В начале 1970-х в лабораториях Bell Labs Кен Томпсон представил язык программирования C, который стал продолжением языка B. Хотя Томпсон заложил синтаксиса и семантики языка C, именно благодаря усилиям его коллеги Денниса Ритчи C занял лидирующие позиции в области системного программирования. В этом материале расскажем о достижениях и вкладе Ритчи.
Разработка основных функций языка
Ритчи сыграл ключевую роль в превращении C в мощный, но простой в использовании язык программирования. Среди его технических достижений — разработка основных функций языка, инфраструктуры для портативности и создание первых компиляторов C.
На уровне языка Ритчи ввел фундаментальные элементы, такие как, типы данных, операторы и конструкции для управления потоками выполнения программы.
int age = 30; // скалярный тип данных
float height = 6.1; // скалярный тип данных
char name[] = «Ritchey»; // тип данных массив
int *ptr = &age; // тип данных указатель
В их числе — скалярные типы данных (целые числа и числа с плавающей точкой) и сложные типы данных (массивы, структуры и указатели).
int result = 5 + 2 * 3; // Здесь умножение имеет более высокий приоритет.
Особое внимание Ритчи уделил выбору операторов и установке правил их приоритета таким образом, чтобы они эффективно транслировались в машинные инструкции и обеспечивали необходимую абстракцию. Знаковым элементом синтаксиса C стали фигурные скобки, которые стали использовать для выделения блоков кода.
if (age > 21) {
printf(«Взрослый\n»);
} else {
printf(«Несовершеннолетний\n»);
}
С точки зрения портативности Ритчи разработал стандартную библиотеку C, которая позволяет скрыть платформенно-специфические различия за единым интерфейсом. Это обеспечивает важные возможности ввода-вывода, например, для работы с файлами, а также расширяет функциональность языка за счет включения в библиотеку математических функций. Модульность библиотеки дает возможность легко адаптировать программы на C к различным операционным системам и аппаратному обеспечению.
#include <stdio.h>
#include <math.h>
double squareRoot = sqrt(25); // Использование математической функции из библиотеки.
Чтобы C стал языком, пригодным для системного программирования, Деннис создал первые компиляторы C. Ранний компилятор «Портативный компилятор C» позволил языку стать самодостаточным и осуществлять компиляцию своего кода.
Ритчи продолжал работать над компилятором, чтобы добиться эффективного создания машинного кода — ключевого аспекта для низкоуровневого системного программирования. Наличие надежного компилятора стало одним из факторов, которые привел к широкому распространению языка C.
Усовершенствование языка С
В процессе разработки языка C Деннис ставил перед собой задачу — найти равновесие между производительностью и портативностью. Он с уверенностью заявлял: «C — странный, неидеальный, но невероятно успешный язык. Даже с учётом благоприятного стечения обстоятельств, он точно отвечал потребности в системном языке программирования, настолько эффективном, чтобы заменить ассемблер, и одновременно настолько абстрактном и выразительном, чтобы описывать алгоритмы и взаимодействия в различных контекстах».
Процесс отладки и тестирования первых версий направил Ритчи к более лаконичному синтаксису и семантике. Он хотел избавиться от слишком сложных правил: «C — это не обширный язык; он ясен, лаконичен и компактен. Сокращенность и прозрачность — редкие спутники, но в данном случае язык оставался сжатым, не становясь запутанным»
На всех этапах развития Деннис общался с пользователями C, следил за отзывами разработчиков и принимал на их основе решения о том, какие функции модифицировать, а какие стоит ввести. Он придерживался принципов итеративной разработки и подчеркивал: «Мы создавали C, написали программы на нём, а потом модифицировали C в соответствии с этими программами».
Применения языка С для разработки игр
Техническая экспертиза Ритчи и его активная позиция к 1980-м годам быстро вывела язык C на лидирующие позиции. Язык стали применять не только в системном программировании, но и при создании приложений и даже игр.
Одной из первых которую создали на основе C, стала игра о подземельях «Rogue», разработанная в 1980 году Майклом Тоем, Гленном Вихманом и Кеном Арнольдом в Университете Калифорнии в Санта-Крузе. Изначально созданная на языке ассемблера версия была переписана на C, чтобы ее можно было переносить между операционными системами.
Открытая версия «Rogue» на C быстро распространилась по студенческим кампусам и вдохновила создателей других популярных игр. Она продемонстрировала возможности C не только в разработке системного программного обеспечения, но и в создании игр и приложений с такими особенностями, как случайность и возможность повторного прохождения.
Создание руководства «Язык программирования C»
Ритчи не просто задал технический вектор для языка C, но и популяризировал его среди ученых. Его научные публикации и доклады на таких конференциях, как симпозиум ACM по основам операционных систем, расширяли восприятие C как достойной замены устаревшим языкам.
Деннис совместно с Брайаном Керниганом в 1988 году создал руководство «Язык программирования C». Этот материал охватывал ключевые аспекты C и методы работы с ним, поэтому быстро стал образцовым материалом для всех, кто работал с этим языком программирования.
Со временем Unix был полностью переписан на C. Ритчи наглядно показал преимущества языка C в создании операционных систем и отметил его универсальность для разных версий Unix. Так C стал неотъемлемой частью Unix, а позже — и Linux.
Почему язык C оценили разработчики
Особенности языка C — это сочетание возможности прямого управления ресурсами, модульности и универсальности. Код на C легко адаптировался к различным операционным системам и поэтому стал «золотым стандартом» для программистов в 80-ых, особенно в академической сфере и среди производителей ПК. Даже такие фигуры, как Билл Гейтс и Стив Джобс, строили свои бизнес-империи, опираясь на C.
С появлением новых вычислительных платформ C стал ключевым инструментом для инноваций. С ростом его популярности появилось другие языки программирования, Например, C++ добавил объектно-ориентированные возможности к C, Java переняла его синтаксис и философию, C# и Go продолжают следовать принципам, которые были заложены в C.
Значение наработок Денниса
Благодаря Деннису C стал фундаментом современной вычислительной техники. Инновационное видение Ритча сделало C доступным языком, который сочетал в себе портативность с производительностью. Ритчи повлиял на популяризацию и распространение C и UNIX.
На основе его наработок новое поколение технологических новаторов начало свою работу и стало формировать современную цифровую реальность. Но несмотря свои достижения, он был скромным, отказывался от славы и материальных благ, и продолжал усердно работать над проектами в стенах лабораторий Bell Labs.