【C语言】中的版本规范（C89 C99等）

C语言中的版本

 一、相关基础知识                                                 

ISO:国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）简称ISO，是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织。

 二、具体内容                                                     

K&R C：C语言由Dennis M. Ritchie在1973年设计和实现。从那以后使用者逐渐增加。到1978年Ritchie和Bell实验室的另一位程序专家Kernighan合写了著名的《The C Programming Language》，将C语言推向全世界，许多国家都出了译本，国内有一些C语言书就是这本书的翻译或者编译。由这本书定义的C语言后来被人们称作 K&R C。

 

C89 (ANSI C）：随着C语言使用得越来越广泛，出现了许多新问题，人们日益强烈地要求对C语言进行标准化。这个标准化的工作在美国国家标准局（ANSI）的框架中进行（1983-1988），最终结果是1988年10月颁布的ANSI标准X3.159-1989，也就是后来人们所说的ANSI C标准。由这个标准定义的C语言被称作ANSI C。1989 年，草案被 ANSI 正式通过成为美国国家标准，被称为 C89 标准

 

C90 (ISO C)： 随后，《The C Programming Language》第二版开始出版发行，书中内容根据 ANSI C(C89)进行了更新。1990 年，在 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14 (ISO/IEC 联合技术第 I 委员会第 22 分委员会第 14 工作组) 的努力下，ISO 批准了 ANSI C 成为国际标准。于是 ISO C(又称为 C90) 诞生了。除了标准文档在印刷编排上的某些细节不同外，ISO C(C90) 和 ANSI C(C89) 在技术上完全一样。 

 

C95：之后，ISO 在 1994、1996 年 分别出版了 C90 的技术勘误文档，更正了一些印刷错误，并在1995 年通过了一份 C90 的技术补充，对 C90 进行了微小的扩充，经过扩充后的 ISO C 被称为 C95。 

 

C99： C99标准是 ISO/IEC 9899:1999 - Programming languages -- C 的简称 ，是C语言的官方标准第二版。1999年12月1日，国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）旗下的C语言标准委员会（ISO/IEC JTC1/SC22/WG14）正式发布了这个标准文件。

 

综上所述，目前广泛使用的C语言版本是 ANSI （C89）/ ISO C（C90），最经典的C语言教材是《C程序设计语言(The C Programming Language) 第二版》，以及有的编译器肯定不支持C99标准！！也即无法使用C99中增加的一些内容！

 

 

C99中新增内容：

 

    C99是在C89（Ansi C）的基础上发展起来的,增加了基本数据类型,关键字 ,和一些系统函数等。

C99有一部分是对于大字符集的优化(很多资料上写的是ANSI标准化)，还加入了一些数据库函数，是C89之后的标准，我们用的C是C89标准的，C++是C89编写的，目前的C99标准其实在以前的编译器中就或多或少的支持了，目前完全支持的有这些：MinGW、Borland C++、dev-C++。

 

　　在C99中包括的特性有：

对编译器限制增加了，比如源程序每行要求至少支持到 4095 字节，变量名函数名的要求支持到 63 字节 (extern 要求支持到 31)

预处理增强了。例如：

宏支持取参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__

使用宏的时候，参数如果不写，宏里用 #,## 这样的东西会扩展成空串。(以前会出错的)

支持 // 行注释（这个特性实际上在C89的很多编译器上已经被支持了）

增加了新关键字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool

支持 long long, long double _Complex, float _Complex 这样的类型

支持 <: :> <% %> %: %:%: ，等等奇怪的符号替代，D&E 里提过这个

支持了不定长的数组。数组的长度就可以用变量了。声明类型的时候呢,就用 int a[*] 这样的写法。不过考虑到效率和实现，这玩意并不是一个新类型。所以就不能用在全局里，或者 struct union 里面，如果你用了这样的东西，goto 语句就受限制了。

变量声明不必放在语句块的开头，for 语句提倡这么写 for(int i=0;i<100;++i) 就是说，int i 的声明放在里面，i 只在 for 里面有效。(VC没有遵守这条标准，i 在 for 外也有效)

