C语言的五套标准：C89、C99、C11、C17和C23（新手必看）

作为一门经典的编程语言，C语言标准随着时间不断演进，以适应新的编程需求和技术发展。

本文将详细介绍 C语言的五套标准：C89、C99、C11、C17 和 C23。我们将从每套标准的背景、主要特性入手，逐步深入，帮助你理解它们之间的差异以及对编程实践的影响。

C89：奠定基础的第一个标准

C89，也称为 ANSI C，是 C语言的第一个正式标准，由美国国家标准协会（ANSI）于 1989 年发布，后在 1990 年被国际标准化组织（ISO）采纳为 ISO/IEC 9899:1990，因此有时也叫 C90。

C89 标准的出现结束了C语言“各自为政”的局面，统一了语法和语义，为开发者提供了一个可靠的参考。

C89 的核心目标是规范已有实现，而不是引入大量新特性。它定义了 C语言的基本语法，比如变量声明、函数定义、指针操作等。以下是 C89 的一些关键特性：

• 函数原型：C89 要求函数声明时必须指定参数类型，例如 int add(int a, int b);，而不是老式的 int add();。这提高了代码的安全性和可读性。
• 标准库：C89 定义了标准库的基本内容，比如 、 和 ，为输入输出、内存管理等提供了统一接口。
• 单行注释不可用：C89 只支持 /* */ 形式的注释，单行注释 // 尚未引入。

让我们来看一个简单的 C89 程序示例：

1. #include <stdio.h>
3. int main(void) {
4. int a = 5, b = 3;
5. printf("Sum = %d\n", a + b);
6. return 0;
7. }

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输出结果：

1. Sum = 8

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C89 是许多后续标准的基础，尽管现在看来功能有限，但在当时它为 C语言的普及奠定了坚实基础。

C99：功能扩展的重要一步

C99 是 1999 年发布的标准（ISO/IEC 9899:1999），引入了许多现代化特性，使 C语言更灵活、更强大。

相比 C89，C99 的改进主要集中在提高编程效率和支持新的硬件特性上。以下是 C99 的主要亮点：

• 变长数组（VLA）：允许在运行时动态指定数组大小。例如：

1. int n = 10;
2. int arr[n]; // 合法

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• 单行注释：引入了 //，与传统的 /* */ 并存，方便开发者快速注释。
• 新的数据类型：增加了 long long int（至少 64 位）和 _Bool（布尔类型，需要包含  使用 bool、true、false）。
• 内联函数：使用 inline 关键字提示编译器内联优化，提升性能。
• 灵活的变量声明：不再要求所有变量声明都在代码块开头，可以在需要时声明，例如在 for 循环中直接定义变量。

下面是一个展示 C99 特性的例子：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdbool.h>
4. inline int square(int x) {
5. return x * x;
6. }
8. int main(void) {
9. int n = 5;
10. int arr[n]; // 变长数组
11. for (int i = 0; i < n; i++) { // 循环中声明变量
12. arr[i] = i;
13. printf("%d ", square(arr[i]));
14. }
15. bool flag = true;
16. printf("\nFlag is %d\n", flag);
17. return 0;
18. }

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输出结果：

1. 0 1 4 9 16
2. Flag is 1

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C99 的这些特性让 C语言更贴近现代编程需求，但由于部分编译器支持不完整（如早期的 Microsoft Visual C++），它的普及受到一定限制。

C11：现代化的进一步完善

C11（ISO/IEC 9899:2011）发布于 2011 年，重点在于增强 C语言的安全性、并发支持和国际化。

以下是 C11 的核心特性：

• 线程支持：引入 ，提供标准化的多线程功能，例如线程创建和互斥锁。
• 类型泛型宏：通过 _Generic 实现类型选择，增强代码灵活性。
• 静态断言：使用 _Static_assert 在编译时检查条件，例如确保数据类型大小符合预期。
• 匿名结构体和联合：允许嵌套定义未命名的结构体或联合，提升代码简洁性。

下面是一个展示 C11 线程和静态断言的例子：

1. #include <stdio.h>
2. #include <threads.h>
4. _Static_assert(sizeof(int) >= 4, "int must be at least 32 bits");
6. int run(void *arg) {
7. printf("Thread running\n");
8. return 0;
9. }
11. int main(void) {
12. thrd_t thread;
13. thrd_create(&thread, run, NULL);
14. thrd_join(thread, NULL);
15. return 0;
16. }

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输出结果：

1. Thread running

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C11 的线程支持让 C语言能够更好地适应多核处理器时代，尽管这些特性是可选的，部分编译器可能不完全实现。

C17：修复与完善

C17（ISO/IEC 9899:2018）发布于 2018 年，所以它也被称为 C18 标准。

C17 是对 C11 的小幅修正版本，主要修复了 C11 中的缺陷和模糊之处，没有引入显著的新特性，与 C11 的主要区别在于文档澄清和错误修复。

例如，C17 改进了对某些边界情况的定义，但对开发者来说，代码几乎无需调整即可从 C11 迁移到 C17。

由于 C17 的变化较小，这里不再赘述代码示例。它更像是一个“补丁包”，确保标准的稳定性和一致性。

C23：面向未来的新标准

C23（ISO/IEC 9899:2023）是截至 2023 年发布的最新标准，目前仍在完善中。它引入了一些实验性特性，并进一步现代化 C语言。

以下是 C23 的部分亮点（基于草案）：

• 空指针常量：明确 nullptr 作为标准空指针，取代传统的 NULL。
• 二进制整数常量：支持 0b1010 这样的二进制写法，便于位操作。
• 属性语法：引入类似 C++ 的 [[attribute]] 语法，用于注解代码，例如 [[nodiscard]] 提示返回值不可忽略。

下面是一个简单的 C23 示例：

1. #include <stdio.h>
3. [[nodiscard]] int get_value(void) {
4. return 42;
5. }
7. int main(void) {
8. int binary = 0b1010; // 二进制 10
9. printf("Binary value: %d\n", binary);
10. get_value(); // 可能触发编译器警告
11. return 0;
12. }

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输出结果：

1. Binary value: 10

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C23 仍在发展中，未来可能会有更多特性加入。它代表了 C语言对现代编程需求的持续适应。

总结与对比

为了帮助你快速掌握这五套标准的差异，以下表格总结了它们的发布时间和主要特性：

标准	发布时间	主要特性
C89	1989/1990	函数原型、标准库规范
C99	1999	变长数组、单行注释、long long、灵活变量声明
C11	2011	线程支持、类型泛型、静态断言
C17	2018	C11 的缺陷修复
C23	2023	nullptr、二进制常量、属性语法

通过学习这些标准，你就能理解 C 语言程序在不同编译环境中的运行差异，进而根据项目需求选择合适的编译器选项（例如 -std=c99）。