Скорость

Можно сказать, что Си является языком более близким к ассемблеру, чем другие языки высокого уровня, так как многие инструкции Си адресованы непосредственно аппаратной части компьютера. Поэтому про- грамма на Си выполняется очень быстро. Фактически, она работает настолько быстро, что Си может быть использован для написания операционных систем, коммуникационных и инженерных приложений и даже компиляторов.

Кроме того, большинство компиляторов Си генерируют высоко оптимизированные коды. Вы помните, что компьютеру необходимы двоичные коды? Чем меньше этих кодов генерирует компилятор, тем более опти- мизированным является код и тем быстрее работает программа. Многие компиляторы других языков гене- рируют менее оптимизированные коды, так что их программы работают медленнее.

Переносимость

Разумеется, можно создавать очень быстро работающие программы, если писать их на ассемблере. Одна- ко мнемонические ассемблерные коды не одинаковы для каждого семейства микропроцессоров. Если бы вы написали на ассемблере программу для IBM PC или совместимого с ним компьютера, а затем решили выполнить те же самые процедуры на Apple Macintosh, вам пришлось бы переписать всю программу.

Си использует стандартные наборы ключевых слов. В общем случае вы пишете программу один раз, без- относительно того на какой платформе (с каким компьютером или операционной системой) собираетесь ее использовать. Тем не менее, хотя исходный файл сохраняется без изменений, необходимы два компиля- тора: один, чтобы перевести программу в двоичные коды, которые понимает IBM, другой, чтобы перевес- ти программу в двоичные коды для Apple. Но сам текст программы вы создали раз и навсегда.

Вышесказанное также означает, что раз уж вы изучили Си, то вам не надо изучать другие языки, чтобы программировать на других компьютерах. Вы легко перенесете свои навыки с одной платформы на дру- гую без переобучения. В конце концов, трудно предсказать заранее, куда вас заведет только что начатое изучение программирования, и лучше быть готовым ко всему.

Структурирование

Каким бы легким для изучения ни был язык Си, у него есть свои требования. Делая программу на интер- претирующем языке BASIC, можно сидеть у компьютера и писать текст прямо «из головы». В Си это не так-то просто. Язык Си имеет свою структуру и правила создания программы, которые заставляют про- граммиста мыслить логически. Можно обойтись без серьезного структурирования и быстро написать «ко-

рявую» программу, сравнительно простую и небольшого размера, но чтобы создать действительно серьез- ную программу на Си, требуется прежде всего хорошо подумать. Необходимость структурирования, одна- ко, далеко не является обузой. Благодаря этому качеству программу на Си очень легко проектировать, поддерживать и отлаживать.

Библиотеки функций

Язык Си как таковой содержит небольшое количество операций. В отличие от других языков, Си не имеет встроенных средств ввода и вывода информации или работы со строками (строка— это последователь- ность символов, образующих слово или фразу). Например, первоначальный стандарт языка Си имел толь- ко 27 ключевых слов (keywords) или команд*.

* Использование автором термина «команда» в качестве синонима термина «ключевое слово» не является традиционным. (Прим.перев.)

Рис. 1.7. Инструкции, обеспечивающие выполнение функцииберутся из библиотеки в процессе компонов- ки программы

Вся мощь языка Си обеспечивается библиотеками функций, которые поставляются вместе с компилято- ром. Функцией называют последовательный набор инструкций для решения специальной задачи. Библио- тека — это отдельный файл, прилагающийся к компилятору и содержащий функции для решения распро- страненных задач.

Например, Си не имеет средств для отображения информации на экране. В то же время это настолько распространенная задача, что несколько функций вывода информации всегда поставляются в библиотеке Си и вместо того, чтобы писать функцию самостоятельно, можно использовать одну из них.

Ранее уже говорилось, что каждая функция имеет имя, например, функция puts(). Поэтому, вместо того чтобы писать все инструкции по выполнению данной процедуры, достаточно только ввести имя функции с необходимым синтаксисом (позже вы узнаете, как использовать имена функций).

Некоторые библиотечные файлы содержат предварительно откомпилированные коды. Когда компилятор сталкивается с именем функции из такой библиотеки,

Рис. 1.8. Процесс компиляции/компоновки

ему не приходится заниматься преобразованием информации в двоичные коды, так как это преобразова- ние уже выполнено. Во время процесса компоновки программы (проиллюстрированного на рис.1.7) дво- ичные коды функции (инструкции для выполнения функции, содержащиеся в библиотеке) объединяются с объектным файлом и создается исполняемая программа. Поскольку функции были откомпилированы за- ранее, они представляют собой очень эффективные коды. Производитель компилятора уже «очистил» функции, так что они полностью оптимизированы.

Существуют функции, которые используются так часто, что вместе со многими компиляторами поставля- ются их исходные тексты. Они содержатся в файлах, которые называются файлами заголовков (header file) и обычно имеют расширение .H. Файлы заголовков также содержат директивы компилятору и инст- рукции, указывающие использовать конкретные определения. Во время процесса компиляции содержимое файла заголовков добавляется к вашей собственной программе и для него также создаются объектные коды.

Рис. 1.8 кратко иллюстрирует процесс компиляции/компоновки.

Файлы заголовков, в отличие от библиотечных файлов, не откомпилированы. Так же как и ваш исходный файл с текстом программы на Си, их можно читать, печатать на принтере и редактировать. Однако вам следует остерегаться вносить изменения в файлы заголовков, поставляемые с компилятором. Если вы сделаете ошибку, то компилятор больше не сможет генерировать для них объектные коды.

В дополнение к библиотекам, поставляемым с компилятором, можно приобрести специализированные библиотеки, например, построения баз данных, графические, коммуникационные и многие другие. Чем больше функций имеется у вас в библиотеках, тем меньше работы придется делать вам лично.

Вы можете даже создать собственную библиотеку функций, которые часто используются в ваших про- граммах. Например, в нескольких программах, которые вы пишете, нужно выполнить процедуры A, B, а затем C. Вы пишете функции, которые выполняют эти задачи, и помещаете в свою собственную библиоте- ку, а потом, всякий раз, когда возникнет необходимость использовать их снова, они уже готовы, то есть написаны и откомпилированы.

Именно использование библиотечных файлов делает Си легко переносимым. Компилятор для IBM- совместимых компьютеров поставляется с библиотечными файлами, содержащими двоичные коды для IBM. Компилятор для Mac поставляется с библиотечными файлами, содержащими двоичные коды для Mac. А вы просто пишете программу на Си и используете два компилятора, чтобы создать программы для обеих машин.