Программирование на Си началось в 1973 году с желания установить игру на рабочий компьютер. С тех пор разработчики активно используют его в своих проектах, в 2023 году это второй самый востребованный язык после Python. Язык полюбился программистам за его быстродействие и эффективность. Разбираемся, как изучить язык C с нуля и что для этого нужно.
История языка Си
Над языком C с 1969 по 1973 год работали инженеры Кен Томпсон и Деннис Ритчи из американской компании Bell Labs. До этого языки высокого уровня были очень ограниченными и не позволяли делать многие вещи, ставшие сегодня привычными. Многие функции разработчикам приходилось писать на ассемблере или на уровне машинного кода. Такой подход замедлял разработку и требовал глубоких знаний о том, как работает железо.
Согласно одной из легенд, у Ритчи была любимая компьютерная игра, которую он запускал на сервере компании. Ритчи захотел перенести игру на рабочий компьютер, но на нем не было операционной системы. Поэтому он решил переписать уже имеющуюся ОС, которая была полностью написана на ассемблере, на высокоуровневый язык Би. В итоге оказалось, что возможности Би не позволяют использовать все особенности компьютера, поэтому было решено создать свой язык программирования. Так и появился Си.
Язык C стал популярным в основном из-за его широкого применения в операционной системе UNIX, на базе которой разрабатывают дистрибутивы Linux.
Зачем учить язык C
Си начал приобретать популярность практически сразу после своего релиза. С тех пор язык не теряет позиции и держится в пятерке лидеров. В 2023 году Си стал вторым в рейтинге популярности языков TIOBE, и за все время он не опускался ниже второй строчки.
Почему C популярен?
- Си повсеместно используется в разработке быстрых и железозависимых инструментов. Ядро популярной операционной системы Linux написано на языке C из-за его высокой скорости работы и производительности. Главное его преимущество в том, что инструкции прямо транслируются в машинный код, а в результате разработчик видит на экране ровно то, что задумывал. Также Си бережно относится к ресурсам машины, на которой он работает.
- На Си основаны другие популярные языки программирования. К примеру, C++ и Objective-C можно считать прямым продолжением развития языка. Также C# и Java обладают классическим Си-подобным синтаксисом. Поэтому знание Си может заложить базу и помочь в изучении более современных языков программирования. Популярные динамические языки программирования, такие как Python и PHP, написаны на Си. Его знание поможет лучше понять внутренние механизмы работы языка. Также это позволит разрабатывать высокоэффективные библиотеки и модули.
- Си обычно используют для реализации сложных и специфических задач. К примеру, мобильное приложение можно разработать с помощью удобных фреймворков, которые не берегут ресурсы устройства, но позволяют получать быстрый результат. Драйвер для видеокарты уже придется разрабатывать с использованием более производительного языка — Си.
Важно отметить, что Си придерживается процедурной парадигмы, поэтому в языке нет поддержки объектно-ориентированного программирования, классов и наследования. Разработчикам доступны функции и структуры данных, а также широкие возможности работы с памятью.
Что еще пишут на C:
- ядра операционных систем и модули для них в большинстве случаев разрабатываются на Си из-за его возможности получать доступ к железу;
- аппаратным драйверам также важно получать доступ к железу и быстро работать, сложно обойтись без Си;
- компиляторы для других языков программирования;
- утилиты и прикладные программы;
- игровые движки;
- ПО для банкоматов, платежных терминалов, станков, телекоммуникационного оборудования и других систем.
Как изучить C с нуля
Язык Си можно изучить самостоятельно. Для этого вам понадобятся мотивация, дисциплина и качественные источники информации. Сейчас в интернете много курсов, книг, статей, видео, документаций и самоучителей языка C. Делимся подборкой проверенных материалов.
Онлайн-пособия и курсы
Руководство по изучению Си от CppStudio — раздел сайта включает в себя подробные уроки по основам программирования на языке C. С его помощью можно разобраться с основами и перейти к более глубокому изучению. Все уроки доступны на русском языке.
Руководство по изучению Си от Metanit — наиболее полное руководство на русском языке, включающее как основы языка Си, так и продвинутые темы.
Интерактивный курс от W3 School — базовый курс, включающий основы синтаксиса, работу с функциями, файлами и структурами. Руководство оснащено примерами кода, задачами и тестами. Весь курс разработан на английском языке.
Курс от Free Code Camp — краткий курс, предназначенный для первого знакомства с языком. Авторы уверяют, что всего за несколько часов можно освоить основы Си и начать писать код.
Learn C — бесплатный курс Си для начинающих и продвинутых разработчиков. В руководстве можно найти материалы для изучения указателей, рекурсии, деревьев, списков и других сложных структур данных.
Книги
«Язык программирования Си», Деннис Ритчи, Брайан Керниган — учебник от автора языка C, включающий в себя все необходимые знания и теоретические материалы. Возможность узнать то, как работает Си, от того, кто придумал язык.
