C99標準的新特性

    對於苦苦研習C語言的人來說,亂七八糟的書籍不如一份兒直接的標準來的真切。打算最近找幾個人翻譯一下C99標準。(ISO/IEC 9899:1999)http://groups.google.com/group/develubuntu?hl=zh-CN。完成之後將會給大家下載,希望能夠支持。

在ANSI標準化後,C語言的標準在一段相當的時間內都保持不變,儘管C++繼續在改進。(實際上,Normative Amendment1在1995年已經開發了一個新的C語言版本。但是這個版本很少爲人所知。)標準在90年代才經歷了改進,這就是ISO9899:1999(1999年出版)。這個版本就是通常提及的C99。它被ANSI於2000年三月採用。

在C99中包括的特性有:

  • 對編譯器限制增加了,比如源程序每行要求至少支持到 4095 字節,變量名函數名的要求支持到 63 字節 (extern 要求支持到 31)
  • 預處理增強了。例如:
    • 宏支持取參數 #define Macro(...) __VA_ARGS__
    • 使用宏的時候,參數如果不寫,宏裏用 #,## 這樣的東西會擴展成空串。(以前會出錯的)
    • 支持 // 行註釋(這個特性實際上在C89的很多編譯器上已經被支持了)
  • 增加了新關鍵字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool
    • 支持 long long, long double _Complex, float _Complex 這樣的類型
  • 支持 <: :> <% %> %: %:%: ,等等奇怪的符號替代,D&E 裏提過這個
  • 支持了不定長的數組。數組的長度就可以用變量了。聲明類型的時候呢,就用 int a[*] 這樣的寫法。不過考慮到效率和實現,這玩意並不是一個新類型。所以就不能用在全局裏,或者 struct union 裏面,如果你用了這樣的東西,goto 語句就受限制了。
  • 變量聲明不必放在語句塊的開頭,for 語句提倡這麼寫 for(int i=0;i<100;++i) 就是說,int i 的聲明放在裏面,i 只在 for 裏面有效。(VC沒有遵守這條標準,i 在 for 外也有效)
  • 當一個類似結構的東西需要臨時構造的時候,可以用 (type_name){.numberN=valueN, .numberK=valueK,...} 這有點像 C++ 的構造函數
  • 初始化結構的時候現在可以這樣寫:
      struct {int a[3], b;} hehe[] =       { [0].a = {1}, [1].a = 2 };
      struct {int a, b, c, d;} hehe =       { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5}       // 3,4 是對 .c,.d 賦值的
  • 字符串裏面,\u 支持 unicode 的字符
  • 支持 16 進制的浮點數的描述
  • 所以 printf scanf 的格式化串多支持了 ll / LL (VC6 裏用的 I64) 對應新的 long long 類型。
  • 浮點數的內部數據描述支持了新標準,這個可以用 #pragma 編譯器指定
  • 除了已經有的 __line__ __file__ 以外,又支持了一個 __func__ 可以得到當前的函數名
  • 對於非常數的表達式,也允許編譯器做化簡
  • 修改了對於 / % 處理負數上的定義,比如老的標準裏 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1 而現在 -22 / 7 = -4, -22 % 7 = 6
  • 取消了不寫函數返回類型默認就是 int 的規定
  • 允許 struct 定義的最後一個數組寫做 [] 不指定其長度描述
  • const const int i; 將被當作 const int i; 處理
  • 增加和修改了一些標準頭文件, 比如定義 bool 的 <stdbool.h> 定義一些標準長度的 int 的 <inttypes.h> 定義複數的 <complex.h> 定義寬字符的 <wctype.h> 有點泛型味道的數學函數 <tgmath.h> 跟浮點數有關的 <fenv.h>。<stdarg.h> 裏多了一個 va_copy 可以複製 ... 的參數。<time.h> 裏多了個 struct tmx 對 struct tm 做了擴展
  • 輸入輸出對寬字符還有長整數等做了相應的支持

相對於c89的變化包括

1、增加restrict指針

  C99中增加了公適用於指針的restrict類型修飾符,它是初始訪問指針所指對象的惟一途徑,因此只有藉助restrict指針表達式才能訪問對象。restrict指針指針主要用做函數變元,或者指向由malloc()函數所分配的內存變量。restrict數據類型不改變程序的語義。
如果某個函數定義了兩個restrict指針變元,編譯程序就假定它們指向兩個不同的對象,memcpy()函數就是restrict指針的一個典型應用示例。C89中memcpy()函數原型如下:

代碼:   void *memcpy (void *s1, const void *s2, size_t size);       如果s1和s2所指向的對象重疊,其操作就是未定義的。memcpy()函數只能用於不重疊的對象。C99中memcpy()函數原型如下: 代碼:     void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2,size_t size);

