我们需要C的替代品吗？

C是一种广泛使用的语言，用于对从OS内核到加密库的任何程序进行编程。现在该更换了吗?

尽管C编程语言早在1972年就已发布，但它仍是当今使用最广泛的语言之一，并且按照当今的标准存在许多限制和缺陷。

> Programming language popularity, 2020 by TIOBE

这就是为什么应该替换C的关键原因。太多关键软件都是用C / C ++编写的，其含义广泛。一个示例是OpenSSL之类的库中的错误。众所周知，C在捕获诸如缓冲区溢出之类的问题时表现很差。C是一种允许您以多种方式射击自己的语言。

热衷于动态语言的人听起来可能很奇怪。但是，这里的问题是类型安全。诸如Python和Julia之类的动态语言通常会错误地使用类型。例如在if语句中使用整数。动态语言在编译时可能不会遇到问题，但是如果它们具有强大的类型系统，那么在运行时会遇到很多问题。这对于安全性尤其重要。安全漏洞在很大程度上归因于导致不确定的行为，而不是受控的关闭。

但是如果C太糟糕了，为什么还没有被替换呢?有很多原因。在某种程度上，它已经被替换了。Java，C#，C ++和许多其他语言已经接管了以前用C完成的任务。

因此，这实际上是关于剩下的那种软件，其中C仍然占主导地位：

• 操作系统内核。Linux，例如
• 微控制器
• 视频编解码器
• 共享的低级库，例如OpenSSL
• Unix命令行工具，例如ls，cat和git

为什么C仍然主导着这些领域?因为直到最近的替代方案还不是很好。上世纪90年代，许多语言(例如Java，C#，VB.NET和F#)似乎主要致力于创建垃圾收集托管语言。对于上面列出的示例，不是一个很好的解决方案。

然后在80年代和90年代出现了其他语言，例如Perl，Python，Ruby，JavaScript，它们都不适合这些任务。

当然，一直存在其他静态类型的语言，例如Ada，Modula-2等。但是，这些语言通常并不能满足人们现有的技能要求，也可以轻松地与现有的C库一起使用。

曾经有诸如D之类的语言，但是它具有C ++级别的复杂性，可能对C开发人员没有吸引力。它最初还要求进行垃圾收集，这很可能使其不适用于所提到的许多领域。您不想在尝试保持帧速率时启动垃圾收集器。

Go and Rust 的可能性

我认为对C和C ++的现代化表现出浓厚兴趣的第一个真实迹象是Go和Rust的日益普及。我们看到过去通常使用C或C ++编写的许多典型工具现在都用Go或Rust编写。大量的命令行工具，已经用这两种语言编写。我在这里介绍了其中一些工具。您会看到人们试图用Rust编写游戏引擎。

LLVM：缺少的难题

我相信由于LLVM的成熟，提供替代C语言的可能性很大。LLVM意味着生成高性能代码并针对许多平台的真正复杂的工作已解决。它使更多人可以进行语言开发。

Go和Rust都为如何重新思考C / C ++以及如何利用LLVM和LLVM带来了一些灵感，出现了一些可能的C替代品的家庭手工业：

• Zig，我已经详细介绍了。
• Odin，看起来像Go的C替代品。
• V语言。另一种类似C的语言，具有大量的Go和Rust启发。

什么是可替代C的语言?

要替换C，通常需要一种语言来适应C仍占主导地位。并非所有类型的语言都适合于此。因此，我列出的语言具有许多共同点，可以替代C：

• 现有的C库易于重用。Ada，Modula-2等在很大程度上失败了，因为您无法在大型C生态系统中有效使用它们。
• 以已建立的知识和惯例为基础。Go确实很快就可以使用，因为尽管语法有所更改，但API和编码方式与C程序员非常相似。
• 没有垃圾收集/手动内存管理。C在需要严格控制内存使用的区域中占主导地位。在这个空间中，垃圾收集不会削减它。这就是阻止Go完全替代C的原因。
• 小二进制文件。像C一样，Zig使您可以制作很小的二进制文件。如果要在嵌入式空间中使用其他语言，则不能使用会产生较大二进制代码的语言(例如Go)。
• 系统级友好。您需要能够操纵位和字节。您需要良好的二进制运算符和指针。在过去的几十年中，许多语言都没有合适的指针。Java使指针成为一个脏话，但Go却部分地将其带回来。
• 逐步替换C代码。与C具有很好的二进制兼容性。

让我们扩展最后一点。如果这意味着您需要一次性重写整个程序，那么甚至没有人会开始着手替换现有的C基础结构。以我的经验，可以很容易地从Objective-C过渡到Swift的一件事是，我实际上可以一次重写一个方法，重新编译并测试该程序。

使用诸如Zig之类的语言，您可以轻松地做到这一点。

结论

我们应该替换C的原因有很多，而以前从未做过的主要原因是，重点放在了其他地方，而缺少工具。这不是一个大型组织必须决定做的事情。您需要让一些家庭手工业的人轻松尝试一下。以LLVM为工具，以Go作为灵感，这是今天完全可能的。

我个人认为C将被替换吗?我没有屏住呼吸。这是一个漫长的过程，我们还没有明确的赢家。大型组织不会打算采用Zig，Odin，V或其他任何方式，直到出现明确的替代方案。

替换甚至意味着什么?Cobol仍在进行许多金融交易。但是我认为我们可以说已经取代了Cobol，因为今天没有人会故意为任何新项目选择Cobol。人们将尽可能地尝试远离它。

同样，许多经过良好测试的C代码也不会被重写。它只会流连忘返。但是我们将来可能会达到这样的地步，因为在C传统上占主导地位的领域中，其他语言只是被C所取代。

新闻标题：我们需要C的替代品吗？
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