C (lenguaje de programación)

El origen de C está estrechamente ligado al desarrollo del sistema operativo Unix , implementado originalmente en lenguaje ensamblador en un PDP-7 por Dennis Ritchie y Ken Thompson , incorporando varias ideas de sus colegas. Finalmente, decidieron portar el sistema operativo a un PDP-11 . La versión original de Unix para PDP-11 también se desarrolló en lenguaje ensamblador. ^{[ 12 ]}

En 1978, Brian Kernighan y Dennis Ritchie publicaron la primera edición de The C Programming Language . ^{[ 23 ]} Conocido como K&R por las iniciales de sus autores, el libro sirvió durante muchos años como una especificación informal del lenguaje. La versión de C que describe se conoce comúnmente como " K&R C ". Dado que se publicó en 1978, ahora también se le conoce como C78 . ^{[ 24 ]} La segunda edición del libro ^{[ 25 ]} cubre el estándar ANSI C posterior , que se describe a continuación.

K&R introdujo varias características lingüísticas:

• Biblioteca de E/S estándar
• long inttipo de datos
• unsigned inttipo de datos
• Los operadores de asignación compuesta de la forma (como ) se cambiaron a la forma (es decir, ) para eliminar la ambigüedad semántica creada por construcciones como , que se habían interpretado como (decremento de 10) en lugar del posiblemente previsto (sea −10).=op=-op=-=i=-10i =- 10ii = -10i

Incluso después de la publicación del estándar ANSI de 1989, durante muchos años K&R C siguió siendo considerado el " mínimo común denominador " al que se limitaban los programadores de C cuando se deseaba la máxima portabilidad, ya que muchos compiladores antiguos todavía estaban en uso y porque el código K&R C escrito cuidadosamente también puede ser código C estándar válido.

Aunque las versiones posteriores de C requieren que las funciones tengan una declaración de tipo explícita, K&R C solo requiere que las funciones que devuelven un tipo distinto de intse declaren antes de su uso. Se presumía que las funciones utilizadas sin declaración previa devolvían int.

Por ejemplo:

función larga ();función_llamada (){largo longvar ;registrar intvar ;longvar = long_function ();si ( longvar > 1 )intvar = 0 ;demásintvar = int_function ();devolver intvar ;}

La declaración de long_function()(en la línea 1) es necesaria ya que devuelve long; no int. La función int_functionpuede ser llamada (línea 11) aunque no esté declarada ya que devuelve int. Además, la variable intvarno necesita ser declarada como tipo intya que ese es el tipo predeterminado para registerla palabra clave.

Dado que las declaraciones de funciones no incluían información sobre los argumentos, no se realizaban comprobaciones de tipo , aunque algunos compiladores emitían una advertencia si diferentes llamadas a una función utilizaban distintos números o tipos de argumentos. Se desarrollaron herramientas como la utilidad lint de Unix que (entre otras cosas) verificaban la coherencia en el uso de funciones en varios archivos fuente.

En los años posteriores a la publicación de K&R C, se añadieron varias características al lenguaje, con el apoyo de compiladores de AT&T (en particular PCC ^{[ 26 ]} ) y otros proveedores. Estas incluían:

• voidfunciones; funciones que no devuelven ningún valor
• Funciones que devuelven structo uniontipos
• Asignación de structvariables
• Tipos enumerados

La popularidad del lenguaje, la falta de acuerdo sobre las interfaces de la biblioteca estándar y la falta de cumplimiento de la especificación K&R llevaron a esfuerzos de estandarización. ^{[ 27 ]}

A finales de la década de 1970 y durante la década de 1980, se implementaron versiones de C para una amplia variedad de ordenadores centrales , miniordenadores y microordenadores , incluido el IBM PC , a medida que su popularidad aumentaba significativamente.

En 1983, el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) formó un comité, X3J11, para establecer una especificación estándar de C. X3J11 basó el estándar C en la implementación de Unix; sin embargo, la parte no portable de la biblioteca C de Unix se transfirió al grupo de trabajo 1003 del IEEE para que sirviera de base para el estándar POSIX de 1988. En 1989, el estándar C fue ratificado como ANSI X3.159-1989 "Lenguaje de Programación C". Esta versión del lenguaje se conoce comúnmente como ANSI C , Estándar C o, a veces, C89 .

