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[English version](/posts/c教程/en-US/09-Portable and Modern C/081-The C Standard Timeline (C89 to C23))

C 语言已经存在了五十多年了，它的发展是缓慢而谨慎的。 C 标准的每个版本都改进了语言，同时保持与数十年现有代码的向后兼容性。

了解 C 标准的时间表有助于您编写可移植的现代代码，并了解哪些功能可以在目标环境中安全使用。

步骤 1. 开始，K&R C (1972–1989) ​

C 诞生于 20 世纪 70 年代初的贝尔实验室，由 Dennis Ritchie 开发，作为 Unix 的系统编程语言。第一本书《C 编程语言》（Kernighan 和 Ritchie，1978 年）非正式地定义了“K&R C”。

主要特征：

  • 尚未标准化。
  • 隐式函数声明。
  • 不void不带返回值的函数的类型。
  • 无函数原型（未对参数进行类型检查）。
  • 头文件是可选的。

例子：

main() {
    printf("Hello, world\n");
}

虽然简单、直接、危险，但确实有效。

步骤 2. ANSI C (C89 / C90) ​

1989 年，C 被 ANSI 标准化（1990 年被 ISO 标准化）。这个版本 C89/C90 统一了编译器行为，并使 C 可以跨系统移植。

主要特点：

  • 函数原型（int add(int, int);)
  • 标准标头（<stdio.h>,<stdlib.h>,<string.h>) -void关键词
  • 类型限定符：const,volatile
  • 新的库函数（memcpy,qsort,assert)
  • 正式化标准库
  • 仍然不支持单行注释（使用/* */)

小代码：

#include <stdio.h>
int add(int a, int b) { return a + b; }
int main(void) {
    printf("%d\n", add(2, 3));
}

步骤 3.C95（ISO 修订版） ​

改进 C90 的一个小更新，很少被提及，但仍然很重要。

额外：

  • 宽字符支持（<wchar.h>)
  • 多字节字符串
  • 更多国际化实用程序
  • 像这样的宏__STDC_VERSION__

它为以后版本中的 Unicode 支持铺平了道路。

步骤 4. C99，现代化开始 ​

C99（1999 年发布）是自诞生以来最大的更新。

主要改进：

-//单行注释

  • 任何地方的变量声明
  • 内联函数 -long long（64 位整数） -stdbool.h为了bool,true,false -stdint.h对于固定宽度整数 (int32_t,uint64_t)
  • 指定的初始值设定项和复合文字
  • 灵活的数组成员 -snprintf更安全的字符串格式
  • 可变长度数组（VLA）

小代码：

#include <stdbool.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
int main(void) {
    bool done = false;
    uint64_t sum = 0;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        sum += i;
    printf("%llu\n", (unsigned long long)sum);
    return done;
}

C99 引入了更安全、更具表现力的语法，让 C 感觉很现代。

步骤 5.C11，并发性和安全性 ​

C11 于 2011 年发布，添加了更好的线程和安全机制。

关键补充：

-_Thread_local存储说明符 -<threads.h>用于可移植线程、互斥体、条件变量 -_Atomic对于原子操作 -_Static_assert用于编译时检查

  • 边界检查函数（strcpy_s,memcpy_s)
  • 可选附件 K 更安全的标准库函数
  • 改进了 Unicode 和宽字符支持

小代码：

#include <threads.h>
#include <stdio.h>
int run(void *arg) {
    printf("Hello from thread %d\n", *(int *)arg);
    return 0;
}
int main(void) {
    int id = 1;
    thrd_t t;
    thrd_create(&t, run, &id);
    thrd_join(t, NULL);
}

C11 使 C 更安全并且具有并发意识，尽管并非所有编译器都实现了<threads.h>完全。

步骤 6. C17（又名 C18），改进 ​

C17 正式通过 ISO/IEC 9899:2018（2018 年发布），修复了 C11 中的不一致和错误，但没有添加新功能。

亮点：

  • 对原子、宏和 UB 规则的澄清。
  • 改进了与 C++ 编译器的兼容性。
  • 标准库中的错误修复。 -__STDC_VERSION__是201710L.

它是现代 C 代码库的默认“稳定”标准。

步骤 7. C23，最新标准 ​

C23 是最新的（于 2024 年发布），在不破坏向后兼容性的情况下继续现代化。

主要特点：

-typeof（就像在海湾合作委员会） -nullptr关键词 -static_assert（别名为_Static_assert)

  • UTF-8 字符串文字：u8"Hello"
  • 新的标准属性（[[maybe_unused]],[[nodiscard]]) -constexpr类似特征（constexpr功能已规划）
  • 更好的 Unicode 和格式化 API
  • 更安全的库扩展
  • 改进了与 C++ 的互操作性

小代码：

#include <stdio.h>
int main(void) {
    int x = 10;
    [[maybe_unused]] int y = 20;
    static_assert(sizeof(int) == 4, "Expected 4-byte int");
    printf("%d\n", x);
}

C23 使 C 更接近现代 C++ 和 Rust 风格的安全性，同时保持简单和轻量级。

步骤 8. 检查编译器的版本 ​

您可以使用以下命令检查编译器支持的 C 标准：

gcc -dM -E - < /dev/null | grep __STDC_VERSION__

常见输出：

199901L  → C99  
201112L  → C11  
201710L  → C17  
202311L  → C23

或者编译：

gcc -std=c99 program.c
gcc -std=c11 program.c
gcc -std=c23 program.c

步骤 9. 兼容性和可移植性提示 ​

  • 始终明确声明标准：-std=c11或者-std=c17.
  • 避免特定于编译器的扩展，除非用#ifdef __GNUC__.
  • 使用标准标题，例如<stdint.h>和<stdbool.h>.
  • 编写库时，优先选择支持您的需求的最低标准。
  • 添加_Static_assert或者#error对于不受支持的标准。

步骤 10. 小代码：版本检测器 ​

#include <stdio.h>
int main(void) {
#if __STDC_VERSION__ >= 202311L
    printf("C23 or newer\n");
#elif __STDC_VERSION__ >= 201710L
    printf("C17\n");
#elif __STDC_VERSION__ >= 201112L
    printf("C11\n");
#elif __STDC_VERSION__ >= 199901L
    printf("C99\n");
#else
    printf("C90 or earlier\n");
#endif
}

编译并运行以查看您的编译器支持什么。

为什么它很重要 ​

C 的演变显示了其独特的哲学：缓慢变化，但绝不破坏旧代码。了解您的目标标准意味着您可以自信地使用现代功能，而不会失去可移植性。

自己尝试一下 ​

  1. 编写上面的版本检测程序并运行它-std=c99,-std=c11， 和-std=c23.
  2. 尝试_Static_assert和_Thread_local，查看哪些标准支持它们。
  3. 尝试使用以下命令编译一个小线程示例<threads.h>.
  4. 查看编译器的文档，了解实现了哪些 C23 功能。
  5. 选择一项功能（例如[[nodiscard]]）并在一个小项目中使用它。

接下来，您将探索可移植性和字节顺序，这些不可见的细节决定了 C 程序在不同机器和体系结构上的行为方式。

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