当一个类似结构的东西需要临时构造的时候，可以用 (type_name){.numberN=valueN, .numberK=valueK,...} 这有点像 C++ 的构造函数

初始化结构的时候现在可以这样写:

           struct {int a[3], b;} hehe[] =       { [0].a = {1}, [1].a = 2 };

           struct {int a, b, c, d;} hehe =       { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5}       // 3,4 是对 .c,.d 赋值的

字符串里面，\u 支持 unicode 的字符

支持 16 进制的浮点数的描述

所以 printf scanf 的格式化串多支持了 ll / LL (VC6 里用的 I64) 对应新的 long long 类型。

浮点数的内部数据描述支持了新标准，这个可以用 #pragma 编译器指定

除了已经有的 __line__ __file__ 以外，又支持了一个 __func__ 可以得到当前的函数名

对于非常数的表达式，也允许编译器做化简

修改了对于 / % 处理负数上的定义，比如老的标准里 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1 而现在 -22 / 7 = -4, -22 % 7 = 6

取消了不写函数返回类型默认就是 int 的规定

允许 struct 定义的最后一个数组写做 [] 不指定其长度描述

const const int i; 将被当作 const int i; 处理

增加和修改了一些标准头文件, 比如定义 bool 的 定义一些标准长度的 int 的 定义复数的 定义宽字符的 有点泛型味道的数学函数 跟浮点数有关的 。 里多了一个 va_copy 可以复制 ... 的参数。 里多了个 struct tmx 对 struct tm 做了扩展

输入输出对宽字符还有长整数等做了相应的支持

相对于c89的变化包括

1、增加restrict指针

　　C99中增加了公适用于指针的restrict类型修饰符，它是初始访问指针所指对象的惟一途径，因此只有借助restrict指针表达式才能访问对象。restrict指针指针主要用做函数变元，或者指向由malloc()函数所分配的内存变量。restrict数据类型不改变程序的语义。

如果某个函数定义了两个restrict指针变元，编译程序就假定它们指向两个不同的对象，memcpy()函数就是restrict指针的一个典型应用示例。C89中memcpy()函数原型如下：

代码:

　　void *memcpy (void *s1, const void *s2, size_t size);

       如果s1和s2所指向的对象重叠，其操作就是未定义的。memcpy()函数只能用于不重叠的对象。C99中memcpy()函数原型如下：

代码:

　　　　void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2,size_t size);

　　通过使用restrict修饰s1和s2 变元，可确保它们在该原型中指向不同的对象。

2、inline（内联）关键字

　　内联函数除了保持结构化和函数式的定义方式外,还能使程序员写出高效率的代码.函数的每次调用与返回都会消耗相当大的系统资源,尤其是当函数调用发生在重复次数很多的循环语句中时.一般情况下,当发生一次函数调用时,变元需要进栈,各种寄存器内存需要保存.当函数返回时,寄存器的内容需要恢复。如果该函数在代码内进行联机扩展，当代码执行时，这些保存和恢复操作旅游活动会再发生，而且函数调用的执行速度也会大大加快。函数的联机扩展会产生较长的代码，所以只应该内联对应用程序性能有显著影响的函数以及长度较短的函数

3、新增数据类型　

　　_Bool

　　值是0或1。C99中增加了用来定义bool、true以及false宏的头文件夹，以便程序员能够编写同时兼容于C与C++的应用程序。在编写新的应用程序时，应该使用

头文件中的bool宏。

 

　　_Complex and _Imaginary

　　C99标准中定义的复数类型如下：float_Complex; float_Imaginary; double_Complex; double_Imaginary; long double_Complex; long double_Imaginary.

头文件中定义了complex和imaginary宏,并将它们扩展为_Complex和_Imaginary,因此在编写新的应用程序时,应该使用头文件中的complex和imaginary宏。

 

　　long long int

　　C99标准中引进了long long int（-(2e63 - 1)至2e63 - 1）和unsigned long long int（0 - 2e64 - 1）。long long int能够支持的整数长度为64位。

4、对数组的增强

　　可变长数组

　　C99中,程序员声明数组时,数组的维数可以由任一有效的整型表达式确定,包括只在运行时才能确定其值的表达式,这类数组就叫做可变长数组,但是只有局部数组才可以是变长的.