En 1990, la Organización Internacional de Normalización (ISO) adoptó el estándar ANSI C (con cambios de formato) como ISO/IEC 9899:1990, que a veces se denomina C90 . Por lo tanto, los términos "C89" y "C90" se refieren al mismo lenguaje de programación.

ANSI, al igual que otros organismos nacionales de normalización, ya no desarrolla la norma C de forma independiente, sino que se remite a la norma internacional C, mantenida por el grupo de trabajo ISO/IEC JTC1/SC22 /WG14. La adopción nacional de una actualización de la norma internacional suele producirse en el plazo de un año desde su publicación por ISO.

Uno de los objetivos del proceso de estandarización de C era crear un superconjunto de K&R C, incorporando muchas de las características no oficiales introducidas posteriormente. El comité de estándares también incluyó varias características adicionales, como prototipos de funciones (tomados de C++), voidpunteros, compatibilidad con conjuntos de caracteres y configuraciones regionales internacionales , y mejoras en el preprocesador. Si bien la sintaxis para las declaraciones de parámetros se amplió para incluir el estilo utilizado en C++, se siguió permitiendo la interfaz de K&R para garantizar la compatibilidad con el código fuente existente.

C89 es compatible con los compiladores de C actuales, y la mayor parte del código C moderno se basa en él. Cualquier programa escrito únicamente en C estándar y sin suposiciones dependientes del hardware se ejecutará correctamente en cualquier plataforma con una implementación de C compatible, dentro de sus límites de recursos. Sin tales precauciones, los programas pueden compilarse solo en una plataforma determinada o con un compilador específico, debido, por ejemplo, al uso de bibliotecas no estándar, como las bibliotecas de interfaz gráfica de usuario (GUI) , o a la dependencia de atributos específicos del compilador o de la plataforma, como el tamaño exacto de los tipos de datos y el orden de bytes .

En los casos en que el código deba ser compilable por compiladores basados ​​en C que cumplan con el estándar o por compiladores basados ​​en C de K&R, la __STDC__macro se puede utilizar para dividir el código en secciones estándar y de K&R para evitar el uso, en un compilador basado en C de K&R, de características disponibles solo en C estándar.

Tras el proceso de estandarización ANSI/ISO, la especificación del lenguaje C se mantuvo relativamente estática durante varios años. En 1995, se publicó la Enmienda Normativa 1 al estándar C de 1990 (ISO/IEC 9899/AMD1:1995, conocida informalmente como C95) para corregir algunos detalles y añadir un soporte más amplio para conjuntos de caracteres internacionales. ^{[ 28 ]}

La norma C fue revisada nuevamente a finales de la década de 1990, lo que llevó a la publicación de ISO/IEC 9899:1999 en 1999, comúnmente conocida como " C99 ". Desde entonces, ha sido modificada tres veces mediante correcciones técnicas. ^{[ 29 ]}

C99 introdujo varias características nuevas, incluidas funciones en línea , varios tipos de datos nuevos (incluido long long intun complextipo para representar números complejos ), matrices de longitud variable y miembros de matriz flexibles , soporte mejorado para punto flotante IEEE 754 , soporte para macros variádicas (macros de aridad variable ) y soporte para comentarios de una línea que comienzan con //, como en BCPL o C++. Muchas de estas ya se habían implementado como extensiones en varios compiladores de C.

C99 es en su mayor parte compatible con versiones anteriores de C90, pero es más estricto en algunos aspectos; en particular, una declaración que carece de un especificador de tipo ya no se asume implícitamente. Se define intuna macro estándar con un valor para indicar que se dispone de compatibilidad con C99. GCC , Solaris Studio y otros compiladores de C ahora admiten muchas o todas las nuevas características de C99. Sin embargo, el compilador de C en Microsoft Visual C++ implementa el estándar C89 y aquellas partes de C99 que son necesarias para la compatibilidad con C++11 . ^{[ 30 ]}__STDC_VERSION__199901L

Además, el estándar C99 requiere compatibilidad con identificadores que utilizan Unicode en forma de caracteres de escape (por ejemplo \u0040, o \U0001f431) y sugiere compatibilidad con nombres Unicode sin formato.

