Programski jezik C

UVOD
C je programski jezik opće namjene. Tijesno je povezan s operativnim sistemom UNIX na kojemu je razvijen, jer su i sistem i većina programa koji rade na UNIX-u napisani baš u C-u. Jezik, ipak, nije vezan samo za jedan operativni sistem ili računalo; iako je nazvan “jezikom za sistemsko programiranje” zato što se koristi pri pisanju prevoditelja i operativnih sistema, podjednako se dobro koristi za programiranje u drugim područjima. Većina bitnih ideja C-a potječe od jezika BCPL koji je razvio Martin Richards. Utjecaj BCPL-a na C ostvaren je indirektno preko B jezika koji je 1970. napisao Ken Thompson za prvi UNIX sistem na DEC PDP-7 računalu.
BCPL i B su jezici bez “tipova podataka”. Nasuprot njemu, C nudi mnoštvo različitih tipova podataka. Osnovni tipovi su znaci, cjelobrojne vrijednosti i vrijednosti iz područja realnih brojeva (vrijednosti s pomičnim zarezom) u više veličina. Uz to postoji hijerarhija izvedenih tipova podataka kreiranih pokazivačima, poljima, strukturama i unijama. Izrazi se sastoje od operatora i operanda; bilo koji izraz, uključujući i dodjelu vrijednosti ili pozivanje funkcije, može biti naredba. Pokazivači omogućuju nezavisnu adresnu aritmetiku.
C nudi osnovne konstrukcije za kontrolu toka koje traže dobro strukturirani programi: grupiranje naredbi, donošenje odluka (if-else), izbor (switch), petlje s uvjetima na početku (while) i na kraju (do), te izlaz iz petlje prije kraja (break). Funkcije mogu vraćati vrijednosti osnovnih tipova, struktura, unija ili pokazivača. Bilo koja funkcija može se rekurzivno pozivati. Lokalne varijable su tipično “automatske” (gube vrijednost pri izlasku iz funkcije) ili se kreiraju svakim novim pozivanjem. Definicije funkcija ne moraju se umetati, a varijable se mogu deklarirati u blokovima. Funkcije C programa mogu se nalaziti u različitim izvornim datotekama koje se posebno prevode. Varijable mogu biti unutrašnje, vanjske (za koje se zna samo unutar jedne izvorne datoteke) ili dostupne cijelom programu (globalne). Preprocesorska faza obavlja makrosupstitucije na izvornom tekstu programa, uključivanje ostalih
izvornih datoteka i uvjetno prevođenje. C je jezik relativno “niskog nivoa”. Ovakav epitet nije nedostatak, već govori da C radi s istim vrstama objekata s kojima rade i sama računala, a to su znakovi, brojevi i adrese. Ovi objekti se mogu kombinirati i premještati pomoću aritmetičkih i logičkih operatora kojima su opremljena postojeća računala. C ne radi direktno sa složenim objektima kao što su nizovi znakova, skupovi, liste ili matrice. Ne postoje operacije koje obrađuju cijelu matricu ili niz, iako strukture mogu biti kopirane kao jedinka. C ne definira ni jednu drugu mogućnost memoriranja lokacija osim statičke definicije i discipline stoga, koja je omogućena lokalnim varijablama funkcija; ovdje nema nagomilavanja ili skupljanja nebitnih elemenata. Na kraju, sam C ne nudi ulazno/izlazne olakšice; u njemu ne postoje READ ili WRITE stanja, te nema ugrađenih metoda za pristup datotekama. Svi ovi mehanizmi “višeg nivoa” moraju biti određeni funkcijama koje se zovu eksplicitno. Manje-više sve implementacije C-a imaju standardnu kolekciju takovih funkcija. Shodno tomu, C zapravo nudi samo jednoznačni kontrolni tok: uvjeta, petlji, grupiranja i potprograma, ali ne i multiprogramiranje, paralelne operacije ili sinkronizaciju. Iako nepostojanje neke od ovih karakteristika može izgledati kao ozbiljan nedostatak (“Znači da bih usporedio dva znakovna niza moram pozivati funkciju?”), održavanje jezika na umjerenoj razini ima svoju
