Для чего можно использовать c

Для чего идут изучать язык С?

Привет, хабровчане! Наши преподаватели — Виктор Коробков, эксперт с 15-летним стажем в IT, и Андрей Кравчук, разработчик в RavenPack International, рассказали, почему язык C до сих пор актуален, и зачем его осваивать тем, кто занимается разработкой на других языках. Статья подготовлена специально в преддверии старта нового практического онлайн-курса «Программист C», чтобы помочь разобраться, пригодятся ли эти навыки вам.

Добрый день! Я Андрей, более 10 лет занимаюсь коммерческой разработкой, начинал с C и C++, затем перешёл на Python, и весьма часто в повседневной работе меня выручают знания C. Мой коллега и руководитель курса Виктор Коробков уже более 15 лет в IT индустрии, начинал с программирования на Delphi, C/C++ и сейчас специализируется на базах данных. Сегодня я подготовил краткий обзор о возможностях и перспективах языка C для разработчиков в настоящее время и о том, что вас ждет в нашем курсе.

Зачем изучать язык C?

На язык С многие молодые специалисты смотрят как на доисторическое ископаемое. Еще бы, ведь он существует уже практически полвека. И этот факт ставят ему не в плюс, а, наоборот, минус, заявляя, что решать современные задачи на языке, созданном в далекие 1970-е годы неэффективно, несовременно и немодно.

Но что показывает упрямая вещь под названием «статистика»? Если посмотреть рейтинг TIOBE, то С уже долгие годы никогда не опускается ниже 2-го места, а в январе 2021 года по итогам 2020 года он опять стал первым. В рейтинге PYPL С/С++ постоянно входят в пятерку языков, по которым наиболее часто ищется информация в поисковике Google. Если выполнить запрос «программист С» на одном из крупнейших сервисов по поиску работы в России HeadHunter, можно увидеть, что такие специалисты требуются во многих городах.

Можно выделить 4 основных повода освоить C:

• Получить понимание основ того, как «под капотом» работают ОС, системное ПО, популярные программные продукты — такие как Nginx, PostgreSQL, Redis и т.д.
• Для взаимодействия с библиотеками, написанными на C, с помощью механизмов FFI.
• Для написания программ с бескомпромиссным быстродействием.
• Для низкоуровневого программирования различных устройств, например, Arduino, мощности которых не хватает ни на какие другие языки.

Пожалуй, основное преимущество C — предельная «близость к машине». Это язык достаточно высокого уровня для того, чтобы была возможность выражать в нем некую бизнес-логику и сущности предметной области, но при этом он достаточно низкоуровневый для того, чтобы иметь предельный контроль над тем, как эта логика и сущности обрабатываются процессором.

Зарплата у хороших спецов по C, как правило, выше, чем в сфере web-программирования (особенно если речь идет не про российские НИИ, а про компании вроде NVidia, Intel и др.).

Стоит, конечно, признать, что зарплаты на начальном этапе программистам на С предлагают на порядок меньше, чем на Python или Java. Но даже при устройстве на работу разработчиком на Python для соискателя большим плюсом является знание языка С – работодатели это очень ценят. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сообщества работодателей и программистов всего мира не только не забывают язык С, но и постоянно использует его в той или иной мере.

В настоящий момент заметен дефицит специалистов, способных решать практические задачи на C. Дело в том, что раньше на C учили в вузах, сейчас же студенты чаще осваивают программирование на Python, Java или C#. Такие студенты могут более-менее владеть базовыми навыками программирования, но не разбираться в углубленных основах. Если копнуть глубже, начинаются проблемы. Именно эти проблемы в разных сферах разработки мы будем разбирать на курсе и учиться с ними справляться.

Наконец, C может быть полезен программисту на любом языке для расширения кругозора. Он помогает понять, какие «шестеренки» лежат на низком уровне в основе другого языка. Дает возможность оптимизировать код путем переписывания чувствительных к быстродействию фрагментов программ на C, а также взаимодействовать с произвольными третьесторонними библиотеками через FFI.

Ну и в завершение, есть возможность уйти в «железную» сферу, но тут уже нужны более специфичные знания (Verilog и прочее).

Знания C также необходимы администраторам Linux-систем, т.к. любая UNIX-система (Linux в том числе) по большей части написана на этом языке. Сисадмин, знающий C, глубже понимает устройство ОС, может справляться с неожиданными проблемами эксплуатации и предлагать более оптимизированные решения.