En 2007 se inició el trabajo en otra revisión del estándar C, denominada informalmente "C1X" hasta su publicación oficial como ISO/IEC 9899:2011 el 8 de diciembre de 2011. El comité de estándares C adoptó directrices para limitar la adopción de nuevas características que no hubieran sido probadas por implementaciones existentes.

El estándar C11 añade numerosas características nuevas a C y a la biblioteca, incluyendo macros genéricas de tipos, estructuras anónimas, soporte Unicode mejorado, operaciones atómicas, multihilo y funciones con comprobación de límites. También hace que algunas partes de la biblioteca C99 existente sean opcionales y mejora la compatibilidad con C++. La macro estándar __STDC_VERSION__se define para 201112Lindicar que el soporte para C11 está disponible.

C17 es el nombre informal de ISO/IEC 9899:2018, un estándar para el lenguaje de programación C publicado en junio de 2018. No introduce nuevas características del lenguaje, solo correcciones técnicas y aclaraciones a defectos de C11. La macro estándar __STDC_VERSION__se define para 201710Lindicar que se dispone de soporte para C17.

C23 es un nombre informal para la revisión principal actual del estándar del lenguaje C. Se la conocía como "C2X" durante la mayor parte de su desarrollo. Se basa en versiones anteriores e introduce características como nuevas palabras clave, un significado adicional para autoproporcionar inferencia de tipos al declarar variables, nuevos tipos, incluidos nullptr_ty _BitInt(N), y expansiones de la biblioteca estándar. ^{[ 31 ]}

C23 se publicó en octubre de 2024 como ISO/IEC 9899:2024. ^{[ 32 ]} La macro estándar __STDC_VERSION__se define para 202311Lindicar que hay soporte para C23.

C2Y es un nombre informal para la próxima revisión importante del estándar del lenguaje C, después de C23 (C2X), que se espera que se publique a finales de la década de 2020, de ahí el '2' en "C2Y". Un borrador inicial de C2Y fue publicado en febrero de 2024 como N3220 por el grupo de trabajo ISO/IEC JTC1/SC22 /WG14. ^{[ 33 ]}

Históricamente, la programación en C para sistemas embebidos requiere extensiones no estándar del lenguaje C para admitir características poco comunes como aritmética de punto fijo , múltiples bancos de memoria distintos y operaciones básicas de entrada/salida.

En 2008, el Comité de Estándares C publicó un informe técnico que extendía el lenguaje C ^{[ 34 ]} para abordar estos problemas, proporcionando un estándar común al que todas las implementaciones debían adherirse. Incluye varias características no disponibles en C estándar, como aritmética de punto fijo, espacios de direcciones con nombre y direccionamiento básico de hardware de E/S.

El conjunto básico de caracteres fuente de C incluye los siguientes caracteres: ^{[ 38 ]}

• Letras minúsculas y mayúsculas del alfabeto latino básico ISO : a– z, A–Z
• Dígitos decimales: 0–9
• Caracteres gráficos:! " # % & ' ( ) * + , - . / : ; < = > ? [ \ ] ^ _ { | } ~
• Caracteres de espacio en blanco : espacio , tabulación horizontal , tabulación vertical , salto de página , salto de línea

El carácter de nueva línea indica el final de una línea de texto; no tiene por qué corresponder a un único carácter real, aunque por comodidad C lo trata como tal.

El estándar POSIX exige un conjunto de caracteres portátil que añade algunos caracteres (en particular, "@") al conjunto de caracteres básicos del código fuente de C. Ambos estándares no prescriben ninguna codificación de valores en particular: tanto ASCII como EBCDIC cumplen con estos estándares, ya que incluyen al menos esos caracteres básicos, aunque utilicen valores codificados diferentes para ellos.

