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C言語是過時的嗎？仍被需求的原因與最新動向徹底解析

C語言基礎
目次

1. 前言

「C語言已過時了嗎？」 這個疑問在剛開始學習程式設計的人以及在職工程師之間也常討論。 C語言於1972年誕生，長期以來支撐軟體開發的基礎。然而，近年出現了Python、Rust、Go等新興程式語言，使得開發更加易用且高效。因此，「C語言已不再需要了吧？」的聲音也在增加。 然而，C語言真的已過時嗎？ 本文將詳細說明被認為過時的原因、仍持續被使用的背景，以及最新的動向。

2. C 語言被視為過時的原因

C 語言被稱為「過時」的背景，有以下幾個因素。

2.1 記憶體管理的困難與安全風險

C 語言需要手動管理記憶體，對初學者而言門檻較高。 例如，為了動態記憶體配置會使用 malloc()，釋放則使用 free()。如果未妥善處理，會產生記憶體洩漏（未使用的記憶體未被釋放而累積），導致效能下降或程式崩潰。 此外，緩衝區溢位（寫入資料超出陣列範圍的錯誤）等 C 語言特有的漏洞也受到關注。近年的程式語言（如 Python、Rust、Go 等）具備自動記憶體管理（垃圾回收）以及更安全的記憶體管理機制，與 C 語言相比在安全性方面有顯著優勢。

2.2 與現代語言的比較

近年，以下程式語言迅速普及。
語言特點
C 語言可以進行低階控制，但安全性保較困難</td
Python簡單且易於學習，且在資料分析與 AI 領域佔主流
Rust具備保證記憶體安全的機制，受到關注作為 C 語言的替代方案
Go擅長並行處理，且被 Google 的開發環境採用
例如，Python 的語法簡潔且可讀性高，即使是初學者也容易學會。另一方面，Rust 具備在保持高速效能的同時，保證記憶體安全的機制。 這樣一來，隨著新語言的出現，即使不學 C 語言也能開發的環境已逐漸成熟。

2.3 教育與企業的採用減少

過去，將 C 語言作為程式設計入門是很普遍的做法。然而，近年 Python、Java 等較易學習的語言在教育現場已成為主流。 此外，在 Web 開發與行動應用開發方面，較常使用的是JavaScript、Swift、Kotlin等，而非 C 語言。因此，對於新學程式的人來說，C 語言已不再是必須的。

3. 即使如此，C 語言仍持續被現役使用的原因

另一方面，也有許多理由認為 C 語言「並未過時」。C 語言至今仍在許多領域被廣泛應用，其重要性並未衰退。

3.1 在嵌入式系統與 OS 開發中不可或缺

C 語言廣泛用於 微控制器（微控）與嵌入式系統的開發。 例如，家電產品、汽車控制系統、IoT 裝置等，在接近硬體層級執行的程式至今仍多以 C 語言撰寫。 此外，Windows 與 Linux 的 大部分 OS 核心都是以 C 語言開發，因此在 OS 開發與系統程式設計中仍是不可或缺的語言。

3.2 需要高速處理與效能的情境

C 語言是 編譯型語言，執行速度極快。因此被應用於以下情境。
  • 遊戲引擎（Unreal Engine）
  • 金融與高效能運算
  • 資料庫開發（MySQL, SQLite）
C 語言 適合撰寫針對硬體最佳化的程式碼，因此在處理速度至關重要的領域仍具優勢。

3.3 現有系統的維護與運營

許多企業長期以來使用以 C 語言開發的系統。 即使有新語言出現，「不會刻意去改寫已在運作的系統」仍是普遍做法。因此，能理解並維護、運營 C 語言系統的工程師未來仍然需求旺盛。

4. C 語言的演進與最新動向

C 語言常被視為「老舊語言」，但實際上仍持續不斷演進。尤其是 C 語言的標準規範（ISO 規範）定期更新，加入新功能。本節將說明 C 語言的最新動向與未來展望。

4.1 C 語言標準規範的變遷

自 C 語言開發之初即持續加入各種改良，且定期推出新版本。以下列出主要的 C 語言標準規範。
規格發表年主要特點
C89/C901989/1990ANSI 標準化。奠定 C 語言的基礎
C991999引入 inline、long long、可變長度陣列
C112011支援多執行緒、加入 _Atomic 型別
C172017C11 的錯誤修正（幾乎無新功能）
C232023預計進一步的功能改進

4.2 C11（2011 年） – 現代 C 的起點

C11（ISO/IEC 9899:2011）是自 1999 年 C99 以來的大規模更新。

主要新功能

  1. 多執行緒支援
  • 加入 stdatomic.h 標頭檔，使得 在多執行緒環境中的原子操作 成為可能。
  • 加入 thread_local 關鍵字，使得每個執行緒的局部變數更易管理。
  1. 新型別的導入
  • 加入 _Atomic 型別，使得撰寫執行緒安全的程式更為容易。
  1. 錯誤修正與穩定化
  • 修正 C99 的問題點，使語言規範更為穩定。

