Week 4 : โปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์ (C)

สำหรับวันนี้จะมีพูดถึงภาษาซี ซึ่งเป็นภาษาโปรแกรมสำหรับคอมพิวเตอรืซึ่งมันยากมาก ดิฉันไม่ค่อยเข้าใจสักเท่าไหร่เองเหมือนกัน  แต่ก็จะพยายามอธิบาย พยายามศึกษาค่ะ ขอบคุณค่ะ ♥

ภาษาซี (C) เป็นภาษาโปรแกรมสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป เริ่มพัฒนาขึ้นระหว่าง พ.ศ. 2512-2516 (ค.ศ. 1969-1973) โดยเดนนิส ริชชี่ (Denis Retchie) ที่เอทีแอนด์ทีเบลล์แล็บส์ (AT&T Bell Labs) ภาษาซีมีเครื่องมืออำนวยความสะดวกสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างและอนุญาตให้มีขอบข่ายตัวแปร (scope) และการเรียกซ้ำ (recursion) ในขณะที่ระบบชนิดตัวแปรอพลวัตก็ช่วยป้องกันการดำเนินการที่ไม่ตั้งใจหลายอย่าง เหมือนกับภาษาโปรแกรมเชิงคำสั่งส่วนใหญ่ในแบบแผนของภาษาอัลกอล การออกแบบของภาษาซีมีคอนสตรักต์ (construct) ที่โยงกับชุดคำสั่งเครื่องทั่วไปได้อย่างพอเพียง จึงทำให้ยังมีการใช้ในโปรแกรมประยุกต์ซึ่งแต่ก่อนลงรหัสเป็นภาษาแอสเซมบลี คือซอฟต์แวร์ระบบอันโดดเด่นอย่างระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ ยูนิกซ์ 

ภาษาซีเป็นภาษาโปรแกรมหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดตลอดกาล  และตัวแปลโปรแกรมของภาษาซีมีให้ใช้งานได้สำหรับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการต่าง ๆ เป็นส่วนมาก

ภาษาหลายภาษาในยุคหลังได้หยิบยืมภาษาซีไปใช้ทั้งทางตรงและทางอ้อม ตัวอย่างเช่น ภาษาดี ภาษาโก ภาษารัสต์ ภาษาจาวา จาวาสคริปต์ ภาษาลิมโบ ภาษาแอลพีซี ภาษาซีชาร์ป ภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซี ภาษาเพิร์ล ภาษาพีเอชพี ภาษาไพทอนภาษาเวอริล็อก (ภาษาพรรณนาฮาร์ดแวร์)  และซีเชลล์ของยูนิกซ์ ภาษาเหล่านี้ได้ดึงโครงสร้างการควบคุมและคุณลักษณะพื้นฐานอื่น ๆ มาจากภาษาซี ส่วนใหญ่มีวากยสัมพันธ์คล้ายคลึงกับภาษาซีเป็นอย่างมากโดยรวม (ยกเว้นภาษาไพทอนที่ต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง) และตั้งใจที่จะผสานนิพจน์และข้อความสั่งที่จำแนกได้ของวากยสัมพันธ์ของภาษาซี ด้วยระบบชนิดตัวแปร ตัวแบบข้อมูล และอรรถศาสตร์ที่อาจแตกต่างกันโดยมูลฐาน ภาษาซีพลัสพลัสและภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีเดิมเกิดขึ้นในฐานะตัวแปลโปรแกรมที่สร้างรหัสภาษาซี ปัจจุบันภาษาซีพลัสพลัสแทบจะเป็นเซตใหญ่ของภาษาซี  ในขณะที่ภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีก็เป็นเซตใหญ่อันเคร่งครัดของภาษาซี ^[10]

ก่อนที่จะมีมาตรฐานภาษาซีอย่างเป็นทางการ ผู้ใช้และผู้พัฒนาต่างก็เชื่อถือในข้อกำหนดอย่างไม่เป็นทางการในหนังสือที่เขียนโดยเดนนิส ริตชี และไบรอัน เคอร์นิกัน (Brian Kernighan) ภาษาซีรุ่นนั้นจึงเรียกกันโดยทั่วไปว่า ภาษาเคแอนด์อาร์ซี(K&R C) ต่อมา พ.ศ. 2532 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (ANSI) ได้ตีพิมพ์มาตรฐานสำหรับภาษาซีขึ้นมา เรียกกันว่า ภาษาแอนซีซี (ANSI C) หรือ ภาษาซี89 (C89) ในปีถัดมา องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) ได้อนุมัติให้ข้อกำหนดเดียวกันนี้เป็นมาตรฐานสากล เรียกกันว่า ภาษาซี90 (C90) ในเวลาต่อมาอีก องค์การฯ ก็ได้เผยแพร่ส่วนขยายมาตรฐานเพื่อรองรับสากลวิวัตน์ (internationalization) เมื่อ พ.ศ. 2538 และมาตรฐานที่ตรวจชำระใหม่เมื่อ พ.ศ. 2542 เรียกกันว่า ภาษาซี99 (C99) มาตรฐานรุ่นปัจจุบันก็ได้รับอนุมัติเมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2554 เรียกกันว่า ภาษาซี11 (C11) 