Se pueden usar caracteres codificados multibyte adicionales en literales de cadena , pero no son completamente portátiles . Dado que los caracteres Unicode multinacionales C99\uXXXX se pueden incrustar de forma portátil dentro del texto fuente C usando o \UXXXXXXXXcodificación (donde Xdenota un carácter hexadecimal).

El conjunto básico de caracteres de ejecución de C contiene los mismos caracteres, junto con representaciones para el carácter nulo , alerta , retroceso y retorno de carro . ^{[ 38 ]}

La compatibilidad en tiempo de ejecución con conjuntos de caracteres extendidos ha aumentado con cada revisión del estándar C.

Todas las versiones de C tienen palabras reservadas que distinguen entre mayúsculas y minúsculas . Al ser palabras reservadas, no se pueden usar para nombres de variables.

C89 tiene 32 palabras reservadas:

C99 añadió cinco palabras reservadas más: (‡ indica un alias ortográfico alternativo para una palabra clave C23)

C11 añadió siete palabras reservadas más: ^{[ 39 ]} (‡ indica un alias ortográfico alternativo para una palabra clave C23)

C23 se reservó quince palabras más:

La mayoría de las palabras reservadas recientemente comienzan con un guion bajo seguido de una letra mayúscula, ya que los identificadores de ese tipo estaban previamente reservados por el estándar C para su uso exclusivo por parte de las implementaciones. Dado que el código fuente de los programas existentes no debería haber estado utilizando estos identificadores, no se vería afectado cuando las implementaciones de C comenzaran a admitir estas extensiones del lenguaje de programación. Algunos encabezados estándar definen sinónimos más convenientes para los identificadores con guion bajo. Algunas de esas palabras se agregaron como palabras clave con su ortografía convencional en C23 y se eliminaron las macros correspondientes.

Antes de C89, entryestaba reservada como palabra clave. En la segunda edición de su libro The C Programming Language , que describe lo que se conoció como C89, Kernighan y Ritchie escribieron: «La ... [palabra clave] entry, anteriormente reservada pero nunca usada, ya no está reservada» y «La entrypalabra clave muerta se retira». ^{[ 40 ]}

C admite un amplio conjunto de operadores , que son símbolos utilizados dentro de una expresión para especificar las manipulaciones que se realizarán al evaluar dicha expresión. C dispone de operadores para:

• aritmética : +, -, *, /,%
• asignación :=
• asignación aumentada : +=, , , , , , , , , -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>=
• lógica bit a bit : ~, &, |,^
• desplazamientos bit a bit : ,<<>>
• Lógica booleana : !, &&,||
• evaluación condicional :? :
• Pruebas de igualdad: ==,!=
• Llamando a funciones :( )
• incremento y decremento : ++,--
• selección de miembros : .,->
• Tamaño del objeto:sizeof
• tipo: typeof, typeof_unqualdesde C23
• relaciones de orden : <, <=, >,>=
• referencia y desreferencia : &, *,[ ]
• secuenciación:,
• Agrupación de subexpresiones :( )
• conversión de tipo :(typename)

C utiliza el operador =(utilizado en matemáticas para expresar igualdad) para indicar asignación, siguiendo el precedente de Fortran y PL/I , pero a diferencia de ALGOL y sus derivados, C utiliza el operador ==para comprobar la igualdad. La similitud entre los operadores de asignación e igualdad puede dar lugar al uso accidental de uno en lugar del otro, y en muchos casos el error no produce un mensaje de error (aunque algunos compiladores producen advertencias). Por ejemplo, la expresión condicional if (a == b + 1)podría escribirse erróneamente como if (a = b + 1), que se evaluará como truea menos que el valor de aesté 0después de la asignación. ^{[ 41 ]}

La precedencia de operadores en C no siempre es intuitiva. Por ejemplo, el operador ==se vincula más estrechamente que (se ejecuta antes que) los operadores &(AND bit a bit) y |(OR bit a bit) en expresiones como x & 1 == 0, que deben escribirse como (x & 1) == 0si esa es la intención del programador. ^{[ 42 ]}

El sistema de tipos en C es estático y débilmente tipado , lo que lo hace similar al sistema de tipos de descendientes de ALGOL como Pascal . ^{[ 43 ]} Hay tipos integrados para enteros de varios tamaños, tanto con signo como sin signo, números de punto flotante y tipos enumerados ( enum). El tipo entero charse usa a menudo para caracteres de un solo byte. C99 agregó un tipo de datos booleano . También hay tipos derivados que incluyen arreglos , punteros , registros ( struct) y uniones ( union).

