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部分內(nèi)容與國內(nèi)生態(tài)有一定出入，以下為譯文：

過去的 50 年，C 語言已經(jīng)成為重要的軟件開發(fā)語言。這里介紹了 2019 年它是如何與 C++、Java、C#、Go、Rust 和 Python 進(jìn)行競爭的。

對于計(jì)算機(jī)編程語言來說，沒有什么技術(shù)能流傳使用 50 年，除非它比其他的都好用。C 語言于 1972 年面世，如今在軟件世界仍保持著基本底層開發(fā)的主流語言的地位。

但有時(shí)一個技術(shù)能被長久的流傳使用， 只是因?yàn)槿藗冞€沒有找到一個更好的替代品罷了。在過去的幾十年，涌現(xiàn)了大量的語言——有的專門為了挑戰(zhàn) C 語言的統(tǒng)治地位而設(shè)計(jì)，有的則因?yàn)槠淞餍行远鴱膫?cè)面削弱了 C，感覺原文是這個意思。

真的很難證明 C 需要被替代。編程語言調(diào)查和軟件開發(fā)實(shí)例都印證了可以用遠(yuǎn)比 C 好的方式來做事情。但 C 的地位仍巋然不動， 它的背后是幾十年的調(diào)查和開發(fā)。幾乎沒有語言可以在性能上，在裸機(jī)上，或者在普遍性上打敗它。即便如此，還是值得看一下 C 是如何在 2019 年與其他大名鼎鼎的語言進(jìn)行較量的。

C vs. C++

很自然地，C 會被拿去與 C++ 做對比，從名字本身就能看出，C++ 是從 C 發(fā)展而來的。兩者之間的不同就在于易擴(kuò)展性，或者易用性，這取決于你問誰。

語法和方式上，C++ 與 C 語言比較接近，但 C++ 提供了很多原生 C 沒有的、卻比較有用的特性：命名空間、模板、異常、內(nèi)存管理等等。項(xiàng)目如果對于性能比較敏感的話，例如數(shù)據(jù)庫和機(jī)器學(xué)習(xí)，通常使用 C++ 編寫來幫助系統(tǒng)提高性能。

除此之外，C++ 比 C 更容易擴(kuò)展。即將到來地 C++ 20 甚至帶來更多的新特性，包括模塊、協(xié)程、一個同步庫以及相關(guān)的概念，這些都讓模板更易使用。對標(biāo)準(zhǔn) C 的最新修訂幾乎沒有新增特性，而是更注重保持向后兼容性。

事實(shí)上，所有 C++ 的優(yōu)點(diǎn)也是它的缺點(diǎn)。最重要的一個點(diǎn)就是，C++ 的特性使用得越多就越復(fù)雜，結(jié)果就越加難以控制。那些把自己限制于 C++ 子集的開發(fā)者能避免很多嚴(yán)重的危害和過度使用。但有些機(jī)構(gòu)想避免 C++ 所有的復(fù)雜性。堅(jiān)持使用 C，開發(fā)者將自己限制于子集內(nèi)。比如 Linux 內(nèi)核的開發(fā)團(tuán)隊(duì)就會避開 C++.

對于你和在你之后維護(hù)代碼的開發(fā)人員來說，選擇 C 是一個避免 C++ 過度使用糾紛的方式。當(dāng)然了，C++ 也有一系列豐富的高級功能。但如果簡潔明了更適合現(xiàn)在或者未來項(xiàng)目的整體發(fā)展的話，C 會更有優(yōu)勢。

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C vs. Java

幾十年之后，Java 仍然是企業(yè)級軟件開發(fā)的主要語言——一般開發(fā)的主要語言。大多數(shù)優(yōu)秀的企業(yè)軟件開發(fā)項(xiàng)目都是用 Java 寫的——包括絕大多數(shù) Apache 基金會項(xiàng)目，當(dāng)開發(fā)企業(yè)級項(xiàng)目時(shí)，Java 也仍然是一個可行性比較高的語言。