ลักษณะเฉพาะ

ภาษาซีมีสิ่งอำนวยสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง และสามารถกำหนดขอบข่ายตัวแปรและเรียกซ้ำ เช่นเดียวกับภาษาโปรแกรมเชิงคำสั่งส่วนใหญ่ในสายตระกูลภาษาอัลกอล ในขณะที่ระบบชนิดตัวแปรแบบอพลวัตช่วยป้องกันการดำเนินการที่ไม่ได้ตั้งใจ รหัสที่ทำงานได้ทั้งหมดในภาษาซีถูกบรรจุอยู่ในฟังก์ชัน พารามิเตอร์ของฟังก์ชันส่งผ่านด้วยค่าของตัวแปรเสมอ ส่วนการส่งผ่านด้วยการอ้างอิงจะถูกจำลองขึ้นโดยการส่งผ่านค่าตัวชี้ ชนิดข้อมูลรวมแบบแตกต่าง (struct) ช่วยให้สมาชิกข้อมูลที่เกี่ยวข้องกันสามารถรวมกันและจัดการได้ในหน่วยเดียว รหัสต้นฉบับของภาษาซีเป็นรูปแบบอิสระ ซึ่งใช้อัฒภาค (;) เป็นตัวจบคำสั่ง (มิใช่ตัวแบ่ง)

ภาษาซียังมีลักษณะเฉพาะต่อไปนี้เพิ่มเติม

• ตัวแปรอาจถูกซ่อนในบล็อกซ้อนใน
• ชนิดตัวแปรไม่เคร่งครัด เช่นข้อมูลตัวอักษรสามารถใช้เป็นจำนวนเต็ม
• เข้าถึงหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ในระดับต่ำโดยแปลงที่อยู่ในเครื่องด้วยชนิดตัวแปรตัวชี้ (pointer)
• ฟังก์ชันและตัวชี้ข้อมูลรองรับการทำงานในภาวะหลายรูปแบบ (polymorphism)
• การกำหนดดัชนีแถวลำดับสามารถทำได้ด้วยวิธีรอง คือนิยามในพจน์ของเลขคณิตของตัวชี้
• ตัวประมวลผลก่อนสำหรับการนิยามแมโคร การรวมไฟล์รหัสต้นฉบับ และการแปลโปรแกรมแบบมีเงื่อนไข
• ความสามารถที่ซับซ้อนเช่น ไอ/โอ การจัดการสายอักขระ และฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ รวมอยู่ในไลบรารี
• คำหลักที่สงวนไว้มีจำนวนค่อนข้างน้อย
• ตัวดำเนินการแบบประสมจำนวนมาก อาทิ +=, -=, *=, ++ ฯลฯ

โครงสร้างการเขียน คล้ายภาษาบีมากกว่าภาษาอัลกอล ตัวอย่างเช่น

• ใช้วงเล็บปีกกา { ... } แทนที่จะเป็น begin ... end ในภาษาอัลกอล 60 หรือวงเล็บโค้ง ( ... ) ในภาษาอัลกอล 68
• เท่ากับ = ใช้สำหรับกำหนดค่า (คัดลอกข้อมูล) เหมือนภาษาฟอร์แทรน แทนที่จะเป็น := ในภาษาอัลกอล
• เท่ากับสองตัว == ใช้สำหรับเปรียบเทียบความเท่ากัน แทนที่จะเป็น .EQ. ในภาษาฟอร์แทรนหรือ = ในภาษาเบสิกและภาษาอัลกอล
• ตรรกะ "และ" กับ "หรือ" แทนด้วย && กับ || ตามลำดับ แทนที่จะเป็นตัวดำเนินการ ∧ กับ ∨ ในภาษาอัลกอล แต่ตัวดำเนินการดังกล่าวจะไม่ประเมินค่าตัวถูกดำเนินการทางขวา ถ้าหากผลลัพธ์จากทางซ้ายสามารถพิจารณาได้แล้ว เหตุการณ์เช่นนี้เรียกว่าการประเมินค่าแบบลัดวงจร (short-circuit evaluation) และตัวดำเนินการดังกล่าวก็มีความหมายต่างจากตัวดำเนินการระดับบิต & กับ |