C se usa frecuentemente en la programación de sistemas de bajo nivel, donde puede ser necesario eludir el sistema de tipos. El compilador intenta garantizar la corrección de tipos de la mayoría de las expresiones, pero el programador puede anular estas comprobaciones de diversas maneras, ya sea mediante una conversión explícita de tipos para transformar un valor de un tipo a otro, o mediante el uso de punteros o uniones para reinterpretar los bits subyacentes de un objeto de datos de alguna otra forma.

Algunos consideran que la sintaxis de declaración de C es poco intuitiva, especialmente para los punteros a funciones . (La idea de Ritchie era declarar identificadores en contextos que se asemejaran a su uso: " la declaración refleja el uso "). ^{[ 44 ]}

Las conversiones aritméticas habituales de C permiten generar código eficiente, pero a veces pueden producir resultados inesperados. Por ejemplo, la comparación de enteros con signo y sin signo de igual longitud requiere convertir el valor con signo a sin signo. Esto puede generar resultados inesperados si el valor con signo es negativo.

int func ( int n , int m ) {float ( * p )[ n ][ m ] = malloc ( sizeof * p );si ( p == NULL ) {devolver -1 ;}para ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) {para ( int j = 0 ; j < m ; j ++ ) {( * p )[ i ][ j ] = i + j ;}}imprimir_array ( n , m , p );libre ( p );devolver 1 ;}

int func ( int n , int m ) {// Precaución: se deben realizar comprobaciones para garantizar que n * m * sizeof(float) NO exceda las limitaciones para los VLA automáticos y esté dentro del tamaño disponible de la pila.float p [ n ][ m ]; // auto VLA se mantiene en la pila y se dimensiona cuando se invoca la funciónpara ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) {para ( int j = 0 ; j < m ; j ++ ) {p [ i ][ j ] = i + j ;}}imprimir_array ( n , m , p );// No es necesario liberar la memoria (free(p)) ya que desaparecerá cuando la función finalice, junto con el resto del marco de pila.devolver 1 ;}

Una de las funciones más importantes de un lenguaje de programación es proporcionar herramientas para gestionar la memoria y los objetos que se almacenan en ella. C proporciona tres formas principales de asignar memoria para objetos: ^{[ 18 ]}

• Asignación de memoria estática : el espacio para el objeto se proporciona en el binario en tiempo de compilación; estos objetos tienen una extensión (o vida útil) mientras el binario que los contiene esté cargado en la memoria.
• Asignación automática de memoria : los objetos temporales se pueden almacenar en la pila , y este espacio se libera automáticamente y se puede reutilizar una vez que se sale del bloque en el que se declaran.
• Asignación dinámica de memoria : se pueden solicitar bloques de memoria de tamaño arbitrario en tiempo de ejecución utilizando funciones de biblioteca como mallocdesde una región de memoria llamada montón ; estos bloques persisten hasta que posteriormente se liberan para su reutilización llamando a la función de biblioteca realloco free.

Estos tres enfoques son apropiados en diferentes situaciones y presentan diversas ventajas y desventajas. Por ejemplo, la asignación de memoria estática tiene una sobrecarga mínima, la asignación automática puede implicar una sobrecarga ligeramente mayor, y la asignación de memoria dinámica puede tener una sobrecarga considerable tanto para la asignación como para la liberación. La persistencia de los objetos estáticos resulta útil para mantener la información de estado entre llamadas a funciones; la asignación automática es fácil de usar, pero el espacio de la pila suele ser mucho más limitado y transitorio que la memoria estática o el espacio del montón; y la asignación de memoria dinámica permite una asignación conveniente de objetos cuyo tamaño solo se conoce en tiempo de ejecución. La mayoría de los programas en C utilizan ampliamente los tres enfoques.