　　可变长数组的维数在数组生存期内是不变的,也就是说,可变长数组不是动态的.可以变化的只是数组的大小.可以使用*来定义不确定长的可变长数组。

　　

　　数组声明中的类型修饰符

　　在C99中，如果需要使用数组作为函数变元，可以在数组声明的方括号内使用static关键字，这相当于告诉编译程序，变元所指向的数组将至少包含指定的元素个数。也可以在数组声明的方括号内使用restrict,volatile,const关键字，但只用于函数变元。如果使用restrict，指针是初始访问该对象的惟一途径。如果使用const，指针始终指向同一个数组。使用volatile没有任何意义。

5、单行注释

　　引入了单行注释标记 "//" , 可以象C++一样使用这种注释了。

 

6、分散代码与声明

7、预处理程序的修改

ａ、变元列表

　　宏可以带变元，在宏定义中用省略号（...）表示。内部预处理标识符__VA_ARGS__决定变元将在何处得到替换。例：#define MySum(...) sum(__VA_ARGS__) 语句MySum(k,m,n);

　　将被转换成：sum(k, m, n);　变元还可以包含变元。例： #define compare(compf, ...) compf(__VA_ARGS__) 其中的compare(strcmp,"small", "large"); 将替换成：strcmp("small","large");

ｂ、_Pragma运算符

　　C99引入了在程序中定义编译指令的另外一种方法：_Pragma运算符。格式如下：

　　_Pragma("directive") 

　　其中directive是要满打满算的编译指令。_Pragma运算符允许编译指令参与宏替换。

ｃ、内部编译指令

　　STDCFP_CONTRACT ON/OFF/DEFAULT 若为ON，浮点表达式被当做基于硬件方式处理的独立单元。默认值是定义的工具。

　　STDCFEVN_ACCESS ON/OFF/DEFAULT 告诉编译程序可以访问浮点环境。默认值是定义的工具。

　　STDC CX_LIMITED_RANGE ON/OFF/DEFAULT 若值为ON，相当于告诉编译程序某程序某些含有复数的公式是可靠的。默认是OFF。

ｄ、新增的内部宏

　　__STDC_HOSTED__ 若操作系统存在，则为1

　　__STDC_VERSION__ 199991L或更高。代表C的版本

　　__STDC_IEC_599__ 若支持IEC 60559浮点运算，则为1

　　__STDC_IEC_599_COMPLEX__ 若支持IEC 60599复数运算，则为1

　　__STDC_ISO_10646__ 由编译程序支持，用于说明ISO/IEC 10646标准的年和月格式：yyymmmL

9、复合赋值

　　C99中，复合赋值中，可以指定对象类型的数组、结构或联合表达式。当使用复合赋值时，应在括弧内指定类型，后跟由花括号围起来的初始化列表；若类型为数组，则不能指定数组的大小。建成的对象是未命名的。

　　例： double *fp = (double[]) {1.1, 2.2, 3.3};

　　该语句用于建立一个指向double的指针fp，且该指针指向这个3元素数组的第一个元素。 在文件域内建立的复合赋值只在程序的整个生存期内有效。在模块内建立的复合赋值是局部对象，在退出模块后不再存在。

 

10、柔性数组结构成员

　　C99中，结构中的最后一个元素允许是未知大小的数组，这就叫做柔性数组成员，但结构中的柔性数组成员前面必须至少一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

 

11、指定的初始化符

　　C99中，该特性对经常使用稀疏数组的程序员十分有用。指定的初始化符通常有两种用法：用于数组，以及用于结构和联合。用于数组的格式：[index] = vol; 其中，index表示数组的下标，vol表示本数组元素的初始化值。

　　例如： int x[10] = {[0] = 10, [5] = 30}; 其中只有x[0]和x[5]得到了初始化．用于结构或联合的格式如下： 

　　member-name(成员名称) 

