Perché non è uscito un linguaggio "migliore" più veloce di C? [chiuso]

Con tutte le nuove lingue "moderne" oggi, come mai C è ancora annunciato come il più veloce e "il più vicino alla macchina"? Non credo davvero che ci sia mai un solo modo corretto di fare le cose, e C è in circolazione da molto tempo (dagli anni '60!). Non abbiamo davvero trovato qualcosa di meglio di qualcosa di scritto quasi 50 anni fa?

Sono consapevole che i linguaggi moderni sono di livello superiore e si occupano di determinati compiti come la garbage collection e l'allocazione della memoria e utilizzano librerie e simili. Sto solo chiedendo perché non ci sia mai stata una vera seconda opzione per C.

Può essere che C sia così perfetto che nessun altro modo di far funzionare un computer sarebbe possibile (adozione da parte dello sviluppatore)?

EDIT Guarda, non sto cercando di battere C o qualunque sia la tua lingua preferita. Mi chiedo perché C sia diventato lo standard e perché non siano mai emerse altre alternative e C sia stato semplicemente "accettato".

C è un linguaggio molto semplice ed è per questo che, insieme alla sua longevità, è veloce e ottimizzato. È anche straordinariamente ampiamente supportato, per quanto riguarda ambienti embedded, microprocessori, ecc.

È difficile battere un linguaggio davvero semplice e veloce. L'unica cosa da migliorare su un linguaggio del genere è l'usabilità: ridurre il tempo necessario per creare un codice generico simile e semplificare la modellazione con le astrazioni.

È qui che entra in gioco C ++. C ++ può essere veloce quanto C. Il fatto è che C ++ è un linguaggio molto più complesso, il che significa che aumenta decisamente la produttività; fintanto che le persone sanno come usarlo. C ++ e C non sono più quasi la stessa lingua.

Ora, D è stato un altro passo avanti. Stessa capacità per codice veloce, raccolta dei rifiuti opzionale, ecc., Ma non ha mai funzionato. Speriamo che cambi, perché fa cadere ciò che affligge C ++: retrocompatibilità con C.

Quindi, per rispondere alla tua domanda, "meglio" è una cosa difficile da giudicare. In termini di semplicità e velocità, C è probabilmente vicino al meglio che potremmo fare. In termini di produttività rispetto a semplicità, C ++ è probabilmente il migliore che potremmo fare, anche se tale opinione varia molto di più. Infine, in termini di linguaggio incarnato e pulito, con la velocità e la semplicità di C, D vince questo contesto.

Ci sono più veloci delle lingue C.

Esistono lingue più veloci di C. Ad esempio Fortran, come già accennato, sta andando molto bene perché ha regole di lingua di aliasing molto più limitate.

Esistono anche assemblaggi sperimentali come i linguaggi che stanno attaccando C sul fronte dove viene utilizzato come linguaggio di assemblaggio di alto livello, ad esempio la creazione di compilatori. Hai mai sentito parlare di C-- o Janus? Ma quei due sono stati uccisi dal progetto LLVM.

Scommetto che APL o altri linguaggi matematici faranno esplodere C dall'acqua in domini applicativi speciali in quanto hanno supportato le unità di elaborazione Vector. Questo è qualcosa che non è possibile per C (e ragazzi: NO! Le speciali librerie ottimizzate con collegamento C non hanno nulla a che fare con C come linguaggio).

Inoltre i produttori di CPU hanno rimosso tutto ciò che aiutava gli autori di compilatori in altre lingue: ricordi i codici assemblati aritmetici contrassegnati per rendere veloce l'implementazione di LISP su SPARC? Via col vento.

E se passi dai micro benchmark allo sviluppo di applicazioni, allora ci sono linguaggi più veloci per lo sviluppo di applicazioni. Il mio esempio personale qui è sempre SmartEiffel. Si rivolge a C ma utilizza l'ottimizzazione del sistema globale che lo rende più veloce di C nello sviluppo di applicazioni nel mondo reale.

In questo dominio anche semplici astrazioni errate o di basso livello possono uccidere l'intero linguaggio. Perché C non offre astrazioni elevate la maggior parte delle persone afferma che si tratta di un problema di programmazione ma non lo è. Ad esempio, guarda la mancanza di generici. In C finirai con implementazioni lente come la funzione di libreria "qsort" che può essere scritta molto più velocemente con generici (dove viene eliminata la chiamata di funzione per i confronti dei tasti).

Basta confrontare una chiamata qsort su un array di megabyte di ints con un'implementazione scritta di buona mano che utilizza l'accesso all'array e l'operatore incorporato '<'.

Buona domanda. Penso che le lingue riescano a trovare una nicchia. È importante notare che ci sono molte nuove lingue che sono migliori di C nelle loro nicchie.

• Una volta C era ampiamente usato come linguaggio applicativo, e in quel dominio ha costantemente perso terreno rispetto a C ++, Java e recentemente ogni sorta di altre lingue (in particolare le lingue dinamiche).

• C era una lingua per scrivere il codice del server. Il Web ha spinto una straordinaria varietà di linguaggi in quello spazio - Perl, Java, Python, VBScript, VB.NET, Ruby, C # - e i casi in cui C ha qualsiasi tipo di senso per il codice del server ora sono pochi e lontani tra loro.

