C语言编写程序执行效率高的原因是什么？

1. 简述

都说C语言编写的程序执行效率比较高，那么到底高在哪里，我们一块来学习学习。

2. C语言由来

C语言源自于BCPL、B两种语言。

BCPL语言以及代码

1967年，剑桥大学的马丁·理察德(Martin Richards)以CPL编程语言为基础，发明了BCPL（Basic Combined Pogramming Language)编程语言。

我们在看一个用BCPL语言编写的计算阶乘的功能，代码如下：

GET "libhdr"
LET start() = VALOF
{ FOR i = 1 TO 5 DO writef("fact(%n) = %i4*n", i, fact(i))
  RESULTIS 0
}
AND fact(n) = n=0 -> 1, n*fact(n-1)

GET "libhdr"是包含标准库，LET start() = VALOF是程序运行时要调用的第一个函数。空括号()表示函数不需要任何参数，VALOF表示函数有返回值。

FOR i = 1 TO 5 DO是一个从1到5的循环。writef是字符格式化字符串函数，用来输出将i替换%n、fact(i)替换%i4格式化之后的字符串。*n表示换行，RESULTIS 0是返回值，用来告诉系统函数执行成功。

AND fact(n) =介绍了函数fact的定义，通过接受一个参数来实现n的阶乘。

n=0 -> 1, n*fact(n-1)则是阶乘的实现，当n等于0时候，返回1(0的阶乘是1)，当n不等于0的时候则返回n*fact(n-1)，

AND原文是下面这样说的，如下：

The word AND causes fact to available to the previously defined function

我的个人理解是支持嵌套，那么你认为呢？

当上述功能执行后将会在终端有如下输出：

fact(1) =   1
fact(2) =   2
fact(3) =   6
fact(4) =  24
fact(5) = 120

BCPL用户指南：https://www.cl.cam.ac.uk/~mr10/bcplman.pdf

B语言以及代码

肯·汤普逊(Ken Thompson)简称“ken”，在贝尔实验室工作期间设计和实现了Unix操作系统。他基于BCPL创造了B语言。

同样的，我们来看一个用B语言实现进制转换功能。输入一个n转换为b进制，其中b在2和10之间。

/* The following function will print a non-negative number, n, to
  the base b, where 2<=b<=10,  This routine uses the fact that
  in the ANSCII character set, the digits O to 9 have sequential
  code values.  */

printn(n,b) {
 extrn putchar;
 auto a;

 if(a=n/b) /* assignment, not test for equality */
  printn(a, b); /* recursive */
 putchar(n%b + '0');
}

代码出处:https://www.bell-labs.com/usr/dmr/www/kbman.html

C语言

在1972年，美国贝尔实验室的丹尼斯·里奇(D.M.Ritchie)在B语言的基础上设计出了新的言，他取BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言的由来。

以下是用C语言实现的进制转换功能。

#include

void printn(int n, char b) {
  char a;
  if(a=n/b) {
    printn(a, b);
  }
  putchar(n%b + '0');
}

int main(int argc ,char **argv) {
  printn(8, 2);
  return 0;
}

Terminal: 1000

跟B语言非常接近了吧。

3. 编程语言

机器语言是二进制文件，汇编语言是符号语言，再往汇编之上是高级语言。下图是C编写的源文件，经过汇编和链接生成的汇编文件以及二进制文件。