C語言編寫程序執行效率高的原因是什么？

1. 簡述

都說C語言編寫的程序執行效率比較高，那么到底高在哪里，我們一塊來學習學習。

2. C語言由來

C語言源自于BCPL、B兩種語言。

BCPL語言以及代碼

1967年，劍橋大學的馬丁·理察德(Martin Richards)以CPL編程語言為基礎，發明了BCPL（Basic Combined Pogramming Language)編程語言。

我們在看一個用BCPL語言編寫的計算階乘的功能，代碼如下：

GET?"libhdr"
LET?start()?=?VALOF
{?FOR i?=?1?TO?5?DO writef("fact(%n)?=?%i4*n",?i,?fact(i))
??RESULTIS?0
}
AND fact(n)?=?n=0?->?1,?n*fact(n-1)

GET "libhdr"是包含標準庫，LET start() = VALOF是程序運行時要調用的第一個函數。空括號()表示函數不需要任何參數，VALOF表示函數有返回值。

FOR i = 1 TO 5 DO是一個從1到5的循環。writef是字符格式化字符串函數，用來輸出將i替換%n、fact(i)替換%i4格式化之后的字符串。*n表示換行，RESULTIS 0是返回值，用來告訴系統函數執行成功。

AND fact(n) =介紹了函數fact的定義，通過接受一個參數來實現n的階乘。

n=0 -> 1, n*fact(n-1)則是階乘的實現，當n等于0時候，返回1(0的階乘是1)，當n不等于0的時候則返回n*fact(n-1)，

AND原文是下面這樣說的，如下：

The word AND causes fact to available to the previously defined function

我的個人理解是支持嵌套，那么你認為呢？

當上述功能執行后將會在終端有如下輸出：

fact(1)?=???1
fact(2)?=???2
fact(3)?=???6
fact(4)?=??24
fact(5)?=?120

BCPL用戶指南：https://www.cl.cam.ac.uk/~mr10/bcplman.pdf

B語言以及代碼

肯·湯普遜(Ken Thompson)簡稱“ken”，在貝爾實驗室工作期間設計和實現了Unix操作系統。他基于BCPL創造了B語言。

同樣的，我們來看一個用B語言實現進制轉換功能。輸入一個n轉換為b進制，其中b在2和10之間。

/*?The following function will print a non-negative number,?n,?to
??the base b,?where 2<=b<=10,??This routine uses the fact that
??in the ANSCII character set,?the digits O to 9 have sequential
??code values.??*/

printn(n,b)?{
?extrn?putchar;
?auto?a;

?if(a=n/b)?/*?assignment,?not test for equality?*/
??printn(a,?b);?/*?recursive?*/
?putchar(n%b?+?'0');
}

代碼出處:https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/kbman.html

C語言

在1972年，美國貝爾實驗室的丹尼斯·里奇(D.M.Ritchie)在B語言的基礎上設計出了新的言，他取BCPL的第二個字母作為這種語言的名字，這就是C語言的由來。

以下是用C語言實現的進制轉換功能。

#include

void?printn(int?n,?char?b)?{
??char?a;
??if(a=n/b)?{
????printn(a,?b);
??}
??putchar(n%b?+?'0');
}

int?main(int?argc?,char?**argv)?{
??printn(8,?2);
??return?0;
}

Terminal:?1000

跟B語言非常接近了吧。

3. 編程語言

機器語言是二進制文件，匯編語言是符號語言，再往匯編之上是高級語言。下圖是C編寫的源文件，經過匯編和鏈接生成的匯編文件以及二進制文件。