Java 的語法大量地借鑒了 C 和 C++。不過與 C 不同的是，Java 不會默認(rèn)編譯成機(jī)器語言。相反地，Java 運(yùn)行時(shí)環(huán)境 JVM 會將 Java 代碼即時(shí)編譯到目標(biāo)環(huán)境中運(yùn)行。在良好地條件下，即時(shí)編譯的 Java 代碼可以達(dá)到甚至超過 C 的性能。

Java 奉行的“一次編寫，到處運(yùn)行”的思想，可以讓 Java 程序在相對較小的調(diào)整下，運(yùn)行在不同的環(huán)境里面。相比之下，盡管 C 已經(jīng)移植到許多體系結(jié)構(gòu)中，但是任何給定的 C 程序可能仍然需要定制才能在 Windows 和 Linux 上正常運(yùn)行。

這種可移植性和強(qiáng)大性能的結(jié)合，以及軟件庫和框架的龐大生態(tài)系統(tǒng)，使 Java 成為企業(yè)級項(xiàng)目語言的一員。

Java 落后 C 的地方是 Java 從來沒有競爭的領(lǐng)域：接近底層運(yùn)行 ，或直接操作硬件。C 代碼被轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼，由進(jìn)程直接執(zhí)行。Java 被編譯成字節(jié)碼，它是隨后由 JVM 解釋器轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼的中間代碼。此外，盡管 Java 的自動內(nèi)存管理在大多數(shù)情況下是一種好事，但是 C 更適合于對有限內(nèi)存資源有優(yōu)化要求的程序。

在某些地方，Java 的性能可以接近 C。JVM 的 JIT 引擎可以在運(yùn)行時(shí) 根據(jù)程序的行為優(yōu)化程序，可以進(jìn)行許多種類的優(yōu)化，對于預(yù)先編輯的 C 語言而言，這個是行不通的。例如，Apache Spark 使用自定義的內(nèi)存管理代碼繞過 JVM 進(jìn)行了一定程度的內(nèi)存內(nèi)處理優(yōu)化。

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C vs. C# 與.Net

在推出近 20 年之后，C 和.NET 框架仍然是企業(yè)軟件世界的主要組成部分。有人說，C# 和.NET 是微軟對 Java 的一種回應(yīng)（托管代碼編譯系統(tǒng)和通用的運(yùn)行時(shí)），因此 C 和 Java 之間的許多比較也適用于 C 和 C#/.NET。

與 Java（以及 Python 的某些部分）一樣，.NET 提供了跨多種平臺的可移植性和集成軟件的廣闊生態(tài)系統(tǒng)?？紤]到.NET 世界中的一些面向企業(yè)的開發(fā)，這些都是很大的優(yōu)勢。當(dāng)使用 C 或任何其他.NET 語言開發(fā)程序時(shí)，可以利用針對.NET 運(yùn)行時(shí)編寫的各種工具和庫。

.NET 另一個和 Java 類似的優(yōu)點(diǎn)是 JIT 優(yōu)化。C 和.NET 程序可以像 C 那樣提前編譯，但它們主要是由.NET 運(yùn)行時(shí)即時(shí)編譯并使用運(yùn)行時(shí)信息進(jìn)行優(yōu)化。JIT 編譯允許對正在運(yùn)行的.NET 程序進(jìn)行各種優(yōu)化， ?這在 C 中是無法進(jìn)行的 ?。

和 C 一樣，C 和.NET 提供了各種直接訪問內(nèi)存的機(jī)制。堆、堆棧和非托管系統(tǒng)內(nèi)存都可以通過.NET API 和對象進(jìn)行訪問。開發(fā)人員可以使用.NET 中的unsafe模式來實(shí)現(xiàn)更高的性能。

