Dlaczego nie pojawia się szybszy, „lepszy” język niż C? [Zamknięte]

Skoro obecnie dostępne są wszystkie nowe „nowoczesne” języki, to w jaki sposób C jest nadal uważany za najszybszy i „najbliższy maszynie”? Naprawdę nie wierzę, że kiedykolwiek istniałby tylko jeden właściwy sposób na robienie rzeczy, a C istnieje już od bardzo dawna (od lat 60.!). Czy naprawdę nie wymyśliliśmy nic lepszego niż coś napisanego prawie 50 lat temu?

Wiem, że współczesne języki są na wyższym poziomie i zajmują się niektórymi zadaniami, takimi jak wyrzucanie elementów bezużytecznych i przydzielanie pamięci, a także wykorzystanie bibliotek i tym podobnych. Pytam tylko, dlaczego nigdy nie istniała prawdziwa druga opcja dla C.

Czy to możliwe, że C jest tak doskonały, że żaden inny sposób obsługi komputera nie byłby możliwy (poza przyjęciem programisty)?

EDYCJA Słuchaj, nie próbuję obalić C ani żadnego innego ulubionego języka. Zastanawiam się, dlaczego C stał się standardem i dlaczego inne alternatywy nigdy się nie pojawiły, a C został po prostu „zaakceptowany”.

C jest bardzo prostym językiem i właśnie z tego powodu, wraz z długowiecznością, jest szybki i zoptymalizowany. Jest również wyjątkowo szeroko obsługiwany w przypadku środowisk osadzonych, mikroprocesorów itp.

Trudno jest pokonać naprawdę prosty i szybki język. Jedyną rzeczą, którą można ulepszyć w takim języku, jest użyteczność: skróć czas potrzebny do stworzenia podobnego, ogólnego kodu i ułatw modelowanie za pomocą abstrakcji.

W tym momencie pojawia się C ++. C ++ może być tak samo szybki jak C. Chodzi o to, że C ++ jest znacznie bardziej złożonym językiem, co oznacza, że ​​zdecydowanie zwiększa wydajność; tak długo, jak ludzie wiedzą, jak go używać. C ++ i C nie są już prawie tym samym językiem.

Teraz D był kolejnym krokiem. Ta sama zdolność do szybkiego kodu, opcjonalnego wyrzucania elementów bezużytecznych itp., Ale nigdy się nie przyłapała. Mam nadzieję, że to się zmieni, ponieważ porzuca to, co nęka C ++: wsteczna kompatybilność z C.

Tak więc odpowiedź na pytanie „lepsza” jest trudna do oceny. Pod względem prostoty i szybkości C jest prawdopodobnie zbliżone do tego, co mogliśmy zrobić. Jeśli chodzi o produktywność w porównaniu z prostotą, C ++ jest prawdopodobnie najlepszym, co możemy zrobić, choć ta opinia różni się znacznie bardziej. Wreszcie, jeśli chodzi o dopracowany i uporządkowany język, z szybkością i prostotą języka C, D wygrywa w tym kontekście.

Są szybsze niż języki C.

Są języki szybsze niż C. Na przykład Fortran, jak już wspomniano, radzi sobie bardzo dobrze, ponieważ ma znacznie bardziej ograniczone reguły języków aliasingu.

Istnieją również eksperymentalne asemblery, takie jak języki, które atakują C z przodu, gdzie jest używany jako język asembera wysokiego poziomu, na przykład do tworzenia kompilatorów. Słyszałeś kiedyś o C- lub Janusie? Ale ci dwaj zostali zabici przez projekt LLVM.

Założę się, że APL lub inne języki matematyczne wydmuchują C z wody w specjalnych domenach aplikacji, ponieważ mają wbudowane wsparcie dla jednostek przetwarzania wektorów. Jest to coś, co nie jest możliwe dla C (i ludzie: NIE! Specjalne zoptymalizowane biblioteki z łączeniem C nie mają nic wspólnego z C jako językiem).

Również producenci procesorów usunęli wszystkie elementy pomagające pisarzom kompilatorów w innych językach - pamiętasz oznakowane kody asemblerów arytmetycznych do szybkiego wdrożenia LISP na SPARC? Przeminęło z wiatrem.

A jeśli odejdziesz od mikroprocesorów do tworzenia aplikacji, wtedy są szybsze języki do tworzenia aplikacji. Moim osobistym przykładem jest tutaj SmartEiffel. Celuje w C, ale korzysta z globalnej optymalizacji systemu, co czyni go szybszym niż C w tworzeniu aplikacji w świecie rzeczywistym.

W tej dziedzinie nawet proste abstrakcje o złym lub niskim poziomie mogą zabić cały występ języka. Ponieważ C nie oferuje dużych abstrakcji, większość ludzi twierdzi, że jest to problem programistyczny, ale tak nie jest. Na przykład spójrz na brak leków generycznych. W C skończysz z powolnymi implementacjami, takimi jak funkcja biblioteki „qsort”, którą można napisać o wiele szybciej za pomocą generyków (gdzie eliminowane jest wywołanie funkcji dla porównań kluczowych).

Wystarczy porównać wywołanie qsort w megabajtowej tablicy ints z dobrą odręczną implementacją, która korzysta z dostępu do tablicy i wbudowanego operatora „<”.

Dobre pytanie. Myślę, że językom się udaje, znajdując niszę. Należy zauważyć, że istnieje wiele nowszych języków, które są lepsze niż C w swoich niszach.

• C był kiedyś szeroko stosowany jako język aplikacji i w tej dziedzinie stopniowo tracił popularność w C ++, Javie, a ostatnio w wielu innych językach (zwłaszcza w językach dynamicznych).