stvarnu korist. Pošto je C relativno mali jezik, dade se opisati na relativno malo prostora i naučiti brzo. Programer s punim pravom može očekivati lako učenje i razumijevanje korektne upotrebe cijelog jezika. Dugi niz godina, jedina definicija C-a je bio referentni priručnik prvog izdanja ove knjige. American National Standards Institute (ANSI) je 1983.god. osnovao udrugu koja se skrbila za modernu i cjelovitu definiciju C-a. Očekuje se da će ANSI standard, ili ANSI C biti odobren u 1988.god. (odobren je op.prev). Sve karakteristike standarda već su podržane preko novih prevoditelja. Standard se bazira na originalnom referentnom priručniku. Jezik je razmjerno malo mijenjan; jedan od ciljeva standarda je bio osigurati da većina postojećih programa ostane primjenjiva, ili, ako to ne uspije, prevoditelji moraju dati upozorenje o drugačijem načinu rada. Za većinu programera, najbitnija promjena je u novoj sintaksi za deklariranje i definiranje funkcija. Deklaracija funkcije može sada imati opis argumenata funkcije; sintaksa definicije je na određen način izmijenjena. Ova dodatna informacija pomaže da prevoditelji mnogo lakše otkrivaju greške nastale neslaganjem argumenata; po našem iskustvu, to je vrlo koristan dodatak jeziku. Postoje i još neke, manje izmjene. Dodjela struktura i nizova dobivenih pobrojavanjem, koji su se naširoko primjenjivali, postali su i zvanično dio jezika. Izračunavanje realnih brojeva može se obaviti i jednostrukom točnošću. Aritmetička svojstva, posebice za neoznačene tipove su razjašnjena. Preprocesor je savršeniji. Većina od ovih promjena ipak neće previše zanimati programere. Drugi značajan doprinos standarda je definicija biblioteke koja prati C jezik. Ona određuje funkcije za pristup operativnom sistemu (npr. za čitanje i pisanje datoteka), formatira ulaz i izlaz, određuje položaj u
memoriji, radi s nizovima i sl. Zbirka standardnih zaglavlja osigurava jednoznačan pristup deklaracijama Programski jezik C Uvod funkcija i tipovima podataka. Da bi mogli biti u vezi sa osnovnim sistemom, programi što koriste ovu biblioteku su zasigurno kompatibilni i portabilni. Mnoge biblioteke su vrlo slične modelu standardne ulaz/izlaz biblioteke UNIX sistema. Ova biblioteka je opisana u prvom izdanju i masovno je bila u upotrebi na drugim sistemima. Kažimo ipak, još jednom, da mnogi programeri neće uočiti bitnije izmjene. Zbog toga što tipove podataka i kontrolnih struktura određenih C-om podržava veliki broj računala, radna biblioteka koja je snabdjevena vlastitim programima jest mala. Jedino se funkcije iz standardne biblioteke pozivaju eksplicitno, a i one se mogu zaobići. Te funkcije daju se napisati u C-u, te prenijeti s računala na računalo, osim onih koje neposredno oslikavaju konkretno računalo na kojemu se radi i njegov operativni sistem. Iako C odgovara mogućnostima većine računala, on je nezavisan od konkretne arhitekture računalskog sustava. Sa malo pažnje lako je napisati prenosive programe, što znači programe koje možemo pokrenuti bez zahtjeva za sklopovskim promjenama. Standard čini sve aspekte prenosivosti eksplicitnim, a
propisuje i skup konstanti koje karakteriziraju računalo na kojem se program vrti. C nije strogo tipiziran, ali kako se razvijao, njegova kontrola tipova je jačala. Originalna definicija C-a
ne odobrava, ali dopušta zamjenu pokazivača i cijelih brojeva; nakon dužeg razdoblja i to je riješeno, i standard zahtjeva točne deklaracije i jasne konverzije koje su činili dobri prevoditelji. Nove deklaracije funkcija su slijedeći korak u tom smjeru. Prevoditelji će upozoriti na većinu tipskih grešaka, mada ne postoji automatsko pretvaranje neusuglašenih tipova podataka. C ipak zadržava osnovnu filozofiju koju programeri poznaju; on samo zahtjeva jasno definiranje ciljeva. C, kao i svaki drugi jezik ima svoje nedostatke. Neki operatori imaju pogrešan prioritet; neki dijelovi sintakse mogli bi biti bolji. Pored svega, C se dokazao kao jedan od najkorisnijih i najsadržajnijih za veliki broj različitih aplikacija.