　　对结构进行指定的初始化时，允许采用简单的方法对结构中的指定成员进行初始化。

　　例如： struct example{ int k, m, n; } object = {.m = 10, .n = 200}; 

　　其中，没有初始化k。对结构成员进行初始化的顺序没有限制。

12、printf()和scanf()函数系列的增强

　　C99中printf()和scanf()函数系列引进了处理long long int和unsigned long long int数据类型的特性。long long int 类型的格式修饰符是ll。在printf()和scanf()函数中，ll适用于d, i, o, u 和x格式说明符。另外，C99还引进了hh修饰符。当使用d, i, o, u和x格式说明符时，hh用于指定char型变元。ll和hh修饰符均可以用于n说明符。

　　格式修饰符a和A用在printf()函数中时，结果将会输出十六进制的浮点数。格式如下：[-]0xh, hhhhp + d 使用A格式修饰符时，x和p必须是大写。A和a格式修饰符也可以用在scanf()函数中，用于读取浮点数。调用printf()函数时，允许在%f说明符前加上l修饰符，即%lf，但不起作用。

13、C99新增的库

 

　　C89中标准的头文件

　　 定义宏assert()

　　 字符处理

　　 错误报告

　　 定义与实现相关的浮点值勤

　　 定义与实现相关的各种极限值

　　 支持函数setlocale()

　　 数学函数库使用的各种定义

　　 支持非局部跳转

　　 定义信号值

　　 支持可变长度的变元列表

　　 定义常用常数

　　 支持文件输入和输出

　　 其他各种声明

　　 支持串函数

　　 支持系统时间函数

 

　　C99新增的头文件和库

　　 支持复数算法

　　 给出对浮点状态标记和浮点环境的其他方面的访问

　　 定义标准的、可移植的整型类型集合。也支持处理最大宽度整数的函数

　　 首先在此1995年第一次修订时引进，用于定义对应各种运算符的宏

　　 支持布尔数据类型类型。定义宏bool，以便兼容于C++

　　 定义标准的、可移植的整型类型集合。该文件包含在中

　　 定义一般类型的浮点宏

　　 首先在1995年第一次修订时引进，用于支持多字节和宽字节函数

　　 首先在1995年第一次修订时引进，用于支持多字节和宽字节分类函数

 

14、__func__预定义标识符

　　用于指出__func__所存放的函数名，类似于字符串赋值。

15、其它特性的改动

 

　　放宽的转换限制

 

　　限制　　　　　　　　　　　　　C89标准　　C99标准

　　数据块的嵌套层数　　　　　　　15127

　　条件语句的嵌套层数　　　　　　8　　　　　 63

　　内部标识符中的有效字符个数　　3163

　　外部标识符中的有效字符个数　　631

　　结构或联合中的成员个数　　　　1271023

　　函数调用中的参数个数　　　　　31127

 

 

　　不再支持隐含式的int规则

 

　　删除了隐含式函数声明

 

　　对返回值的约束

　　C99中,非空类型函数必须使用带返回值的return语句.

 

　　扩展的整数类型

　　扩展类型 含义

　　int16_t 整数长度为精确16位

　　int_least16_t 整数长度为至少16位

　　int_fast32_t 最稳固的整数类型,其长度为至少32位

　　intmax_t 最大整数类型

　　uintmax_t 最大无符号整数类型

 

　　对整数类型提升规则的改进

　　C89中,表达式中类型为char,short int或int的值可以提升为int或unsigned int类型.

　　C99中,每种整数类型都有一个级别.例如:long long int 的级别高于int, int的级别高于char等.在表达式中,其级别低于int或unsigned int的任何整数类型均可被替换成int或unsigned int类型.

