نمیکرد. البته یک برنامه به نام lint در آن زمان برای انجام این کار طراحی شد.

محاسبات ممیز شناور در K&R C بیشتر شبیه به جوک بود تا واقعیت ! در تمام محاسبات از نوع داده double استفاده میشد. با وجود اینکه نوع ساده ای از ممیز شناور به نام float وجود داشت اما چون برای محاسبات اعداد float اول باید آنها را به double تبدیل میکردیم و بعد دوباره به float ، انجام این گونه محاسبات بسیار کند بود.(n۹ اگرچه یک کتابخانه همراه زبان K&R C وجود داشت اما هیچ استانداردی در مورد اینکه این کتابخانه سامل چه توابعی است وجود نداشت . در بسیاری موارد ممکن یک تابع خاص نامهای متفاوتی داشته باشد ! یا حتی به روشهای متفاوتی از هم کار میکردند .یک برنامه به زبان سی:در اینجا فقط میخواهیم یک کلیت از نحوه برنامه نویسی در سی را بیان کنیم.

#include /* comment */int main(void){printf("Hellon");printf("Welcome to the Course! n");return ۰;}

#includeاین یک دستور پیش پردازنده است . به کمک این دستور محتویات یک فایل خاص به برنامه شما اضافه میشود بنابراین شما میتوانید از توابع و ... موجود در آن استفاده کنید. stdio مخفف نام Standard Input and Output میباشد و همانطور که از نامش پیداست حاوی توابع مربوط به ورودی و خروجی میباشد.پسوند h. نشان دهنده آن است که این فایل یک فایل سر باره ( Header ) است نه یک فایل سورس ( فایلهای سورس دارای پسوند c. هستند. ) در این باره بیشتر توضیح داده خواهد شد.Commentsتوضیحات در برنامه بین */ و /* قرار میگیرند و هر تعداد خط که بین این دو قرار گیرند از نظر کامپایلر مفهوم نخواهند داشت . نکته : اگر توضیحات شما یک خطی است به کمک // میتوانید توضیحات خود را در برنامه اضافه کنید : printf("Hello"); // comment

mainمهمترین تابع در سی main میباشد. این تابع نقطه ای که اجرای برنامه شما از آنجا شروع میشود را مشخص میکند . در واقع اگر شما این تابع را در برنامه تان ننویسید برنامه شما اصلا اجرا نمیشود ( شروع برنامه شما کجاست ؟! ) و صد البته برنامه شما کامپایل هم نخواهد شد.آکولاد Brace در زبان سی از اکولاد باز "}" به معنی شروع "Begin" و آکولاد بسته "{" به معنی "End" میباشد . این روش نسبت به پاسکال هم ساده تر است و هم در آینده خواهند کد برنامه را سهل تر میکند.

nترتیب دو کاراکتر و n در سی ایجاد یک کد میکند ( این کد ها در مباحث بعدی مطرح شده اند ) کد n به معنی "برو به ابتدای خط بعد" است . returnاین دستور در این مثال باعث میگردد که مقدار ۰ به سیستم عامل برگردانده شود و اجرای برنامه پایان یابد . اینکه سیستم عامل چگونه از این اطلاعات استفاده خواهد کرد به خودش مربوط میگردد.!به عنوان مثال MS-DOS این مقدار را در متغیر ERRORLEVEL و UNIX آن را در یک متغیر موقت ?$ ذخیره میکند. تا به حال عرف بر آن بوده است که ۰ به معنی عدم رخداد خطا تلقی میگردد و هر مقداری مانند ۱و۲و۳و... نشاندهنده یک کد خطا میباشد.

تمام سیستم عاملها مقادیر به بزرگی ۲۵۵ را پشتیبانی میکنند و بعضی دیگر تا ۶۵۵۳۵ ! البته اگر Portable بودن برنامه تان برایتان مهم است بهتر است از مقادیر بین ۰ تا ۲۵۵ استفاده کنید.قالب زبان سی:- هر دستور با یک سمیکالن (‌;‌ ) ختم میشود.- فضاهای خالی که قبل یا بین دستورها قرار میگیرد از طرف کامپایلر نادیده گرفته میشود.- زبان سی به بزرگی و کوچکی حروف تایپ شده حساس است (Case sensitive) تمامی کلمات کلیدی (Keyword) و توابع کتابخانه ای استاندارد در سی حرف کوچک هستند.- عبارات رشته ای (Strings) در بین دو علامت نقل قول - کوتیشن - ("......") قرار میگیرند.- مفهوم خط بعد توسط n به کامپایلر سی فهمانده میگردد. ( مثلا در دستور printf )- رفتار شانسیسمیکالن :سمیکالنها در سی بسیار مهم هستند. آنها دستورات را از هم متمایز میکنند و به کامپایلر سی میفهمانند که چه زمان یک دستور به پایان رسیده و دستور بعدی شروع شده است.

---