Siempre que sea posible, la asignación automática o estática suele ser la más sencilla, ya que el compilador gestiona el almacenamiento, liberando al programador de la tarea, potencialmente propensa a errores, de asignar y liberar manualmente el almacenamiento. Sin embargo, muchas estructuras de datos pueden cambiar de tamaño en tiempo de ejecución, y dado que las asignaciones estáticas (y las automáticas antes de C99) deben tener un tamaño fijo en tiempo de compilación, existen muchas situaciones en las que la asignación dinámica es necesaria. ^{[ 18 ]} Antes del estándar C99, los arreglos de tamaño variable eran un ejemplo común de esto. (Véase el artículo sobre asignación dinámica de memoria en C para un ejemplo de arreglos asignados dinámicamente). A diferencia de la asignación automática, que puede fallar en tiempo de ejecución con consecuencias incontrolables, las funciones de asignación dinámica devuelven una indicación (en forma de un valor de puntero nulo) cuando no se puede asignar el almacenamiento requerido. (La asignación estática demasiado grande suele ser detectada por el enlazador o el cargador , incluso antes de que el programa pueda comenzar su ejecución).

Salvo que se especifique lo contrario, los objetos estáticos contienen punteros nulos o con valor cero al iniciar el programa. Los objetos asignados de forma automática y dinámica se inicializan solo si se especifica explícitamente un valor inicial; de lo contrario, inicialmente tienen valores indeterminados (normalmente, cualquier patrón de bits presente en el almacenamiento , que podría no representar un valor válido para ese tipo). Si el programa intenta acceder a un valor no inicializado, el resultado es indefinido. Muchos compiladores modernos intentan detectar este problema y advertir sobre él, pero pueden producirse tanto falsos positivos como falsos negativos .

La asignación de memoria en el montón debe sincronizarse con su uso real en cualquier programa para que se reutilice al máximo. Por ejemplo, si el único puntero a una asignación de memoria en el montón queda fuera de ámbito o su valor se sobrescribe antes de que se desasigne explícitamente, esa memoria no se puede recuperar para su posterior reutilización y se pierde para el programa, un fenómeno conocido como fuga de memoria . Por el contrario, es posible que la memoria se libere pero se referencie posteriormente, lo que conlleva resultados impredecibles. Normalmente, los síntomas del fallo aparecen en una parte del programa que no está relacionada con el código que causa el error, lo que dificulta su diagnóstico. Estos problemas se mitigan en lenguajes con recolección automática de basura .

El lenguaje de programación C utiliza bibliotecas como su principal método de extensión. En C, una biblioteca es un conjunto de funciones contenidas en un único archivo de "archivo". Cada biblioteca suele tener un archivo de cabecera que contiene los prototipos de las funciones que contiene y que un programa puede utilizar, así como las declaraciones de tipos de datos especiales y símbolos de macro utilizados con estas funciones. Para que un programa utilice una biblioteca, debe incluir su archivo de cabecera y enlazarla con el programa, lo que en muchos casos requiere indicadores del compilador (por ejemplo, -lm`link the math library`, abreviatura de "link the math library"). ^{[ 18 ]}

La biblioteca C más común es la biblioteca estándar C , especificada por las normas ISO y ANSI C , que viene incluida en todas las implementaciones de C (las implementaciones destinadas a entornos limitados, como los sistemas embebidos, pueden proporcionar solo un subconjunto de la biblioteca estándar). Esta biblioteca admite entrada y salida de flujo, asignación de memoria, operaciones matemáticas, cadenas de caracteres y valores de tiempo. Varios archivos de cabecera estándar independientes (por ejemplo, stdio.h) especifican las interfaces para estas y otras funcionalidades de la biblioteca estándar.