На онлайн-курсе «Программист C» мы готовим студентов использовать C на практике и решать задачи Middle-уровня. Мы рассмотрим устройство UNIX-подобных ОС и сопутствующего инструментария. Дадим практические советы по написанию конкретных классов программ: веб-сервисов, демонов, игр, взаимодействия с БД, конкурентного программирования (многопоточных и многопроцессных программ).

Другая интересная особенность курса в том, что мы кратко рассмотрим аналоги ООП в C, хотя традиционно считается, что ООП в C не бывает.

Для специалистов в IoT направлении будет интересен раздел программирования микроконтроллеров.

В конце курса вы реализуете полноценный проект на C: это может быть какая-то ваша рабочая задача, своя идея или предложенная нами тема.

Стартуют занятия 29 января, но присоединиться можно в течение февраля. В первый месяц мы проходим базовые знания и разбираем современный язык C. Дальше углубляемся в его возможности и изучаем нюансы применения в разных сферах.

Погружаемся в язык мы достаточно основательно, поэтому если вам нужна исключительно базовая теория, наша программа будет избыточна. В этом случае достаточно пройти какой-то из популярных учебников или видео для начинающих.

А наш курс будет актуален для того, кто:

• Уткнулся в пределы быстродействия используемого им языка программирования, например, Python.
• Хочет задействовать в другом языке, опять же к примеру в Python, стороннюю библиотеку, написанную на C, и сталкивается с проблемами взаимодействия между языками.
• Хочет подробнее узнать, как программы взаимодействуют с ОС и предоставляемыми ей ресурсами.
• Хочет начать разрабатывать под микроконтроллеры и развиваться в IoT-направлении
• Хочет заниматься системным программированием.

Если что-то из этого про вас — переходите на страницу курса, проходите вступительный тест и присоединяйтесь к группе. А если остались вопросы, после прохождения теста вам откроется доступ к закрытому чату в Slack, где вы сможете задать нам с Виктором свои вопросы. До встречи на занятиях!

• программирование
• язык c
• обучение программированию

Почему стоит начать изучение программирования с языка C

Краткое содержание: автор статьи объясняет, почему С хорош именно на этапе обучения и прокачки мозгов будущего программиста. А через некоторое время, или даже параллельно, можно выучить более современный язык и заняться, например, Enterprise- или Web-разработкой.

Языков программирования становится всё больше. Сейчас их около 700. Однако в основном разработчики используют 20 из них. Здесь, как и во многих других сферах, существуют рейтинги, тренды и даже мода.

• упрощённый синтаксис (в большинстве своём) и ясная семантика — на фоне языка C;
• полнофункциональный набор стандартных API;
• активная поддержка сообщества;
• растущая экосистема фреймворков и библиотек.

Обычно будущие разработчики начинают программировать в школе, университете или на курсах по смене профессии. Последний вариант, к слову, сейчас сильно набрал популярность.

Рано или поздно они задаются вопросом: какой язык программирования лучше учить первым? В школе и университете на этот вопрос могут ответить за вас: чаще всего обучение там начинают с языка С/С++ (именно вот так, через «/»). Но на альтернативных обучающих площадках вряд ли вам тоже кто-то предложит просто поизучать С для расширения кругозора или прокачки мозгов. Всем хочется побыстрее, что называется, войти в ИТ. Так что, как видите, тут и там вам придётся проявить волю и самостоятельность, если решите начать изучение с языка С.

В этой статье речь всё-таки пойдёт про этап обучения и становления будущего специалиста. Поэтому, позвольте, сейчас я изложу свои аргументы, а потом вы можете изложить свои.

C заставляет глубоко прорабатывать решение проблемы

Более современные языки предлагают сразу несколько встроенных абстракций (или абстракций из стандартных библиотек) на все распространённые случаи жизни. Это в первую очередь относится к стандартным алгоритмическим задачам. Например, если вам нужно скопировать определённые элементы из первого массива во второй, вы можете использовать встроенный метод filter() в JavaScript. Если пишете на Java, в вашем распоряжении метод filter() из пакета java.util.stream.