通過使用restrict修飾s1和s2 變元,可確保它們在該原型中指向不同的對象。


2、inline(內聯)關鍵字

內聯函數除了保持結構化和函數式的定義方式外,還能使程序員寫出高效率的代碼.函數的每次調用與返回都會消耗相當大的系統資源,尤其是當函數調用發生在重複次數很多的循環語句中時.一般情況下,當發生一次函數調用時,變元需要進棧,各種寄存器內存需要保存.當函數返回時,寄存器的內容需要恢復。如果該函數在代碼內進行聯機擴展,當代碼執行時,這些保存和恢復操作旅遊活動會再發生,而且函數調用的執行速度也會大大加快。函數的聯機擴展會產生較長的代碼,所以只應該內聯對應用程序性能有顯著影響的函數以及長度較短的函數


3、新增數據類型 

_Bool 
值是0或1。C99中增加了用來定義bool、true以及false宏的頭文件夾<stdbool.h>,以便程序員能夠編寫同時兼容於C與C++的應用程序。在編寫新的應用程序時,應該使用
<stdbool.h>頭文件中的bool宏。

_Complex and _Imaginary
C99標準中定義的複數類型如下:float_Complex; float_Imaginary; double_Complex; double_Imaginary; long double_Complex; long double_Imaginary.
<complex.h>頭文件中定義了complex和imaginary宏,並將它們擴展爲_Complex和_Imaginary,因此在編寫新的應用程序時,應該使用<stdbool.h>頭文件中的complex和imaginary宏。

long long int
C99標準中引進了long long int(-(2e63 - 1)至2e63 - 1)和unsigned long long int(0 - 2e64 - 1)。long long int能夠支持的整數長度爲64位。


4、對數組的增強

可變長數組
  C99中,程序員聲明數組時,數組的維數可以由任一有效的整型表達式確定,包括只在運行時才能確定其值的表達式,這類數組就叫做可變長數組,但是隻有局部數組纔可以是變長的.
可變長數組的維數在數組生存期內是不變的,也就是說,可變長數組不是動態的.可以變化的只是數組的大小.可以使用*來定義不確定長的可變長數組。
  
數組聲明中的類型修飾符
在C99中,如果需要使用數組作爲函數變元,可以在數組聲明的方括號內使用static關鍵字,這相當於告訴編譯程序,變元所指向的數組將至少包含指定的元素個數。也可以在數組聲明的方括號內使用restrict,volatile,const關鍵字,但只用於函數變元。如果使用restrict,指針是初始訪問該對象的惟一途徑。如果使用const,指針始終指向同一個數組。使用volatile沒有任何意義。


5、單行註釋

引入了單行註釋標記 "//" , 可以象C++一樣使用這種註釋了。



6、分散代碼與聲明


7、預處理程序的修改

a、變元列表
宏可以帶變元,在宏定義中用省略號(...)表示。內部預處理標識符__VA_ARGS__決定變元將在何處得到替換。例:#define MySum(...) sum(__VA_ARGS__) 語句MySum(k,m,n);
將被轉換成:sum(k, m, n); 變元還可以包含變元。例: #define compare(compf, ...) compf(__VA_ARGS__) 其中的compare(strcmp,"small", "large"); 將替換成:strcmp("small","large");
b、_Pragma運算符
C99引入了在程序中定義編譯指令的另外一種方法:_Pragma運算符。格式如下:
_Pragma("directive")
其中directive是要滿打滿算的編譯指令。_Pragma運算符允許編譯指令參與宏替換。
c、內部編譯指令
STDCFP_CONTRACT ON/OFF/DEFAULT 若爲ON,浮點表達式被當做基於硬件方式處理的獨立單元。默認值是定義的工具。
STDCFEVN_ACCESS ON/OFF/DEFAULT 告訴編譯程序可以訪問浮點環境。默認值是定義的工具。
STDC CX_LIMITED_RANGE ON/OFF/DEFAULT 若值爲ON,相當於告訴編譯程序某程序某些含有複數的公式是可靠的。默認是OFF。
d、新增的內部宏
__STDC_HOSTED__ 若操作系統存在,則爲1
__STDC_VERSION__ 199991L或更高。代表C的版本
__STDC_IEC_599__ 若支持IEC 60559浮點運算,則爲1
__STDC_IEC_599_COMPLEX__ 若支持IEC 60599複數運算,則爲1
__STDC_ISO_10646__ 由編譯程序支持,用於說明ISO/IEC 10646標準的年和月格式:yyymmmL


9、複合賦值

C99中,複合賦值中,可以指定對象類型的數組、結構或聯合表達式。當使用複合賦值時,應在括弧內指定類型,後跟由花括號圍起來的初始化列表;若類型爲數組,則不能指定數組的大小。建成的對象是未命名的。
例: double *fp = (double[]) {1.1, 2.2, 3.3};
該語句用於建立一個指向double的指針fp,且該指針指向這個3元素數組的第一個元素。 在文件域內建立的複合賦值只在程序的整個生存期內有效。在模塊內建立的複合賦值是局部對象,在退出模塊後不再存在。