不過，沒有免費(fèi)的午餐。托管對象和unsafe對象之間不能隨意交換，它們之間的封裝傳送需要性能做為代價(jià)。因此，減少兩者之間的傳遞，可以大化的提高.NET 程序的性能。

當(dāng)負(fù)擔(dān)不起托管內(nèi)存相對于非托管內(nèi)存的代價(jià)時(shí)，或者當(dāng).NET 運(yùn)行時(shí)對于目標(biāo)環(huán)境（如內(nèi)核空間）是一個很糟糕的選擇項(xiàng)或者根本不可用時(shí)，那么 C 語言或許就能解決你的問題了。與 C 和.NET 不同，C 默認(rèn)情況下會開啟直接內(nèi)存訪問。

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C vs. Go

Go 語法和 C 很像，大括號作為分隔符、以分號結(jié)尾的語句等等。精通 C 的開發(fā)人員通常無需太多困難就可以直接轉(zhuǎn)入 Go，甚至把 Go 的新特性如名稱空間和包管理考慮在內(nèi)也是如此

代碼的易讀性是 Go 的指導(dǎo)設(shè)計(jì)目標(biāo)之一：使開發(fā)人員能夠輕松地跟上任何 Go 項(xiàng)目的速度，并在短時(shí)間內(nèi)精通代碼庫。C 代碼庫很難摸索，因?yàn)樗鼈兒苋菀鬃兂梢粋€由宏和特定于項(xiàng)目和給定團(tuán)隊(duì)的嵌套。Go 的語法，以及其內(nèi)置的代碼格式和項(xiàng)目管理工具，都是為了避免這些機(jī)制問題。

Go 還提供額外的功能，像 Goroutines 和 Channels，用于處理并發(fā)性的語言級工具以及組件之間的消息傳遞。在 C 語言里面只能自己實(shí)現(xiàn)或者用三方庫，但是 Go 以開箱即用的方式提供了這些特性，讓我們在開發(fā)需要類似功能的軟件的時(shí)候，變得極其方便。

Go 與 C 在后臺上，大區(qū)別在于內(nèi)存管理。默認(rèn)情況下，Go 對象被自動管理和回收。對于大多數(shù)編程工作來說，這非常方便。但這也意味著任何需要對內(nèi)存進(jìn)行特殊處理的程序，會比較難辦。

Go 的確包含了一個unsafe的包，用于規(guī)避 Go 的一些類型處理安全性，例如使用 Pointer 類型讀取和寫入任意內(nèi)存。但unsafe伴有一個警告，即用它編寫的程序“可能不可移植，并且不受 Go 1 兼容性準(zhǔn)則保護(hù)”。

Go 非常適合構(gòu)建命令行程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等程序，因?yàn)樗鼈兒苌傩枰@樣的細(xì)粒度操作。但是低級的設(shè)備驅(qū)動、內(nèi)核空間操作系統(tǒng)組件以及其他需要對內(nèi)存布局和管理進(jìn)行嚴(yán)格控制的任務(wù)最好是在 C 中創(chuàng)建。

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C vs. Rust

在某些方面，Rust 是對 C 和 C++ 造成的內(nèi)存管理難題的回應(yīng)，也是對這些語言許多其他缺點(diǎn)的回應(yīng)。Rust 編譯為本機(jī)代碼，因此在性能上與 C 相當(dāng)。不過，默認(rèn)情況下，內(nèi)存安全是 Rust 的主要賣點(diǎn)。

Rust 的語法和編譯規(guī)則幫助開發(fā)者避免常見的內(nèi)存管理錯誤。如果一個程序存在跨過 Rust 語法的內(nèi)存管理問題，那么它就不會編譯。使用該語言的新手，尤其是從像 C 這樣為此類錯誤提供了大量空間的語言轉(zhuǎn)過來的新手，他們學(xué)習(xí) Rust 的第一階段是如何安撫編譯器。但是 Rust 支持者認(rèn)為，這種短期的痛苦將得到一個長期的回報(bào)：不會犧牲速度的更安全的代碼。