JavaScript: Array.filter()

const words = ['spray', 'limit', 'elite', 'exuberant', 'destruction', 'present']; // если длина слова больше 6, добавляем его в результирующий массив const result = words.filter(word => word.length > 6); console.log(result); // получится вот такой результат: Array ["exuberant", "destruction", "present"]

Java: stream().filter()

List lines = Arrays.asList("spray", "limit", "elite"); // преобразуем List в Stream List result = lines.stream() // хотим исключить elite .filter(line -> !"elite".equals(line)) // сформируем коллекцию и преобразуем в List .collect(Collectors.toList()); //получится вот такой результат: spray, limit result.forEach(System.out::println); 

На языке С, особенно в учебных целях, можно предложить такую реализацию (чтобы не усложнять пример, я поменял строки на числа и изменил условие «фильтрации»):

#include #define SIZE 5 void copy_aka_filter_arr(double trg[], double src[], int n); int main(void)< int i; double source[SIZE] = ; double target[SIZE]; printf("Source: "); for (i = 0; i < SIZE; i++)< printf("%5.1f ", source[i]); >putchar('\n'); copy_arr(target, source, SIZE); return 0; > void copy_aka_filter_arr(double trg[], double src[], int n) < // копирует i-й элемент из исходного массива в новый, если он больше 3.3. // иначе записывает в i-й элемент нового массива 0.0 int i; for (i = 0; i < n; i++)< if (trg[i]) >3.3) < trg[i] = src[i]; >else < trg[i] = 0.0; >> printf("Target: "); for (i = 0; i < SIZE; i++)< printf("%5.1f ", trg[i]); >putchar('\n'); >

Пытаясь реализовать такие функции руками, вы столкнётесь с фундаментальными принципами и нюансами, в которых нужно будет глубоко разобраться. В частности, самостоятельная реализация алгоритмов обработки структур данных на языке С — отличный способ научиться решать проблемы, а не искать готовые решения.

На каком бы классном и продвинутом языке вы не писали, время от времени появляются сложные задачи, которые нельзя решить с использованием стандартных библиотек и встроенных абстракций. В этих случаях такой навык просто необходим.

Кстати, разработчики, участвующие в соревновательных хакатонах, часто тренируют этот скил, решая нестандартные задачи как раз на C.

C позволяет прикоснуться к «низкоуровневому» программированию

На современных высокоуровневых языках (Python, C#, Java или какой-то ещё на ваш вкус) удобно писать. Однако эти языки очень ограничивают взаимодействие с аппаратной частью. Другими словами, вы не получите полноценного опыта взаимодействия с «железом», пока не начнёте программировать на C. Современные языки программирования скрывают аппаратно-зависимые детали реализации и вместо этого эмулируют некую абстракцию. В большинстве случаев она создаётся с помощью виртуальной машины.

К сожалению, начинающие специалисты совсем не имеют представления об управлении памятью, об обработке файлов и оптимизации кода, потому что они никогда не видели даже примеров «низкоуровневого» программирования на языке C. С этой точки зрения современные языки программирования автоматизируют и скрывают слишком много. Язык С заставляет делать многое руками и писать высокооптимизированный код.

Как по мне, такое должен попробовать каждый профессиональный разработчик. Ну, как минимум, бэкендер.

C учит свободе и ответственности

Когда язык программирования предлагает набор удобных для человека абстракций, он становится менее гибким. Каждый встроенный или библиотечный метод действует как жёстко запрограммированный чёрный ящик. Другими словами, современные языки программирования скрывают подробности реализации и предлагают разработчику просто обращаться к набору интерфейсов. Ручное управление распределением динамической памяти в современных языках программирования в большинстве случаев невозможно. Между тем, C даёт вам настоящую свободу, позволяя выбирать способ реализации на более низком уровне.

Компиляторы C при должной оптимизации создают невероятно быстрый ассемблерный код. Правда, кроме того, чтобы выставлять нужные флажки оптимизации для компиляции, нужно и самому писать высокопроизводительный исходный код. В C мы должны аккуратно объявлять переменные, выделять и вовремя очищать память, обращаться к ресурсам и не забывать освобождать их. Если C был вашим первым языком, вы привыкнете рационально использовать память и ресурсы, привыкнете выбирать оптимальные структуры данных. Эта привычка сохранится, когда вы начнёте писать и на других языках.

C мотивирует к написанию чистого кода

В отличие от современных языков программирования, для реализации тех же задач на C вам придётся писать в разы больше кода. Это связано с тем, что на C многое приходится реализовывать на более низком уровне, а не использовать встроенные обёртки и абстракции из стандартных библиотек, скрывающих подробности реализации. Когда количество строк в коде увеличивается, сложность кода также растёт. Чтобы компенсировать этот эффект и поддерживать порядок в проекте, нужно стараться писать чистый и понятный код.

Написание чистого кода — это навык, который особенно востребован при работе в крупных коммерческих проектах. Если вы научитесь писать чистый код на С, то вам будет легче сделать это на другом, более простом языке.