4.3 C17（2017 年） – 小幅更新

C17（ISO/IEC 9899:2017）作為 C11 的小幅版本發表。

主要變更點

  • C11 的錯誤修正 為主（幾乎無新功能）
  • 刪除已不建議使用的功能
  • 例如，gets() 函式被刪除（因為存在緩衝區溢位的危險）

4.4 C23（2023 年） – 進一步改良

C23（ISO/IEC 9899:2023）已制定為 C 語言最新的標準規範。

預期的新功能

  1. 提升可讀性
  • 格式指定子的改進（如 printf 等）
  • 正在討論導入更直觀的語法。
  1. 改進錯誤處理
  • C 語言的錯誤處理基本上使用 return 或 errno，但可能會加入更明確的方法。
  1. 加強型別系統
  • 可能會導入型別推論（類似 auto 關鍵字）。

4.5 C 語言的未來展望

C 語言已被使用超過 40 年，未來仍被認為會持續扮演其角色。

預期的應用領域

  1. 嵌入式系統
  • 在 IoT 裝置與微控制器領域，C 語言仍將是主流。
  1. 作業系統開發
  • Windows、Linux 等作業系統皆以 C 語言開發，未來其地位仍不會動搖。
  1. 高效能計算
  • 在科學技術計算、遊戲引擎、金融系統等速度重要的領域中被廣泛使用。

挑戰

  • 隨著更安全的語言（如 Rust）的出現，C 語言的使用範圍可能受限
  • 若新開發者不學習 C 語言，將面臨工程師供應減少的風險

4.6 總結

  • C 語言雖被視為「老舊語言」，但 C11、C17、C23 持續演進
  • 已加入 多執行緒支援、型別系統的改進 等現代功能
  • 在 嵌入式系統、作業系統開發、金融與科學計算 等領域，未來仍需要 C 語言
「C 語言已過時」的說法僅是誤解，事實上它是一項持續演進的技術。

5. 學習 C 語言的優點與缺點

C語言有時被視為過時，但仍在許多領域扮演重要角色。這裡，我們整理 C 語言的優點與缺點，並考察在何種情境下應該學習。

5.1 學習 C 語言的優點

學習 C 語言有以下這些好處。

加深對其他程式語言的理解

C語言是許多程式語言的基礎。Python、Java、C++、Rust 等語言皆以 C 語言為基礎發展。因此，學習 C 語言可以更深入了解程式設計的基本概念（記憶體管理、指標、資料結構等）。特別是，能獲得在理解低階程式設計（作業系統開發與嵌入式系統）時重要的知識。

可進行接近硬體的控制

由於 C 語言能夠直接進行記憶體管理與硬體資源的直接操作，因此在嵌入式系統與作業系統開發中不可或缺。例如，在 IoT 裝置、家電產品、汽車控制系統等領域，C 語言被廣泛使用。同時，在需要系統最佳化（加速）與低功耗化的情況下，C 語言也很有用。

能夠製作高速的程式

C 語言是編譯語言，相較於直譯語言（如 Python、JavaScript 等），其執行速度較快是其特點。因此，C 語言被應用於遊戲引擎、金融系統、科學技術計算等領域。

C 語言工程師的需求將持續

雖然能使用 C 語言的工程師數量呈下降趨勢，但在嵌入式系統與舊有系統的維護方面仍然需要 C 語言。因為，若掌握 C 語言，便能在特定領域預期到工程師需求，這也是一項優勢。

5.2 學習 C 語言的缺點

另一方面，C 語言也有一些缺點，初學者在學習時需特別留意。

學習成本高

C 語言不是適合初學者的語言，因此需要較長時間才能掌握。特別是，以下概念造成了 C 語言特有的難度。
  • 指標的概念（直接操作記憶體位址）
  • 手動記憶體管理（需要適當使用 malloc() / free()）
  • 嚴格的語法（不像 Python 那樣簡單）

安全性風險高

在 C 語言中，記憶體管理全由程式設計師負責，因此容易出現以下問題。
  • 緩衝區溢位（將資料寫入記憶體範圍外）
  • 記憶體洩漏（未適當釋放已分配的記憶體，導致系統不穩定）
  • 空指標參照（使用未初始化的指標會導致當機）
由於 Rust、Go 等現代語言具備自動避免此類問題的機制，使得 C 語言的風險相對較高。

不適合最新的開發趨勢

C 語言在 Web 開發與行動應用開發上幾乎不被使用。在以下用途上，有比 C 語言更適合的語言。
目的適合的語言
Web 開發JavaScript, Python, PHP
行動應用程式Swift, Kotlin, Flutter
AI 與資料分析Python, R