• C był kiedyś językiem do pisania kodu serwera. Sieć pchnęła w tę przestrzeń niesamowitą różnorodność języków - Perl, Java, Python, VBScript, VB.NET, Ruby, C # - i przypadki, w których C ma jakikolwiek sens dla kodu serwera, są teraz bardzo rzadkie.

• C został wykorzystany do obliczeń naukowych, ale napotyka konkurencję ze strony języków specyficznych dla domeny, takich jak Matlab i Mathematica, a także bibliotek takich jak SciPy . Wiele osób, które piszą kod w tej niszy, nie jest programistami z zawodu, a C nie jest dla nich idealnym rozwiązaniem.

Ale niszą C jest kod systemowy. Jądra systemu operacyjnego. Kierowcy. Biblioteki wykonawcze. Jest tak ustalony w tej przestrzeni, że nawet C ++ przesuwa ją raczej powoli.

C wygrał w latach 70. dzięki systemowi UNIX, ponieważ konkurencyjne języki były albo zbyt restrykcyjne, albo zbyt wolne, a także dlatego, że kod C uznano za w miarę przenośny (kłamstwa, nawet wtedy). Ale jego największe zalety są dziś niezwiązane i wynikają głównie z dziesięcioleci dominacji w tej niszy. Istnieją dobre narzędzia do C: optymalizacja kompilatorów, debuggerów jądra, skuteczna analiza statyczna w celu znalezienia błędów w kodzie sterownika itp. Prawie każda główna platforma definiuje C ABI, a często jest to lingua franca dla bibliotek. Istnieje grupa programistów, którzy wiedzą, jak kodować C - i którzy wiedzą, jakie są problemy i pułapki C.

W dłuższej perspektywie ta nisza nie zniknie; a C ma pewne problemy. Ale dla nowicjuszy nadal byłoby bardzo trudno konkurować.

Parafrazując bardzo dobry komentarz: Nie ma wielu różnych sposobów na uczynienie języka szybkim i „zbliżonym do maszyny” - C zrobił to dobrze i nie ma na to miejsca.

Oryginalna odpowiedź:

Szybkie wykonanie lub szybkie pisanie?

Języki nie są szybkie lub powolne do wykonania, są konkretne implementacje. Język można uznać za szybszy niż inne tylko wtedy, gdy w jakiś sposób ułatwia szybkie wdrożenie . Niezmiennie oznacza to „blisko maszyny”. Ale wraz z przyspieszaniem wykładniczym maszyn stało się to z czasem coraz mniej interesujące. Zamiast tego łatwość i szybkość rozwoju oraz przenośność stały się znacznie ważniejsze, dlatego „lepszy” stał się oznaczeniem „z dala od maszyny” . Prawie wszystkie wysiłki w zakresie projektowania języka podążały w tym kierunku przez ostatnie 5 dekad.

Oto jesteś: bliżej maszyny i szybszych języków niż C; to te, które pojawiły się przed C : Asembler, Fortran. Prawdopodobnie niektóre zapomniane.

Fortran jest szybszy niż C do zadań numerycznych ze względu na sposób, w jaki obsługuje odniesienia do pamięci (wskaźniki C trudniej jest zoptymalizować). Ciężkie biblioteki numeryczne u podstawy takich rzeczy jak Matlab i Numpy są nadal zapisane w Fortranie.

Z drugiej strony C ++ może być tak samo szybki jak C, ale ma wiele bardziej zaawansowanych funkcji programowania. Jest to znacznie nowszy język z połowy lat 80-tych.

Co do cholery, wrzucę moje 0,02 $.

W wielu przypadkach istnieje rzeczywista lub postrzegana różnica między językami „systemowymi” a językami wyższego poziomu. Zignoruję większość języków „wyższego poziomu”, ponieważ nikt (przynajmniej niewielu) będzie argumentował, że w przypadku wielu zadań języki takie jak Python, Ruby itp. Są łatwiejsze w obsłudze.

C został zaprojektowany jako język systemowy, co oznacza, że ​​został zaprojektowany jako język, w którym napisano system operacyjny Unix. Jako taki został zaprojektowany jako prosty, wydajny i szybki. Prosty język zyskuje na sile dzięki temu, że programiści niesystemowi często uważają za niebezpieczne: wskaźniki, ręczne zarządzanie pamięcią itp. Jak już wspomniano, C jest dość prosty. K&R to jak dotąd najmniejsza książka na mojej półce programistycznej (nie licząc O'Reilly Pocket References) i jest tylko nieznacznie „większa” niż moja Ruby Pocket Reference. C jest dość silny. Jeśli potrzebujesz porozmawiać ze sprzętem, sprawdź ręcznie i zmień pamięć, itd. C ma taką możliwość.

Jednak z perspektywy programisty C nie jest takie proste. Szybkość i moc są w cenie ręcznego zarządzania pamięcią i niewielkiej obsługi OOP wbudowanej w język. C ++ (nie mój ulubiony język) jest znacznie prostszy z perspektywy programisty, ale o wiele mniej prosty z perspektywy kompilatora. Objective-C (prawdopodobnie mój ulubiony język) ma ten sam kompromis, z lekkim pochyleniem w kierunku utrzymania prostoty języka (zbieranie śmieci jest nowością w Objective-C, na przykład). Ponieważ jednak świat komputerowy, jak wielu z nas wie, został napisany w języku C, trudno jest rozpowszechnić nowe, bardziej skomplikowane, ale „łatwiejsze” języki.

W niektórych przypadkach, zwłaszcza gdy obecny „standard” jest tak „wystarczająco dobry” jak C, po prostu nie ma zachęty do czegoś „lepszego” (C ++, Objective-C, D itd.), Aby uzyskać przyczepność, gdy jest jest nawet wystarczającą zachętą do stworzenia czegoś „lepszego”.