คุณลักษณะที่ขาดไป

ธรรมชาติของภาษาในระดับต่ำช่วยให้โปรแกรมเมอร์ควบคุมสิ่งที่คอมพิวเตอร์กระทำได้อย่างใกล้ชิด ในขณะที่อนุญาตให้มีการปรับแต่งพิเศษและการทำให้เหมาะที่สุดสำหรับแพลตฟอร์มหนึ่งใดโดยเฉพาะ สิ่งนี้ทำให้รหัสสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบนฮาร์ดแวร์ที่มีทรัพยากรจำกัดมาก ๆ ได้เช่นระบบฝังตัว

ภาษาซีไม่มีคุณลักษณะบางอย่างที่มีในภาษาอื่นอาทิ

• ไม่มีการนิยามฟังก์ชันซ้อนใน
• ไม่มีการกำหนดค่าแถวลำดับหรือสายอักขระโดยตรง (การคัดลอกข้อมูลจะกระทำผ่านฟังก์ชันมาตรฐาน แต่ก็รองรับการกำหนดค่าวัตถุที่มีชนิดเป็น struct หรือ union)
• ไม่มีการเก็บข้อมูลขยะโดยอัตโนมัติ
• ไม่มีข้อกำหนดเพื่อการตรวจสอบขอบเขตของแถวลำดับ
• ไม่มีการดำเนินการสำหรับแถวลำดับทั้งชุดในระดับตัวภาษา
• ไม่มีวากยสัมพันธ์สำหรับช่วงค่า (range) เช่น A..B ที่ใช้ในบางภาษา
• ก่อนถึงภาษาซี99 ไม่มีการแบ่งแยกชนิดข้อมูลแบบบูล (ค่าศูนย์หรือไม่ศูนย์ถูกนำมาใช้แทน) 
• ไม่มีส่วนปิดคลุมแบบรูปนัย (closure) หรือฟังก์ชันในรูปแบบพารามิเตอร์ (มีเพียงตัวชี้ของฟังก์ชันและตัวแปร)
• ไม่มีตัวสร้างและโครูทีน การควบคุมกระแสการทำงานภายในเทร็ดมีเพียงการเรียกใช้ฟังก์ชันซ้อนลงไป เว้นแต่การใช้ฟังก์ชัน longjmp หรือ setcontext จากไลบรารี
• ไม่มีการจัดกระทำสิ่งผิดปรกติ (exception handling) ฟังก์ชันไลบรารีมาตรฐานจะแสดงเงื่อนไขข้อผิดพลาดด้วยตัวแปรส่วนกลาง errno และ/หรือค่ากลับคืนพิเศษ และฟังก์ชันไลบรารีได้เตรียม goto แบบไม่ใช่เฉพาะที่ไว้ด้วย
• การเขียนโปรแกรมเชิงมอดูลรองรับแค่ระดับพื้นฐานเท่านั้น
• การโอเวอร์โหลดฟังก์ชันหรือตัวดำเนินการไม่รองรับภาวะหลายรูปแบบขณะแปลโปรแกรม
• การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุรองรับในระดับที่จำกัดมาก โดยพิจารณาจากภาวะหลายรูปแบบกับการรับทอด (inheritance)
• การซ่อนสารสนเทศ (encapsulation) รองรับในระดับที่จำกัด
• ไม่รองรับโดยพื้นฐานกับการทำงานแบบมัลติเทร็ดและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
• ไม่มีไลบรารีมาตรฐานสำหรับคอมพิวเตอร์กราฟิกส์และความจำเป็นหลายอย่างในการเขียนโปรแกรมประยุกต์

คุณลักษณะเหล่านี้จำนวนหนึ่งมีให้ใช้ได้จากส่วนขยายในตัวแปลโปรแกรมบางตัว หรือจัดสรรไว้แล้วในสภาพแวดล้อมของระบบปฏิบัติการ (เช่นโพสซิกซ์) หรือจัดเตรียมโดยไลบรารีภายนอก หรือสามารถจำลองโดยดัดแปลงแก้ไขรหัสที่มีอยู่ หรือบางครั้งก็ถูกพิจารณาว่าไม่ใช่รูปแบบการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสม

https://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%A9%E0%B8%B2%E0%B8%8B%E0%B8%B5