写在前面：
学习的高效之道是先搭框架，明确事物是什么、从哪来、有何用，再填细节。学C语言亦如此，先建立其定位、演变、应用与优劣的整体认知，再学具体语法，方能高效扎实掌握。
1.什么是C语言
C语言是一门通用的计算机语言，广泛的应用于底层开发。（当然，C语言也可以用于上层软件的开发，例如WPS就是用C开发的。）
1.1.C语言的核心特性：
（1）兼具高级语言的便捷性与低级语言的灵活性
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- C语言具有高级语言的结构化语法（顺序、选择、循环结构）、函数封装等便捷特性；
- 同时支持指针操作、内存直接寻址等底层能力，能够直接与计算机硬件交互。
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（2）高效性（执行效率高、内存占用少）
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- C语言编译后生成的是接近机器指令的目标代码，无需虚拟机解释执行，执行速度极快；
- 同时我们可以按照规划直接操作内存，包括申请、使用、释放等，经过合理的规划，可以极大地提高内存利用率，这是底层开发的关键要求。
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（3）可移植性强
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- 标准C语言（ANSI C/ISO C）的语法标准和库函数在不同的操作系统（win、Linux、Unix）和硬件架构（X86、ARM）上具有高度一致性，仅需要少量修改（甚至无需修改），即可在不同的平台编译运行。
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（4）功能强大且简洁
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- C语言语法简洁精炼，关键字数量少，但支持位运算、结构体、枚举、位段等丰富特性，能够满足复杂的底层逻辑开发的需求
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tips：
C语言是有国际标准的，有无国际标准也是衡量一门计算机语言是否优秀的标准之一。
1.2.C 语言底层开发的应用场景
（1）操作系统内核开发：
几乎所有主流操作系统的内核核心部分都是用 C 语言编写的，例如 Linux 内核、Unix 内核、Windows 内核的底层模块。操作系统需要直接管理 CPU、内存、磁盘等硬件资源，C 语言的高效性和硬件交互能力是首选。
（2）嵌入式系统开发：
单片机（51、STM32）、物联网设备（ESP32、树莓派底层）、智能硬件（智能手表、智能家居控制器）等嵌入式设备的程序开发，绝大多数以 C 语言为核心。这些设备通常内存小、性能有限，对程序的体积和效率要求严苛，C 语言是最佳选择。
（3）驱动程序开发：
硬件设备（显卡、声卡、网卡、打印机等）的驱动程序，需要在操作系统和硬件之间建立通信桥梁，直接操作硬件寄存器和内存，必须通过 C 语言实现。
（4）底层工具 / 中间件开发：
编译器（如 GCC）、汇编器、调试器等开发工具，以及数据库底层引擎（MySQL 底层）、网络协议栈（TCP/IP 协议栈实现）等中间件，都依赖 C 语言的高效性和底层操控能力。
（5）高性能服务端底层：
部分高并发、高吞吐的服务端程序（如 Web 服务器 Nginx 的核心模块），为了追求极致性能，其底层核心逻辑也会采用 C 语言开发。
当然，对于服务端，应用更广泛的是Java、Python等开发效率更高的语言。
2.C语言的演变
2.1.二进制语言（机器语言）
二进制语言是计算机唯一能识别和执行的语言，由0和1组成的二进制代码串，每一串二进制对应一条机器指令。
（1）存在的问题：
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- 可读性极差
- 难以记忆
- 编程效率极低
- 不同的硬件架构的机器指令不兼容，可移植性为0
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2.2.汇编语言
在二进制序列的基础上，增加了一组助记符。用具有人类语言意义的标记符与对应的二进制序列进行关联。
例如：ADD 001001001
（1）存在的问题：
仍与硬件架构强绑定，可移植性差，编写复杂程序时代码量庞大
2.3.B语言
1969 年由肯・汤普森（Ken Thompson）在贝尔实验室开发，基于更早的 BCPL 语言简化而来，是 C 语言的 “前身”。
首次引入高级语言的部分特性（如结构化编程、简单的变量封装），摆脱了汇编语言对硬件的强依赖，为 C 语言的诞生奠定了语法和思想基础。
（1）存在的问题：
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- 无类型系统，所有变量均为机器字长
- 功能有限，仅适用于小型程序开发，难以满足复杂系统（如操作系统）的需求。
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2.4.C语言
（1）C语言的诞生
诞生：1972-1973 年，丹尼斯・里奇（Dennis Ritchie）在贝尔实验室基于 B 语言改进，首次引入数据类型系统（int、char、float 等）和指针特性，命名为 C 语言。
早期应用：最初用于编写 Unix 操作系统内核，凭借高效性、灵活性和一定的可移植性，迅速在贝尔实验室及业内传播。
（2）C语言的发展
早期困境：
缺乏统一标准，不同厂商（如 IBM、微软）在 C 语言基础上随意修改和扩展（如不同编译器支持的语法差异、库函数不一致），导致 “同一份 C 代码在不同平台无法兼容编译”，严重限制了 C 语言的推广。
C语言的标准化历程
为解决早期混乱问题，国际标准化组织（ISO）和美国国家标准协会（ANSI）先后推动 C 语言的标准化，明确了 C 语言的语法、关键字、库函数等核心规范，确保不同平台、不同编译器下的 C 语言具有一致性。具体的标准制定的历程如下：
3.C语言的“小缺陷”
俗话说，任何事物都具有两面性，在赋予编程者更高的硬件操作权限的同时，也隐藏着风险：
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- 在手动管理内存的时候，有些马虎的家伙可能在malloc（申请内存）后忘记free（释放内存）从而导致内存泄漏的问题。
- 指针使用过后忘记置空（NULL）
- 语法过于灵活，在编程过程中容易出错
- 缺乏面向对象的特性等等问题。
但是，在某些程度上来说，这些问题都是可以通过规范化的编程习惯来避免的。