Rust 也可以用它的工具改善 C。默認(rèn)情況下，項(xiàng)目和組件管理是 Rust 提供的工具鏈的一部分，與 Go 相同。有一種默認(rèn)的、推薦的方式來管理包、組織項(xiàng)目文件夾，以及處理許多其他事情，這最多是臨時(shí)措施，每個項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)處理它們的方式都是不同的。

盡管如此，對于 C 開發(fā)人員來說，被吹捧為 Rust 優(yōu)勢的東西可能看起來不是那樣的。Rust 的編譯時(shí)安全特性不能被禁用，所以即使是再小的 Rust 程序也必須符合 Rust 的內(nèi)存安全限制。默認(rèn)情況下，C 可能不太安全，但在必要時(shí)，它更靈活，更寬容。

另一個可能的缺點(diǎn)是 Rust 語言的大小。即使考慮到標(biāo)準(zhǔn)庫，C 的新特性也相對較少。Rust 特性集正在蔓生并持續(xù)增長。與 C++ 相比，較大的 Rust 特性集意味著更強(qiáng)大的能力，但也更復(fù)雜。C 是一種較小的語言，但更容易建模，因此可能更適合于 Rust 看上去有點(diǎn)過火的項(xiàng)目中。

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C vs. Python

現(xiàn)在，每當(dāng)談?wù)撥浖_發(fā)時(shí)，Python 似乎總是能進(jìn)入到討論中。畢竟，Python 是“第二個適合所有事情的語言”，毫無疑問，它是最通用的語言之一，有數(shù)千個第三方庫。

Python 強(qiáng)調(diào)的是開發(fā)速度而不是執(zhí)行速度，這是它與 C 的大區(qū)別。用另一種語言（如 C 語言）組裝一個程序可能需要一個小時(shí)，而用 Python 只需幾分鐘。另一方面，該程序在 C 語言中執(zhí)行可能只需要幾秒鐘，而在 Python 中運(yùn)行則需要一分鐘。（一個很好的經(jīng)驗(yàn)法則：Python 程序的運(yùn)行速度通常比 C 程序慢一個數(shù)量級）。但是對于現(xiàn)代硬件上的許多工作來說，Python 足夠快，這是它獲得成功的關(guān)鍵。

另一個主要區(qū)別在于內(nèi)存管理。Python 程序完全是由 Python 運(yùn)行時(shí)進(jìn)行內(nèi)存管理，因此開發(fā)人員不必?fù)?dān)心分配和釋放內(nèi)存的困難。但這里再次強(qiáng)調(diào)，開發(fā)者的輕松是以犧牲運(yùn)行時(shí)性能為代價(jià)的。編寫 C 程序需要謹(jǐn)慎地注意內(nèi)存管理，但是生成的程序通常是純機(jī)器速度的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

然而，其實(shí) Python 和 C 之間有一個很深的聯(lián)系：參考 Python 運(yùn)行時(shí)是用 C 寫的。這允許 Python 程序打包 C 和 C++ 編寫的庫。Python 生態(tài)系統(tǒng)中一些重要的第三方庫，如機(jī)器學(xué)習(xí)，其核心是 C 代碼。

如果開發(fā)速度比執(zhí)行速度更重要，并且如果程序的大部分執(zhí)行部分可以隔離成獨(dú)立的組件（而不是分散在整個代碼中），那么純 Python 或 Python 和 C 庫的混合比單獨(dú)使用 C 更好。否則的話，C 仍然是霸主。

原文：Serdar Yegulalp

名稱欄目：時(shí)至今日，為何C語言在軟件開發(fā)領(lǐng)域的地位仍無法撼動-創(chuàng)新互聯(lián)
轉(zhuǎn)載源于：http://aaarwkj.com/article40/copoeo.html

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