Otro conjunto común de funciones de la biblioteca C son aquellas utilizadas por aplicaciones específicamente diseñadas para sistemas Unix y similares a Unix , especialmente las funciones que proporcionan una interfaz con el núcleo . Estas funciones se detallan en varios estándares, como POSIX y la Especificación Única de UNIX .

Dado que muchos programas se han escrito en C, existe una amplia variedad de otras bibliotecas disponibles. Las bibliotecas suelen escribirse en C porque los compiladores de C generan código objeto eficiente ; luego, los programadores crean interfaces para la biblioteca de modo que las rutinas puedan utilizarse desde lenguajes de alto nivel como Java , Perl y Python . ^{[ 18 ]}

C se utiliza ampliamente para la programación de sistemas en la implementación de sistemas operativos y aplicaciones de sistemas embebidos . ^{[ 52 ]} Esto se debe a varias razones:

• El lenguaje C permite acceder al hardware y la memoria de la plataforma mediante punteros y tipado aleatorio , de modo que las características específicas del sistema (por ejemplo, registros de control/estado , registros de E/S ) se pueden configurar y utilizar con código escrito en C; permite un control total de la plataforma en la que se ejecuta.
• El código generado por la compilación no requiere muchas características del sistema y se puede invocar desde algún código de arranque de forma sencilla; es fácil de ejecutar.
• Las sentencias y expresiones del lenguaje C suelen corresponderse bien con las secuencias de instrucciones del procesador de destino y, en consecuencia, requieren pocos recursos del sistema durante la ejecución ; su ejecución es rápida.
• Gracias a su amplio conjunto de operadores, el lenguaje C puede aprovechar muchas de las características de las CPU de destino. Si una CPU específica dispone de instrucciones más especializadas, se puede crear una variante del lenguaje con funciones intrínsecas para explotar dichas instrucciones, lo que permite utilizar prácticamente todas las características de la CPU de destino.
• Este lenguaje facilita la superposición de estructuras sobre bloques de datos binarios, lo que permite comprender, navegar y modificar los datos; incluso puede escribir estructuras de datos y sistemas de archivos.
• El lenguaje admite un amplio conjunto de operadores, incluida la manipulación de bits, para aritmética y lógica de enteros, y posiblemente diferentes tamaños de números de coma flotante; puede procesar datos estructurados adecuadamente de manera efectiva.
• C es un lenguaje bastante pequeño, con solo un puñado de instrucciones y sin demasiadas características que generen código de destino extenso; es comprensible.
• C tiene control directo sobre la asignación y liberación de memoria, lo que proporciona una eficiencia razonable y una sincronización predecible a las operaciones de manejo de memoria, sin ninguna preocupación por eventos esporádicos de recolección de basura que detienen el sistema ; tiene un rendimiento predecible.
• C permite el uso e implementación de diferentes esquemas de asignación de memoria , incluyendo uno típico mallocy free; un mecanismo más sofisticado con arenas ; o una versión para un núcleo de sistema operativo que puede adaptarse a DMA , uso dentro de manejadores de interrupciones o integrado con el sistema de memoria virtual .
• Dependiendo del enlazador y del entorno, el código C también puede llamar a bibliotecas escritas en lenguaje ensamblador , y puede ser llamado desde lenguaje ensamblador; además, interactúa bien con otro código de nivel inferior.
• C, sus convenciones de llamada y sus estructuras de enlace se utilizan habitualmente junto con otros lenguajes de alto nivel, y se admiten llamadas tanto a C como desde C; por lo tanto, interactúa bien con otro código de alto nivel.
• C cuenta con un ecosistema maduro y extenso, que incluye bibliotecas, frameworks, compiladores de código abierto, depuradores y utilidades, y es el estándar de facto. Es probable que los controladores ya existan en C, o que exista una arquitectura de CPU similar como back-end de un compilador de C, por lo que hay menos incentivos para elegir otro lenguaje.

