C語言程序運行時要比其他語言編寫的程序快得多，因為它“離底層機器很近”，這個說法正確嗎?

如果正確，那究竟是什么阻止了其他語言編寫的程序和C語言程序一樣快呢?

C語言程序快是因為它簡單

編程語言其實就是程序員與機器溝通的一門“外語”，可以認(rèn)為編程語言是為程序員和機器服務(wù)的。事實上，在設(shè)計編程語言時，常常需要在一些問題上取舍以尋求平衡，天平的兩端則分別是程序員和機器。

人類和計算機的思考方式是有很大差異的，因此如果某種編程語言偏向程序員，那么可能程序員寫程序會很方便，但是最終得到的程序?qū)C器就不夠友好了，效率會有損失。例如 Python，JavaScript 等腳本語言。

相反，如果某種編程語言偏向機器，那么最終得到的程序效率會得到最大程度的提升，但是這樣的編程語言可能對于程序員就會不太友好，開發(fā)效率會有所降低。這類編程語言以C語言，以及匯編語言為代表。

開發(fā)效率會有所降低

C語言誕生時，計算機技術(shù)還不是很發(fā)達，這可能是影響“天平”平衡的一個重要因素。如今，新出現(xiàn)的一些編程語言通常都會更加“照顧”程序員，“垃圾回收”以及“動態(tài)類型”等機制幾乎已經(jīng)成為標(biāo)配了。

原因也很簡單，因為在如今快節(jié)奏(快到“浮躁”)的社會，開發(fā)效率低下的編程語言是無法得到廣泛發(fā)展的。

正如前文所說，當(dāng)編程語言的“天平”向程序員傾斜時，最終得到的程序效率自然會有所降低。因為編程語言要“照顧”程序員是要付出代價的——“垃圾回收”等機制本身也會消耗相當(dāng)一部分的計算機性能。雖然今天的計算機技術(shù)已經(jīng)大大發(fā)展，但是計算機的運算能力始終是有限的。

計算機的運算能力始終是有限的

而C語言也沒有這些額外的機制，自然最終C語言程序的運行速度也會比別的語言程序高。當(dāng)然，這也意味著C語言程序員需要自己管理分配的內(nèi)存，自己避免內(nèi)存溢出、泄漏等問題，還要自己處理變量的類型。

再來談?wù)凜語言

設(shè)計人員在設(shè)計C語言時，更多考慮的是最終C程序的運行效率，因此像下面這樣的幾種安全檢查，都要依賴程序員自己，C語言本身是不會檢查的：

數(shù)組的索引邊界未初始化的變量值內(nèi)存是否泄漏空指針的引用以數(shù)組的應(yīng)用為例，Java程序設(shè)計語言會在虛擬機中進行一些方法調(diào)用、綁定檢查以及其他的一些安全檢查。這是語言本身提供的服務(wù)，這些檢查隱藏在底層，對開發(fā)應(yīng)用的程序員是不可見的。但是這樣的安全檢查無疑對程序員是友好的，因為它增加了應(yīng)用的安全性。

安全檢查無疑對程序員是友好的

而在C語言程序開發(fā)中，即使是一些非常瑣碎的事情也要程序員自己處理。例如在執(zhí)行 memcpy() 等內(nèi)存操作時，是不會檢查要復(fù)制的內(nèi)存區(qū)域是否有重疊的。

C語言的這些特性在有些程序員看來是缺陷，但其他一些程序員卻認(rèn)為這是一種靈活，能夠讓程序員具有更大的權(quán)限的管理機器，以及獲得計算機的每一點性能。

雖然C語言號稱是一種支持可移植程序開發(fā)的編程語言，它的一些語法也盡力實現(xiàn)這一目標(biāo)，但是C語言并不想強迫程序員以可移植的方式編寫代碼，以防止C語言成為“高級匯編語言”，畢竟編寫特定于機器的代碼是C語言的優(yōu)勢之一。

C語言作為一門古老的編程語言，其熱度卻始終沒有減少，自然的，C語言近些年也是得到很多發(fā)展和拓展的，從C89到C90，再到C99，C11標(biāo)準(zhǔn)。但是C語言始終沒有偏離它的基本精神：

相信程序員，盡量把控制權(quán)交給程序員。不阻止程序員做他想做的事，例如有時數(shù)組下標(biāo)為負(fù)也允許 arr[-1]。保持語言簡潔。只提供一種操作方法。保持C語言程序的高效率，即使可能會與可移植性相悖。最后一句需要稍加解釋：生成高效的程序是C語言的最重要的優(yōu)點之一。為了確?？此品浅：唵蔚牟僮鞑粫?dǎo)致崩潰，C語言有時寧愿在通用抽象規(guī)則上做出讓步，這也是C語言標(biāo)準(zhǔn)中有許多“未定義”的規(guī)則。

C語言有時寧愿在通用抽象規(guī)則上做出讓

例如，short int，int， long int 整數(shù)類型究竟占用多少內(nèi)存空間，C語言標(biāo)準(zhǔn)并沒有給出確定的定義，這就意味著這幾種整數(shù)類型在不同的機器上占用內(nèi)存空間大小可能是不同的。再比如，雖然C語言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 char 類型占用一字節(jié)內(nèi)存空間，但是卻沒有定義其符號，也就是說 char 類型在有的機器上是有符號的，而在其他機器上可能是無符號的。

C語言的缺點

正如前文討論的，C語言的“天平”更加偏向機器，這使得C語言程序員的工作量增加不少。有一些 Java 程序員甚至說：“C語言程序員花費一個月開發(fā)的程序運行需要 0.05 秒，而我只需要一天就能開發(fā)出這樣的程序，它運行只需要 0.1 秒，所以，C語言快嗎?”

雖然略微夸張了一些，但是的確應(yīng)該考慮這樣的問題。一般來說，C語言程序本身的確會比其他編程語言程序快一些，但是有些項目的確不需要那么快，它們對 deadline 的要求更加苛刻，這時可能C語言就不再那么合適了。

因此，C語言程序的效率的確高，但它是以犧牲程序員開發(fā)效率換來的。這其實決定了它與其他編程語言的應(yīng)用領(lǐng)域，如果追求資源消耗以及效率的極致，那么C語言無疑是最佳的選擇。這個領(lǐng)域以嵌入式領(lǐng)域為代表。如果項目更多追求的是開發(fā)效率，那么C語言顯然就不是合適的人選了。

歡迎在評論區(qū)一起討論，質(zhì)疑。

寫在最后：對于準(zhǔn)備成為一名優(yōu)秀程序員的朋友，如果你想更好的提升你的編程核心能力，讓自己成為一個具有真材實料的厲害的程序員，不妨從現(xiàn)在開始!C/C++，永不過時的編程語言~

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原文標(biāo)題：編程小知識：C語言程序為什么是效率最快的?

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審核編輯：湯梓紅