5.3 這類人適合學習 C 語言！

如果您在猶豫是否該學習 C 語言，請參考以下要點。 ✅ 適合學習 C 語言的人
  • 想學習嵌入式開發與微控制器程式
  • 對作業系統與系統程式設計有興趣
  • 想開發需要高速處理的程式
  • 想深入了解程式設計的基本概念
❌ 不需要學習 C 語言的人
  • 想從事 Web 開發（→ JavaScript、Python 更適合）
  • 想學習 AI 與機器學習（→ Python 最適）
  • 想在短時間內製作實用的應用程式（→ Python、Java、Swift 等較有效率）
C 語言對初學者而言門檻較高，但 作為支撐系統基礎的技術，未來仍會持續被應用，這是毫無疑問的。

5.4 總結

  • C 語言學習成本高，並非適合初學者，但加深低階理解最為適合
  • 在嵌入式開發、作業系統開發、高效能計算等領域仍是必要的技能
  • 因不適合 Web 開發與 AI，應依目的決定是否學習
C 語言並非「過時」，而是可以說是「在特定領域仍然重要的語言」。

6. FAQ（常見問題）

C語言方面，常有「是否已過時？」、「現在仍有學習價值嗎？」等許多疑問。本節將挑選常見問題，並逐一詳細回答。

6.1 為什麼 C 語言會被說成「過時」？

回答

C 語言主要因以下三個原因被認為過時。
  1. 記憶體管理需手動且困難
  • malloc() 與 free() 若未妥善管理，會產生記憶體洩漏。
  • 在 Rust、Go 等新興語言中，具備自動記憶體管理（垃圾回收），因此可避免此類問題。
  1. 不支援物件導向
  • C 語言原生不支援物件導向程式設計（OOP）。
  • C++、Java、Python 等語言則標準支援 OOP，具備高程式碼重用性。
  1. 在現代開發環境中較少使用
  • Web 開發 → JavaScript、Python、PHP
  • AI 與資料分析 → Python、R
  • 行動應用程式 → Swift、Kotlin
  • C 語言的用途僅限於嵌入式開發與作業系統開發等，並不適合一般應用程式開發。

6.2 C 語言現在仍有學習價值嗎？

回答

有學習價值的人
  • 想從事嵌入式系統與 IoT 開發
  • 想參與作業系統或核心開發
  • 想開發高效能軟體
  • 想深入了解 C++、Rust 等低階語言
不需要學習的人
  • 想從事 Web 開發 → JavaScript、Python
  • 想學習資料科學與 AI → Python、R
  • 想開發行動應用程式 → Swift、Kotlin
C 語言在特定領域仍然是必需的，但應了解其用途受限的事實。

6.3 C 語言最新的標準規範是什麼？

回答

截至 2023 年，「C23（ISO/IEC 9899:2023）」是最新的。
規格發表年主要變更點
C991999long long 型的新增、可變長度陣列的導入
C112011支援多執行緒、加入原子型 (_Atomic)
C172017錯誤修正（無新功能）
C232023格式指定子的改進、型系統的強化

6.4 C 語言與 C++ 的差異是什麼？

回答

C++ 是在 C 語言基礎上擴充，加入物件導向的語言。
比較項目C 語言C++
程式設計範式程序式支援物件導向（OOP）
記憶體管理手動 (malloc/free)new/delete（易於以 RAII 管理）
標準函式庫標準函式庫較為簡潔豐富的 STL（標準模板函式庫）
用途嵌入式系統、作業系統開發遊戲開發、軟體全般
C 語言是「簡潔且輕量」的，而 C++ 是「功能豐富，程式碼重用性高」的差異。

6.5 C 語言未來有可能消失嗎？

回答

C 語言完全消失的可能性不大。 C 語言未來仍能存活的原因
  1. 嵌入式開發與作業系統開發的需求持續
  • IoT 裝置、汽車的 ECU、航空機的控制系統等，與硬體緊密相關的軟體皆以 C 語言撰寫。
  1. 遺留系統的維護與運營
  • 因取代既有以 C 語言編寫的系統需要巨額成本，故 C 語言將長期持續使用。
  1. 需要高效能的領域
  • 作業系統核心（Linux、Windows）、資料庫（MySQL、SQLite）、遊戲引擎（Unreal Engine）等，皆有大量以 C 語言撰寫的軟體。
C 語言角色可能減少的領域
  • 作為新開發選項的使用率下降
  • Rust 等「安全的低階語言」的普及
  • 例如，Mozilla 推薦「以 Rust 取代 C/C++」

6.6 總結

  • C 語言確實相較於新興語言（Python、Rust、Go）有較難使用之處，但仍在現在扮演重要角色。
  • 尤其是嵌入式系統、作業系統開發、科學技術計算等領域，未來仍被需要。
  • 是否該學習 C 語言取決於目的。若是 Web 開發或 AI 則不必，但系統開發與硬體控制則必須。
  • C 語言持續演進，C23（2023 年）已加入更多改良。
對於「C 語言是否過時？」的疑問，答案是「視領域而定，但絕不會消失」的結論。
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