«Learn C The Hard Way», Зед Шоу — этот учебник поможет выучить Си на реальных примерах и задачах, а не сухой теории. Книга охватывает не только концепции языка, но и алгоритмы, структуры данных и основы автоматизации тестирования. Оригинальное издание доступно на английском языке, но в Сети есть переводы на русский.
«Язык Си в примерах» — бесплатная онлайн-книга на открытой платформе «Викиучебник». Авторы книги объясняют основы языка на живых примерах, которые применяются в ежедневной практике разработчиков и используют оформление кода, приведенное в книге «Язык программирования Си» от создателя языка. Учебник доступен на русском языке, а платформа «Викиучебник» позволяет сохранить его в PDF и открывать без доступа к Сети.
«Using C on the UNIX System», Дэвид А. Карри — Си чаще всего используется для разработки под операционные системы на базе UNIX, а книга поможет понять, как использовать язык в этой сфере. Темы, затронутые автором, подойдут тем, кто уже уверенно чувствует себя в Си и хочет двигаться дальше.
Видео
«C Programming Tutorial for Beginners» от Free Code Camp — четырехчасовой видеокурс по основам Си для новичков. Подойдет тем, кто знаком с общими концепциями программирования и хочет погрузиться в Си. Автор курса рассказывает базовые принципы языка на примерах и практических задачах. Видео на английском языке.
«C Programming Full Course for Beginners» от Programiz — пятичасовой курс для начинающих разработчиков на Си. Темы в видео разбираются так, чтобы их поняли даже те, кто никогда не пробовал писать код. С помощью курса можно получить все необходимые знания для разработки собственных проектов;
«CS50» от Гарвардского университета — самый популярный курс по основам программирования. Будет полезен перед изучением Си, так как поможет понять основные принципы работы компьютера и взаимодействия с ним. Курс состоит из десяти лекций, а полный хронометраж составляет более суток. Лекции включают в себя основы Си, структур данных, алгоритмов, баз данных, Python и веб-программирования.
Инструменты для работы в Си
Сам код на Си можно писать в любом текстовом редакторе, который не добавляет форматирование. Вариант рабочий, но замедляет работу. Поэтому одни программисты написали удобные среды разработки для других программистов.
Интегрированные среды разработки (Integrated Development Environment, IDE) включают в себя компилятор, редактор кода, инструменты контроля версий, отладки, дебага и управления файлами проектов. Обычно IDE поставляются с функцией подсветки кода, исправления ошибок и линтерами для автоматического форматирования. Таким образом, устанавливая IDE, пользователь получает все необходимое для быстрой и удобной разработки.
Среди профессионалов популярны следующие IDE
Visual Studio — среда разработки от Microsoft. Позволяет писать код не только на Си, но и на C++, C#, JavaScript, TypeScript и Python. Из минусов можно отметить, что полноценная версия доступна только для Windows. Microsoft выпускает сборку для macOS, но в ней нет возможности писать код на Си. Visual Studio доступна по подписке, но есть бесплатная версия для студентов, преподавателей и авторов проектов с открытым исходным кодом.
Visual Studio Code — редактор кода с возможностью кастомизации до полноценной среды разработки. VS Code разрабатывали в качестве редактора для веб-разработчиков, но сообщество выпустило расширения практически для всех случаев жизни и технологий. Из-за этого VS Code можно адаптировать для разработки на Си. Редактор кода в разы легче, чем полноценная среда разработки, поэтому с ним комфортнее работать на относительно слабых компьютерах. При этом есть поддержка всех основных функций и возможностей IDE. VS Code можно использовать бесплатно. Доступны версии для Windows, macOS и Linux.
CLion — полнофункциональная среда разработки на C/C++ от компании JetBrains. Поставляется вместе с функциями редактирования кода, генерацией шаблонов и инструментами для рефакторинга. CLion умеет распознавать ошибки, предлагать исправления и анализировать качество кода. Также в IDE есть продвинутый отладчик кода со всеми необходимыми для работы функциями. CLion используют в Google, BMW, ByteDance и NASA. Установить среду разработки можно на компьютеры под управлением Windows, macOS и Linux. Важно отметить, что CLion полностью платная среда разработки, но есть пробный период на 30 дней.
NetBeans — открытая и полностью бесплатная среда разработки от сообщества разработчиков-энтузиастов, а проект поддерживает и спонсирует компания Oracle. Поддерживает подсветку синтаксиса, инструменты для рефакторинга и контроля версий. Разработчики NetBeans стараются не добавлять в среду разработки лишние функции и придерживаются строгого минимализма. Благодаря этому IDE запускается и работает без ошибок даже на слабых компьютерах. Кроме Си, есть поддержка Java, JavaScript, PHP, HTML, CSS и Python. Доступны версии для Windows, macOS и Linux.