但是各个公司对C99的支持所表现出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的时候,微软和Borland却似乎对此不感兴趣。

 

 

 

 

 

问题阐述

 

在编写C语言程序的时候，接触比较多的是C89标准的编译器，那么什么是C99标准呢？它与C89标准相比，又有哪些新特性呢？

 

专家解答

 

1．什么是C99

 

本书涉及的大部分C语言技术知识都是ANSI C标准实现的，ANSI C标准是在1989年提出的，故通常称之为C89标准。在ANSI标准化后，C语言的标准在相当长的一段时间内都保持不变，尽管C++在不断地改进（实际上，Normative Amendment1在1995年已经开发了一个新的C语言版本，但是这个版本很少为人所知）。这一局面直到1999年才有所改变，这就是ISO9899:1999的问世。该版本就是通常提及的C99，它被ANSI于2000年3月采用。其实在初学阶段C89和C99的区别是不易察觉的，所以有许多人还没有注意到C99。下面就来了解一下C99新修改了哪些方面的内容。

 

C99标准是在ANSI C（C89）标准的基础上发展起来的，较C89增加了许多方面的内容，例如基本数据类型、关键字和一些系统函数等。

 

2．C99有哪些新特性

 

C99和C89的大多数特性基本相同，差别很小。在C99中，其新增特性简单地归结为以下几点。

 

（1）对编译器限制增加了，比如源程序每行要求至少支持4095字节，变量名、函数名要求支持63字节。

 

（2）支持//行注释。

 

例如：

 

#include<stdio.h> 

main()  

{  

int i,j;                                        /*定义变量i和j*/  

i=90;                                       /*给变量i赋值90*/  

j=i*i;                                      /*j等于i*i*/  

printf("%d",j);                             /*将j的值输出*/  

} 

上面的注释使用的是/* */，在C99标准下也可以将注释写成如下的形式（大部分编译器支持）。

#include<stdio.h> 

main()  

{  

int i,j;                                        //定义变量i和j  

i=90;                                       //给变量i赋值90  

j=i*i;                                      //j等于i*i  

printf("%d",j);                             //将j的值输出  

} 

（3）增加了新关键字restrict、inline、_Complex、_Imaginary、_Bool。

 

restrict：该关键字只用来修饰指针。表明restrict类型的指针是访问一个数据对象的唯一且初始的方式，其他指针必须要基于第一个指针才能对对象进行存取。restrict指针主要用作函数变元，或者指向由malloc()函数所分配的内存变量。restrict数据类型不改变程序的语义。

 

inline：该关键字用在函数之前，表示该函数为内联函数，程序在编译的时候直接扩展为函数的代码，而不是调用函数。内联函数除了保持结构化和函数式的定义方式外，还能使程序员写出高效率的代码。函数的每次调用与返回都会消耗相当多的系统资源，尤其是当函数调用发生在重复次数很多的循环语句中时。一般情况下，当发生一次函数调用时，变元需要进栈，各种寄存器内存需要保存。当函数返回时，寄存器的内容需要恢复。如果该函数在代码内进行联机扩展，当代码执行时，这些保存和恢复操作会再次发生，而且函数调用的执行速度也会大大加快。函数的联机扩展会产生较长的代码，所以只应该内联对应用程序性能有显著影响的函数以及长度较短的函数。

 

_Bool：布尔类型，该类型有两个常量true和false。C99中增加了用来定义bool、true以及false宏的头文件<stdbool.h>，以便程序员能够编写同时兼容于C与C++的应用程序。在编写新的应用程序时，应该使用<stdbool.h>头文件中的bool宏。

 

_Complex和_Imaginary：C99标准中定义的复数类型如下。

 

float_Complex。

 

float_Imaginary。

 

double_Complex。

 

double_Imaginary。

 

long double_Complex。

 

long double_Imaginary。

 

<complex.h>头文件中定义了complex和imaginary宏，并将它们扩展为_Complex和_Imaginary，因此在编写新的应用程序时，应该使用<stdbool.h>头文件中的complex和imaginary宏。

（4）支持 long long、long double _Complex、float_Complex这样的类型。

（5）支持不定长的数组。这样定义数组时，数组长度就可以使用变量了。在C99中，程序员声明数组时，数组的维数可以由任一有效的整型表达式确定，包括只在运行时才能确定其值的表达式。这类数组就叫做可变长数组，但是只有局部数组才可以是可变长的。可变长数组的维数在数组生存期内是不变的，也就是说，可变长数组不是动态的，可以变化的只是数组的大小，可以使用"*"来定义不确定长的可变长数组。声明类型的时候就可以用如下形式。

           int a[*]; 