Пока не убедил?

С активным развитием C++ язык C многие перестали воспринимать как самостоятельный. Он как будто превратился в подмножество языка C++. Понятно, что фактически это не так. C++ — действительно современный язык программирования с полнофункциональным набором стандартных библиотек. На мой взгляд, C++ не должен быть первым языком, который стоит изучить. Правда, тут есть одна оговорка: если вы в дальнейшем хотите специализироваться именно на нём, то вперёд. В этом случае эти два языка можно учить параллельно, но они в какой-то момент «пересекутся» — и переход от С к С++ будет органичным и почти мгновенным.

Практически все современные языки программирования конкурируют друг с другом, вводя новый синтаксис, семантику и расширяя стандартные библиотеки и фреймворки. Как говорится, всё для людей. Это и подкупает. Но если будущие разработчики с нуля начнут изучать эти языки, они упустят ценные возможности, которые даёт C. В какой-то момент они просто не смогут сделать новый шаг в своём развитии, не зная, как работает код на более низком уровне, не зная даже, как внутри реализованы их любимые фреймворки и библиотеки.

Поэтому выберите C в качестве первого языка программирования. Его изучение займёт больше времени, но в дальнейшем поможет вам очень быстро стать экспертом в более современных языках.

Облачные серверы от Маклауд отлично подходят для разработки на С и других языках программирования.

Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!

Для чего хорош Си?

Язык Си обычно используется в довольно сложных задачах. В каких? Отобрали для вас самые популярные области применения Си.

Авторы: Dor Marciano, Мария Багулина

Си применяют в сферах, где важен код, наиболее тесно взаимодействующий с «железом». Под влиянием Си появились языки C++, C#, Java и Objective-C.

Си иногда называют подмножеством C++ или «C++ без классов», но это не совсем верно. Почему это не так, можно узнать в статье про C++.

Си поддерживает исключительно процедурное программирование. Никаких классов, ООП, наследования — только функции и структуры. К основным особенностям языка относятся:

• доступ к памяти через указатели (особые переменные, в которых хранится адрес объекта);
• активное использование структур и объединений;
• чистый стиль программирования (код проще отлаживать, но сложнее писать).

Си обычно используется в довольно специфичных и сложных задачах, потому что более лёгкие задачи проще сделать с помощью высокоуровневых языков. Мы отобрали несколько наиболее популярных применений Си.

Оптимизация участков кода на C++

Объектно-ориентированные возможности C++ часто обходятся дороже, чем «чистый Си», так как расходуют больше ресурсов (в частности оперативной памяти). Поэтому иногда код в стиле Си может быть эффективнее. Если нужно заставить какой-либо алгоритм работать быстрее — используйте процедурный стиль и откажитесь от встроенных инструментов C++ для ООП, например от полиморфизма.

Но если нужна действительно высокая скорость, лучше переписать часть кода на ассемблере.

Информационная безопасность

Сюда относятся сложные хакерские приёмы. Среди них:

• Использование уязвимостей: переполнения буфера, двойные удаления (повреждения кучи).
• Инъекция (сокрытие) кода. Если получить доступ к другому процессу, используя уязвимость, то можно спрятать свой код внутри чужого и заставить процесс выполнять его. Теперь скрытый код будет жить в «невинном» процессе, спрятанном от глаз пользователя.
• Перехват (hooking). Если вы хотите мониторить чьи-то взаимодействия с системой (нажатие клавиш, открытие файлов), вам, как правило, нужно вызывать отслеживающий код всякий раз, когда пользователь что-то делает. Для этого вы заменяете какой-либо фрагмент API операционной системы вашим кодом.

Почти для всех этих применений используется PIC код (position-independent code — код, не зависящий от адреса). Он может выполняться в любом месте памяти, независимо от того, где находится и кто его запустил. У PIC-кода нет доступа к глобальным переменным и таблицам, поэтому C++ для его написания не подойдёт (классам C++ нужны глобальные таблицы для реализации наследования).

Код ядра

Код, который выполняется в режиме ядра (kernel mode) имеет полный доступ к памяти и оборудованию: RAM, GPU, жёсткому диску. В режиме ядра работают:

• Аппаратные драйверы — здесь без доступа к железу не обойтись. Драйверы являются посредниками между пользовательским кодом (не в режиме ядра) и оборудованием.
• Ядро операционной системы. На Си, кстати, написано множество ядер ОС, в том числе Unix и Android.