Los videojuegos suelen desarrollarse a partir de una combinación de lenguajes. C ha tenido un papel importante, especialmente en aquellos juegos que buscan obtener el máximo rendimiento de las plataformas informáticas. Un ejemplo es Doom , de 1993. ^{[ 53 ]}

Históricamente, C se usó a veces para el desarrollo web usando la Interfaz de Puerta de Enlace Común (CGI) como una "puerta de enlace" para la información entre la aplicación web, el servidor y el navegador. ^{[ 54 ]} C pudo haber sido elegido sobre los lenguajes interpretados debido a su velocidad, estabilidad y disponibilidad casi universal. ^{[ 55 ]} Ya no es una práctica común que el desarrollo web se haga en C, ^{[ 56 ]} y muchos otros lenguajes de desarrollo web son populares. Las aplicaciones donde el desarrollo web basado en C continúa incluyen las páginas de configuración HTTP en enrutadores , dispositivos IoT y similares, aunque incluso aquí algunos proyectos tienen partes en lenguajes de nivel superior, por ejemplo, el uso de Lua dentro de OpenWRT .

Dos servidores web populares , Apache HTTP Server y Nginx , están escritos en C. ^{[ 57 ] [ 58 ]} El enfoque cercano al metal de C permite la construcción de estos sistemas de software de alto rendimiento. ^{[ 59 ]}

C se utiliza a veces como lenguaje intermedio en implementaciones de otros lenguajes. Este enfoque puede emplearse por motivos de portabilidad o conveniencia; al usar C como lenguaje intermedio, no se necesitan generadores de código adicionales específicos de la máquina. C posee algunas características, como las directivas de preprocesador de número de línea y las comas superfluas opcionales al final de las listas de inicialización, que facilitan la compilación del código generado. Sin embargo, algunas de las limitaciones de C han impulsado el desarrollo de otros lenguajes basados ​​en C diseñados específicamente para su uso como lenguajes intermedios, como C-- . Además, los principales compiladores contemporáneos , GCC y LLVM, ofrecen una representación intermedia que no es C, y admiten interfaces para muchos lenguajes, incluido C.

C permite a los programadores crear implementaciones eficientes de algoritmos y estructuras de datos, ya que la capa de abstracción del hardware es delgada y su sobrecarga es baja, un criterio importante para programas que requieren mucha computación. Por ejemplo, la Biblioteca Aritmética de Precisión Múltiple de GNU , la Biblioteca Científica de GNU , Mathematica y MATLAB están escritas total o parcialmente en C. Muchos lenguajes admiten la llamada a funciones de biblioteca en C; por ejemplo, el framework NumPy, basado en Python , utiliza C para los aspectos de alto rendimiento e interacción con el hardware.

Una consecuencia de la amplia disponibilidad y eficiencia de C es que los compiladores , bibliotecas e intérpretes de otros lenguajes de programación a menudo se implementan en C. ^{[ 60 ]} Por ejemplo, las implementaciones de referencia de Python , ^{[ 61 ]} Perl , ^{[ 62 ]} Ruby , ^{[ 63 ]} y PHP ^{[ 64 ]} están escritas en C.

Para ciertos fines, se han adoptado estilos restringidos de C, por ejemplo, MISRA C o CERT C , en un intento de reducir la posibilidad de comportamientos no deseados. ^{[ 73 ]} Bases de datos como CWE intentan contabilizar las formas en que los sistemas en general, especialmente aquellos codificados en C, presentan vulnerabilidades potenciales, junto con recomendaciones para su mitigación.

Existen herramientas que pueden mitigar algunos de los inconvenientes. Los compiladores de C modernos incluyen comprobaciones que pueden generar advertencias para ayudar a identificar muchos errores potenciales.

El uso de punteros en C puede hacerse menos riesgoso mediante el uso de extensiones de la arquitectura del conjunto de instrucciones, como CHERI o Permission Overlay Extensions . Estas técnicas modifican la naturaleza fundamental de los punteros a nivel de hardware para incluir comprobaciones de límites y propósitos, lo que puede ayudar a prevenir desbordamientos de búfer y accesos inapropiados al montón.

Desde principios de la década de 2020, el kernel de Linux tiene secciones escritas en Rust , un lenguaje que cuenta con medidas específicas para mejorar la seguridad. ^{[ 74 ]}