C99标准的新特性

C99标准的新特性Duanchangzhi 2010-6-29先简单介绍下C语言的标准.C语言的发展历史大致上分为三个阶段:Old Style C、C89和C99.Ken Thompson和Dennis Ritchie发明C语言时有很多语法和现在并不一样,但为了向后兼容性(Backward Compatibility), 这些语法仍然在C89和C99中保留下来了.C89是最早的C语言规范,于1989年提出,1990年先由ANSI(美国国家标准委员会,American National Standards Institute)推出ANSI版本,后来被接纳为ISO国际标准(ISO/IEC 9899:1990),因而有时也称为C90,最经典的C语言教材[K&R]就是基于这个版本的,C89是目前最广泛采用的C语言标准,大多数编译器都完全支持C89.C99标准(ISO/IEC 9899:1999)是在1999年推出的,加入了许多新的特性,但目前仍没有得到广泛支持,在C99推出之后相当长的一段时间里,连gcc也没有完全实现C99的所有特性.现在介绍一下C99相对于C89或者ANSI C的特性.1、增加restrict指针C99中增加了适用于指针的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指针主要用做函数形参,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指针形参,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: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:void *memcpy(void *restrict s1, const void *restrict s2,size_t size);通过使用restrict修饰s1和s2参数,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,函数与参数需要进栈,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内联扩展,当代码执行时,这些保存和恢复操作不会再发生,因为没有函数的进栈与退栈了,而且函数调用的执行速度也会大大加快,函数的内联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,即短小精悍且多次调用的函数.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<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 and _ImaginaryC99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.long long intC99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(VLA)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.在栈中分配VLA 时,仿佛调用了alloca 函数。

无论其作用域如何，其生存期与通过调用alloca 在栈中分配数据时相同；直到函数返回时为止。

如果在其中分配VLA 的函数返回时释放栈，则释放分配的空间。

实例如下:#include <stdio.h>void foo(int);int main(void){foo(4);return(0);}void foo (int n){int i;int a[n];for (i = 0; i < n; i++){a[i] = n-i;}for (i = n-1; i >= 0; i--){printf("a[%d] = %d\n", i, a[i]);}}example% cc test.cexample% a.outa[3] = 1a[2] = 2a[1] = 3a[0] = 4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参数,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,参数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,但只用于函数参数,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、单行注释字符// 引入包含直到(但不包括)新换行符的所有多字节字符的注释，除非// 字符出现在字符常量、字符串文字或注释中.6、分散代码与声明现在，C 编译器接受关于可执行代码的混合类型声明，如以下示例所示：#include <stdio.h>int main(void){int num1 = 3;printf("%d\n", num1);int num2 = 10;printf("%d\n", num2);return(0);}7、预处理程序的修改1、具有可变数目的参数的宏C 编译器接受以下形式的#define 预处理程序指令：#define identifier (...) replacement_list#define identifier (identifier_list, ...) replacement_list如果宏定义中的identifier_list 以省略号结尾，则意味着调用中的参数比宏定义中的参数（不包括省略号）多。

否则，宏定义中参数的数目（包括由预处理标记组成的参数）与调用中参数的数目匹配。

对于在其参数中使用省略号表示法的#define 预处理指令，在其替换列表中使用标识符__VA_ARGS__。

以下示例说明可变参数列表宏工具。

#define debug(...) fprintf(stderr, __VA_ARGS__)#define showlist(...) puts(#__VA_ARGS__) //这里使用了字符化符号##define report(test, ...)((test)?puts(#test):printf(__VA_ARGS__))debug(“Flag”);debug(“X = %d\n”,x);showlist(The first, second, and third items.);report(x>y, “x is %d but y is %d”, x, y);其结果如下：fprintf(stderr, “Flag”);fprintf(stderr, “X = %d\n”, x);puts(“The first, second, and third items.”);((x>y)?puts(“x>y”):printf(“x is %d but y is %d”, x, y));2、_Pragma操作符_Pragma ( string-literal ) 形式的一元操作符表达式处理如下：■如果字符串文字具有L 前缀，则删除该前缀。

■删除前导和结尾双引号。

■用双引号替换每个换码序列'。

■用单个反斜杠替换每个换码序列\\。

预处理标记的结果序列作为pragma 指令中的预处理程序标记进行处理。

删除一元操作符表达式中的最初四个预处理标记。

与#pragma 比较，_Pragma 的优势在于：_Pragma 可以用于宏定义。

_Pragma("string") 与#pragma 字符串行为完全相同。

考虑以下示例。

首先列出示例的源代码，然后在预处理程序使其通过预处理之后，再列出示例的源代码。

#include <omp.h>#include <stdio.h>#define Pragma(x) _Pragma(#x)#define OMP(directive) Pragma(omp directive) void main(){omp_set_dynamic(0);omp_set_num_threads(2);OMP(parallel){printf("Hello!\n");}}下面是预处理程序完成后的源代码。

void main(){omp_set_dynamic(0);omp_set_num_threads(2);# pragma omp parallel{printf("Hellow!\n");}}3、内部编译指令STDC FP_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.STDC FEVN_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.4、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:yyymmmL8、for语句内的变量声明C99中,程序员可以在for语句的初始化部分定义一个或多个变量,这些变量的作用域仅于本for语句所控制的循环体内.在C89中,这样是不可以的,具体可以在VC6中验证.VC6支持到C89.C 编译器接受作为for 循环语句中第一个表达式的类型声明：for (int i=0; i<10; i++){ //loop body };for 循环的初始化语句中声明的任何变量的作用域是整个循环（包括控制和迭代表达式）。