Использовать для всего этого код на C++ почти невозможно, поскольку в режиме ядра нет доступа к тем же глобальным таблицам, о которых говорилось выше. Иногда в режиме ядра тоже необходим PIC код — например для загрузчика (bootloader). Загрузчик — самая первая программа, выполняющаяся при запуске ПК. Биос извлекает её из жёсткого диска, помещает в память и говорит процессору запустить эту часть памяти.

Embedded-разработка

Для программирования встраиваемых систем часто используется как Си, так и C++. Но Си имеет преимущество, поскольку позволяет разрабатывать встроенное ПО при ограниченных ресурсах — например когда у микроконтроллера очень мало RAM. Помимо Си также может пригодиться знание ассемблера (как вариант, ARM-ассемблера) для написания ассемблерных вставок, чтобы ещё больше оптимизировать код и получить доступ к специфичным инструкциям процессора.

Для чего хорош C++?

C++ хорош для проектов, в которых важна производительность кода. Почему это так, и в каких областях применяется C++? Разбираем в этом материале.

С++ — это как Си, только с ООП

• можно работать с памятью на низком уровне;
• нет «виртуальных машин» или фреймворков, которые занимаются, например, сборкой мусора или выделением памяти;
• быстрое (иногда очень быстрое) выполнение кода по сравнению с более высокоуровневыми языками (Python, C#, Java и другими);
• полный доступ к API операционной системы без обёрток (в которых может быть реализовано не всё).

Но чем больше силы, тем больше ответственности. По сравнению с языками более высокого уровня, на С++ проще ошибиться. Причём так, что компилятор не подскажет и вы сразу не поймёте, в чём дело.

Итак, C++ хорош для проектов, в которых важна производительность кода.

Где применяется С++?

В недавнем интервью по ссылке ниже создатель языка рассказал, что C++ используют практически во всех областях. Мы выделим три направления, в которых лучше всего раскрываются преимущества языка.

Бьёрн Страуструп: что в C++ надо было сделать по-другому, зачем его учить и совет начинающим программистам

Оптимизация

Перепишите любой код с языка более высокого уровня на C++, чтобы программа работала быстрее. Так часто делают в сфере глубокого обучения и других алгоритмических областях, где важна скорость. Подход может выглядеть так:

• пишу код на Python;
• заставляю работать нейросеть, которая решит мою проблему;
• переношу код на C++.

Но это не всегда приносит пользу: иногда быстрая разработка важнее производительности, или выгода от переноса кода на C++ совсем незначительна.

Игры

В инди-играх обычно используются высокоуровневые языки и игровые движки (C# и Unity, Java и jMonkeyEngine), но на том же Unreal Engine можно создавать игры и на C++. Множество игр AAA-класса пишутся на C++ по нескольким причинам:

• топовые игры надо хорошо оптимизировать, а С++ достаточно гибкий для этого. Но вместе с тем на нём удобно писать в ООП-стиле, не спускаясь до очень низкого уровня;
• использование собственного движка для полного контроля любых игровых механик. Да, так делают не всегда, но часто — в основном из-за проблем с лицензиями и необходимостью делить прибыль с продаж;
• кроссплатформенность: игра должна хорошо работать на всех поддерживаемых устройствах. Хотя многие движки по умолчанию предоставляют эту особенность, она не всегда эффективна: у кого-то игра может работать быстрее, а у кого-то медленнее. Код пишется так, чтобы оптимизировать компиляцию в бинарные файлы на разных платформах.

GPU-вычисления

Nvidia CUDA и OpenCL — две платформы, позволяющие запускать код C++ на графическом процессоре. GPU содержат сотни небольших вычислительных ядер, которые могут одновременно выполнять простые математические операции. Написав код для GPU, распараллеливающий сложные вычисления, можно добиться очень высокой производительности и скорости. C++ отлично подходит для этого.

Среди возможных применений:

• майнинг биткоинов: код на C++ помогает майнить быстрее;
• обучение нейросетей: большинство библиотек Deep Learning используют C/C++ код на CUDA или OpenCL, чтобы нейросети обучались и работали быстрее. Однако многие функции доступны как на C++, так и на более высокоуровневых языках;
• шейдеры для игр и графического ПО. Шейдеры — небольшие участки кода, параллельно запускающиеся на GPU и выполняющие сложные графические задачи (например, трассировку лучей).

Чтобы работать с языком было комфортно, нужно выбрать хорошую среду разработки. Это поможет сделать наша подборка с популярными IDE для программирования на C++.