现代C语言 C23标准中值得注意的变化

图源:Anmi – 水族館 83088427

虽然没有固定标准,但一般将C99之后的C语言标准称为“现代C语言”;目前的最新标准为C23;

C23标准中值得注意的变化

以下是一部分我认为比较重要的变化,完整变化列表可以参阅 https://en.cppreference.com/w/c/23 或ISO标准文档。

替代

  • <assert.h>中的static_assert()宏被替代,变成了static_assert关键字;
  • <threads.h>中的thread_local()宏被替代,变成了thread_local关键字;
  • <time.h>中的ctime()函数弃用,请使用ctime_s()替代;
  • <time.h>中的asctime()函数弃用,请使用asctime_s()替代;
  • <stdnoreturn.h>_Noreturn标识符均弃用;
  • <stdalign.h>中的alignas()alignof()宏被弃用,请直接使用_Alignas_Alignof关键字;

新增

  • C23新增了三个十进制浮点数数据类型(关键字):_Decimal32_Decimal64_Decimal128,对应的后缀是DFDDDL。它们的最大值分别如下:
DEC32_MAX 9.999999E96DF
DEC64_MAX 9.999999999999999E384DD
DEC128_MAX 9.999999999999999999999999999999999E6144DL
  • C23可以使用二进制字面量了,使用0b或者0B开头,例如:
int num = 0b1011;
  • C23的字面量可以加分隔符了,增强可读性,例如:
int num2 = 100'020'050;
  • C23添加了booltruefalse三个关键字,可以像C++一样定义布尔类型了:
bool choice = true;
  • C23新加了nullptr关键字,它是nullptr_t类型的,可以被强制转换为任意指针类型(传统空指针)及布尔类型(可用于逻辑判断):
void func(int a, nullptr_t b) {
    //...
}

func(10, nullptr);

int *a = nullptr;

if(!a) {
    printf("A is nullptr");
}

  • C23添加了双括号属性(Attributes)了,常用的比如:
    • [[deprecated]]
    • [[nodiscard]]
    • [[noreturn]]
    • [[maybe_unused]]
  • C23新加了一些预编译命令,常用的比如:
    • #elifdef
    • #elifndef
    • #warning:让编译器抛出警告
    • #embed:让编译器直接内嵌二进制数据
static const char song[] = {
    #embed <music.wav>
};
  • C23增加了空初始化列表支持,也就是说:
int a[5] = { 0 };
// 可以直接写成
int a[5] = {};
// 等价于
int a[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };
  • C23的宏支持__VA_OPT__了,能更方便地解决使用宏时末尾符号的问题;
  • C23给<stdio.h>中的printf()函数添加了%b%B支持,能像打印16进制(%x %X)一样直接打印二进制数据了;scanf()也增加了%b支持;
  • C23给<string.h>增加了memccpy(),与memcpy()类似但遇到某个特定值时会立刻停止复制;
  • C23给<string.h>增加了strdup()strndup(),用于复制出一个新的(部分)字符串;
  • C23引入了函数定义时的匿名参数,如果一个参数因为某种原因必须被传递但却不被使用,就可以把它设置为匿名参数:
int func(int num, char*)
{
    return num1 + 5;
}
  • C23引入了constexpr支持,可以定义编译期变量了;
constexpr int c = 10/2;
  • C23将auto关键字的语义进行了修改。auto原本作为Storage class specifier时极少使用,因此auto在C23里变为了自动类型推导关键字。是的,C语言也可以使用auto推导了:
const char* func()
{
    return "Hello!";
}

auto fRet = func();
  • C23增加了对“X位整数”的支持,类型关键字为_BitInt(),编程时可以自由指定整数是几位。类型对应的字面量后缀是wb/WBuwb/UWB例如:
// 12位无符号整数
unsigned _BitInt(12) a = 0uwb;
  • <uchar.h>中加入类型char8_t,存储UTF-8字符。类型对应的字面量前缀是u8。例如:
char8_t srt[] = u8"你好!";
  • C23允许给enum(枚举类型)指定类型了,如果不指定类型则默认为int。例如:
enum flags: unsigned long {
    err1 = 0xCOOOFFFF;
    err2 = 0xC0010000;
}
  • C23引入了typeof支持:
int a = 10;
typeof(a) b = 5;
  • <stdarg.h>中用于实现可变函数参数的宏 va_start不再强制需要第二个参数,拥有可变参数的函数也不再需要至少一个有名参数了:
int add_nums_C23(...)  //不需要有名参数
{
    int result = 0;
    va_list args;
    va_start(args); //不需要第二个参数

    int count = va_arg(args, int);
    for (int i = 0; i < count; ++i) {
        result += va_arg(args, int);
    }

    va_end(args);
    return result;
}

删除

  • <stdlib.h>中的realloc()不再支持size为0的情况,改为未定义行为;
  • C23取消了对三字母词(Trigraph)的支持。三字母词是一种转义字符,由??开头。例如在字面量中使用??)代替]
  • C23规定整数必须使用补码存储,不应再使用原码和反码;
  • C23决定不再支持K&R格式。K&R格式是一种老式C语言写法,例如:
// K&R
func1();

func1(a, b, c)
    int a;
    char* b;
    int c;
{
    d = a + c;
    return d;
}

// 等价于现代语法
int func1(int a, char* b, int c);

int func1(int a, char* b, int c)
{
    int d = a + c;
    return d;
}
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