10、柔性數組結構成員

C99中,結構中的最後一個元素允許是未知大小的數組,這就叫做柔性數組成員,但結構中的柔性數組成員前面必須至少一個其他成員。柔性數組成員允許結構中包含一個大小可變的數組。sizeof返回的這種結構大小不包括柔性數組的內存。包含柔性數組成員的結構用malloc()函數進行內存的動態分配,並且分配的內存應該大於結構的大小,以適應柔性數組的預期大小。

11、指定的初始化符

  C99中,該特性對經常使用稀疏數組的程序員十分有用。指定的初始化符通常有兩種用法:用於數組,以及用於結構和聯合。用於數組的格式:[index] = vol; 其中,index表示數組的下標,vol表示本數組元素的初始化值。
例如: int x[10] = {[0] = 10, [5] = 30}; 其中只有x[0]和x[5]得到了初始化.用於結構或聯合的格式如下:
member-name(成員名稱)
對結構進行指定的初始化時,允許採用簡單的方法對結構中的指定成員進行初始化。
例如: struct example{ int k, m, n; } object = {.m = 10, .n = 200};
其中,沒有初始化k。對結構成員進行初始化的順序沒有限制。

12、printf()和scanf()函數系列的增強

C99中printf()和scanf()函數系列引進了處理long long int和unsigned long long int數據類型的特性。long long int 類型的格式修飾符是ll。在printf()和scanf()函數中,ll適用於d, i, o, u 和x格式說明符。另外,C99還引進了hh修飾符。當使用d, i, o, u和x格式說明符時,hh用於指定char型變元。ll和hh修飾符均可以用於n說明符。
格式修飾符a和A用在printf()函數中時,結果將會輸出十六進制的浮點數。格式如下:[-]0xh, hhhhp + d 使用A格式修飾符時,x和p必須是大寫。A和a格式修飾符也可以用在scanf()函數中,用於讀取浮點數。調用printf()函數時,允許在%f說明符前加上l修飾符,即%lf,但不起作用。

13、C99新增的庫

C89中標準的頭文件
<assert.h> 定義宏assert()
<ctype.h> 字符處理
<errno.h> 錯誤報告
<float.h> 定義與實現相關的浮點值勤
<limits.h> 定義與實現相關的各種極限值
<locale.h> 支持函數setlocale()
<math.h> 數學函數庫使用的各種定義
<setjmp.h> 支持非局部跳轉
<signal.h> 定義信號值
<stdarg.h> 支持可變長度的變元列表
<stddef.h> 定義常用常數
<stdio.h> 支持文件輸入和輸出
<stdlib.h> 其他各種聲明
<string.h> 支持串函數
<time.h> 支持系統時間函數

C99新增的頭文件和庫
<complex.h> 支持複數算法
<fenv.h> 給出對浮點狀態標記和浮點環境的其他方面的訪問
<inttypes.h> 定義標準的、可移植的整型類型集合。也支持處理最大寬度整數的函數
<iso646.h> 首先在此1995年第一次修訂時引進,用於定義對應各種運算符的宏
<stdbool.h> 支持布爾數據類型類型。定義宏bool,以便兼容於C++
<stdint.h> 定義標準的、可移植的整型類型集合。該文件包含在<inttypes.h>中
<tgmath.h> 定義一般類型的浮點宏
<wchar.h> 首先在1995年第一次修訂時引進,用於支持多字節和寬字節函數
<wctype.h> 首先在1995年第一次修訂時引進,用於支持多字節和寬字節分類函數

14、__func__預定義標識符

用於指出__func__所存放的函數名,類似於字符串賦值。


15、其它特性的改動

放寬的轉換限制

限制             C89標準  C99標準
數據塊的嵌套層數       15     127
條件語句的嵌套層數      8      63
內部標識符中的有效字符個數  31     63
外部標識符中的有效字符個數  6      31
結構或聯合中的成員個數    127    1023
函數調用中的參數個數     31     127


不再支持隱含式的int規則

刪除了隱含式函數聲明

對返回值的約束
C99中,非空類型函數必須使用帶返回值的return語句.

擴展的整數類型
擴展類型 含義
int16_t 整數長度爲精確16位
int_least16_t 整數長度爲至少16位
int_fast32_t 最穩固的整數類型,其長度爲至少32位
intmax_t 最大整數類型
uintmax_t 最大無符號整數類型

對整數類型提升規則的改進
C89中,表達式中類型爲char,short int或int的值可以提升爲int或unsigned int類型.
C99中,每種整數類型都有一個級別.例如:long long int 的級別高於int, int的級別高於char等.在表達式中,其級別低於int或unsigned int的任何整數類型均可被替換成int或unsigned int類型.

但是各個公司對C99的支持所表現出來的興趣不同。當GCC和其它一些商業編譯器支持C99的大部分特性的時候,微軟和Borland卻似乎對此不感興趣。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章