• C è stato utilizzato per l'elaborazione scientifica, ma deve affrontare la concorrenza di linguaggi specifici di dominio come Matlab e Mathematica, nonché di biblioteche come SciPy . Molte persone che scrivono codice in questa nicchia non sono programmatori commerciali e C non è adatto a loro.

Ma la nicchia di C è il codice di sistema. Kernel del sistema operativo. Autisti. Librerie di runtime. È così stabilito in quello spazio che persino C ++ lo sta spostando piuttosto lentamente.

C ha vinto negli anni '70 a causa di UNIX, perché i linguaggi concorrenti erano o troppo restrittivi o troppo lenti e perché il codice C era considerato ragionevolmente portatile (bugie, anche allora). Ma i suoi maggiori vantaggi oggi non sono correlati e derivano principalmente da decenni di dominazione della sua nicchia. Ci sono buoni strumenti per C: ottimizzazione di compilatori, debugger del kernel, analisi statiche efficaci per trovare bug nel codice del driver, ecc. Quasi tutte le principali piattaforme definiscono un ABI C, e spesso è la lingua franca per le librerie. C'è un pool di programmatori che sanno come codificare C e che sanno quali sono i problemi e le insidie ​​di C.

A lungo termine, questa nicchia non sta andando via; e C ha alcuni problemi. Ma sarebbe ancora estremamente difficile per qualsiasi nuovo arrivato competere.

Parafrasando un ottimo commento: non ci sono molti modi diversi per rendere un linguaggio veloce e "vicino alla macchina" - C ha fatto bene, e non c'è quasi spazio per migliorarlo.

Risposta originale:

Veloce da eseguire o veloce da scrivere?

Le lingue non sono veloci o lente da eseguire, implementazioni specifiche lo sono. Un languge può essere considerato più veloce di altri solo quando in qualche modo è più facile avere implementazioni veloci . Invariabilmente, ciò significa "vicino alla macchina". Ma con le macchine che diventano sempre più esponenziali, questo è diventato progressivamente meno interessante nel tempo. Invece, la facilità e la velocità di sviluppo e portabilità sono diventate molto più importanti, quindi "meglio" è diventato "lontano dalla macchina" . Praticamente tutti gli sforzi nella progettazione del linguaggio sono andati in quella direzione negli ultimi 5 decenni.

Quindi eccoti: più vicino alla macchina e esistono linguaggi più veloci di C; sono quelli che sono venuti prima di C : Assembler, Fortran. Probabilmente alcuni dimenticati.

Fortran è più veloce di C per le attività numeriche a causa del modo in cui gestisce i riferimenti di memoria (i puntatori C sono più difficili da ottimizzare). Le pesanti librerie numeriche alla base di cose come Matlab e Numpy sono ancora scritte in Fortran.

D'altra parte, C ++ può essere veloce quanto C, ma ha molte altre funzionalità di programmazione avanzate. È un linguaggio molto più recente, dalla metà degli anni '80.

Che diamine, entrerò con i miei $ 0,02.

In molti casi esiste una differenza reale o percepita tra le lingue dei "sistemi" e le lingue di livello superiore. Ignorerò la maggior parte delle lingue di "livello superiore", dal momento che nessuno (almeno non molti) sosterrà che per molte attività, lingue come Python, Ruby, ecc. Sono più semplici da utilizzare.

C è stato progettato per essere un linguaggio di sistema, nel senso che è stato progettato come il linguaggio in cui è stato scritto il sistema operativo Unix. Come tale, è stato progettato per essere semplice, potente e veloce. Un linguaggio semplice guadagna potere grazie al fatto che i programmatori non di sistema spesso considerano pericolosi: puntatori, gestione manuale della memoria, ecc. Come già accennato, C è abbastanza semplice. K&R è di gran lunga il libro più piccolo sul mio scaffale di programmazione (senza contare i riferimenti tascabili di O'Reilly) ed è solo leggermente "più grande" del mio riferimento tascabile di Ruby. C è abbastanza potente. Se hai bisogno di parlare con l'hardware, controlla manualmente e modifica la memoria, ecc. C ha la capacità.

Dal punto di vista di un programmatore, tuttavia, C non è così semplice. La velocità e la potenza sono al prezzo della gestione manuale della memoria e non molto supporto OOP integrato nella lingua. Il C ++ (non il mio linguaggio preferito) è molto più semplice dal punto di vista di un programmatore, ma molto meno semplice dal punto di vista di un compilatore. Objective-C (forse la mia lingua preferita) ha lo stesso compromesso, con una leggera inclinazione nella direzione di mantenere la lingua semplice (la garbage collection è una novità di Objective-C, per esempio). Ma poiché il mondo dell'informatica come molti di noi sanno che è stato scritto in C, è difficile per l'adozione di linguaggi più recenti, più complicati ma "più facili".

In alcuni casi, specialmente quando l'attuale "standard" è "abbastanza buono" come lo è C, semplicemente non c'è molto incentivo per qualcosa di "migliore" (C ++, Objective-C, D ecc.) Per ottenere trazione, quando c'è è persino un incentivo sufficiente per creare qualcosa di "migliore".