这样的写法不能用在全局或者共用体中。

（6）对于数组声明中的类型修饰符，在C99中，如果需要使用数组作为函数变元，可以在数组声明的方括号内使用static关键字，这相当于告诉编译程序，变元所指向的数组将至少包含指定的元素个数。也可以在数组声明的方括号内使用restrict、volatile、const关键字，但只用于函数变元。如果使用restrict，指针是初始访问该对象的唯一途径。如果使用const，指针始终指向同一个数组。使用volatile没有任何意义。

（7）变量声明不必放在语句块的开头，for语句可以写成如下形式。

                 for(int i=0;i<100;++i) 

不需要将变量i的声明格外提出来写在外面。这样做i在for语句里一直是有效的，i在for语句外面是否有效根据编译器的不同而不同。

（8）当一个类似结构的东西需要临时构造的时候，可以用

     (type_name)  

     {  

        …  

      } 

（9）在字符串中，\u支持Unicode的字符。

（10）支持十六进制的浮点数的描述，所以printf、scanf的格式化串支持ll/LL对应新的long long类型。在printf()和scanf()函数中，ll适用于d、i、o、u和x格式声明符。另外，C99还引进了hh修饰符。当使用d、i、o、u和x格式声明符时，hh用于指定char型变元。ll和hh修饰符均可以用于n声明符。

（11）使用A格式修饰符时，x和p必须是大写。A和a格式修饰符也可以用在scanf()函数中，用于读取浮点数。调用printf()函数时，允许在%f声明符前加上l修饰符，即%lf，但不起作用。

（12）预处理的修改：预处理中宏可以设定参数，宏定义中用（…）表示，预处理标识符_VA_ARGS_表示在什么情况下替换参数。例如：

                    #define ClassAVG(…)avg(_VA_ARGS_) 

（13）浮点数的内部数据描述支持新标准，这可以用#pragma编译器指定。

（14）除了已经有的_line_和_file_以外，还支持_func_，用于得到当前的函数名。

（15）对于有些敏感数的表达式，也允许编译器进行相应化简。

（16）取消了函数必须有返回值这一条。原来C89中规定如果函数没有指定类型，则默认为int类型。

（17）允许struct定义的最后一个数组写为[ ]，不指定其长度描述，这就叫做柔性数组成员，但结构中的柔性数组成员前面必须至少有一个其他成员。柔性数组成员允许结构中包含一个大小可变的数组。sizeof返回的这种结构大小不包括柔性数组的内存。包含柔性数组成员的结构用malloc()函数进行内存的动态分配，并且分配的内存应该大于结构的大小，以适应柔性数组的预期大小。

（18）对const const的化简。例如：

             const const int x; 

将被当作

            const int x; 

处理。

（19）C99引入了在程序中定义编译指令的另外一种方法：_Pragma运算符。格式如下：

               _Pragma("directive") 

其中directive是编译指令。_Pragma运算符允许编译指令参与宏替换。

（20）C99新增了头文件，如表1.1所示。

表1.1  新增头文件

头  文  件	用    途
<complex.h>	支持复数算法
<fenv.h>	给出对浮点状态标记和浮点环境的其他方面的访问
<inttypes.h>	定义标准的、可移植的整型类型集合， 也支持处理最大宽度整数的函数
<iso646.h>	于1995年第一次修订时引进，用于定义 对应各种运算符的宏
<stdbool.h>	支持布尔数据类型，定义宏bool，以便兼容于C++
<stdint.h>	定义标准的、可移植的整型类型集合， 该文件包含在<inttypes.h>中
<tgmath.h>	定义一般类型的浮点宏
<wchar.h>	于1995年第一次修订时引进，用于支持多 字节和宽字节函数
<wctype.h>	于1995年第一次修订时引进，用于支持多 字节和宽字节分类函数

 

 

 三、分析总结                                                     

 四、实例测试代码