لغة البرمجة سي

يرتبط أصل لغة C ارتباطًا وثيقًا بتطوير نظام التشغيل يونكس ، الذي طُبِّق في الأصل بلغة التجميع على جهاز PDP-7 بواسطة دينيس ريتشي وكين تومسون ، مع دمج العديد من الأفكار من زملائهم. وفي نهاية المطاف، قرروا نقل نظام التشغيل إلى جهاز PDP-11 . كما طُوِّر الإصدار الأصلي من يونكس لجهاز PDP-11 بلغة التجميع. ^{[ 12 ]}

في عام ١٩٧٨، نشر برايان كيرنيغان ودينيس ريتشي الطبعة الأولى من كتاب "لغة البرمجة سي" . ^{[ ٢٣ ]} عُرف الكتاب اختصارًا بـ K&R نسبةً إلى الأحرف الأولى من اسمي مؤلفيه، وظل لسنوات عديدة بمثابة مواصفات غير رسمية للغة. يُشار إلى نسخة لغة سي التي يصفها الكتاب عادةً باسم " K&R C ". ونظرًا لإصدارها عام ١٩٧٨، يُشار إليها الآن أيضًا باسم C78 . ^{[ ٢٤ ]} أما الطبعة الثانية من الكتاب ^{[ ٢٥ ]} فتغطي معيار ANSI C الأحدث ، والموصوف أدناه.

قدمت شركة K&R العديد من الميزات اللغوية:

• مكتبة الإدخال/الإخراج القياسية
• long intنوع البيانات
• unsigned intنوع البيانات
• تم تغيير عوامل التعيين المركبة من الشكل (مثل ) إلى الشكل (أي ) لإزالة الغموض الدلالي الناتج عن تركيبات مثل ، والتي تم تفسيرها على أنها (إنقاص بمقدار 10) بدلاً من المقصود المحتمل (ليكن −10).=op=-op=-=i=-10i =- 10ii = -10i

حتى بعد نشر معيار ANSI لعام 1989، ظل K&R C لسنوات عديدة يعتبر " القاسم المشترك الأدنى " الذي تقيد به مبرمجو لغة C أنفسهم عندما كانت هناك رغبة في أقصى قدر من قابلية النقل، نظرًا لأن العديد من المترجمات القديمة كانت لا تزال قيد الاستخدام، ولأن كود K&R C المكتوب بعناية يمكن أن يكون قانونيًا أيضًا كلغة C قياسية.

على الرغم من أن الإصدارات اللاحقة من لغة C تتطلب تعريفًا صريحًا لأنواع الدوال، فإن لغة K&R C لا تتطلب سوى تعريف أنواع الدوال التي تُرجع قيمةً غير النوع intالمحدد قبل استخدامها. أما الدوال المستخدمة دون تعريف مسبق، فيُفترض أنها تُرجع قيمةً من النوع المحدد int.

على سبيل المثال:

long long_function ();استدعاء_الدالة (){long longvar ;تسجيل متغير عددي ؛longvar = long_function ();إذا كان ( المتغير الطويل > 1 )intvar = 0 ;آخرintvar = int_function ();أعد متغيرًا صحيحًا ؛}

يُعدّ تعريف الدالة long_function()(في السطر 1) ضروريًا لأنها تُرجع قيمةً long، وليس قيمةً أخرى . يمكن استدعاء intالدالة (في السطر 11) حتى وإن لم يتم تعريفها، لأنها تُرجع قيمةً أخرى. كذلك، لا يلزم تعريف المتغير كنوع، لأن هذا هو النوع الافتراضي للكلمة المفتاحية.int_functionintintvarintregister

بما أن تعريفات الدوال لم تتضمن معلومات حول الوسائط، لم تُجرَ فحوصات الأنواع ، مع أن بعض المترجمات كانت تُصدر تحذيرًا إذا استخدمت استدعاءات مختلفة لدالة ما أعدادًا أو أنواعًا مختلفة من الوسائط. وقد طُوِّرت أدوات مثل أداة lint في نظام يونكس ، والتي كانت تتحقق (من بين أمور أخرى) من اتساق استخدام الدوال عبر ملفات المصدر المتعددة.

في السنوات التي تلت نشر كتاب K&R C، أُضيفت عدة ميزات إلى اللغة، بدعم من مُجمِّعات AT&T (وخاصةً PCC ^{[ 26 ]} ) وموردين آخرين. وشملت هذه الميزات ما يلي:

• voidالدوال؛ الدوال التي لا تُرجع قيمة
• الدوال التي تُرجع structأنواعًاunion
• تخصيص المتغيراتstruct​
• أنواع مُعَدَّة

أدت شعبية اللغة، وعدم وجود اتفاق على واجهات المكتبة القياسية ، وعدم الامتثال لمواصفات K&R، إلى جهود التوحيد القياسي. ^{[ 27 ]}

خلال أواخر السبعينيات والثمانينيات، تم تطبيق إصدارات من لغة C على مجموعة واسعة من أجهزة الكمبيوتر المركزية وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة وأجهزة الكمبيوتر الدقيقة ، بما في ذلك جهاز IBM PC ، حيث زادت شعبيتها بشكل كبير.

في عام ١٩٨٣، شكّل المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI) لجنةً، X3J11، لوضع مواصفات قياسية للغة C. استندت X3J11 في معيار C إلى تطبيق يونكس؛ إلا أن الجزء غير القابل للنقل من مكتبة يونكس C سُلّم إلى مجموعة العمل ١٠٠٣ التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) ليصبح أساسًا لمعيار POSIX لعام ١٩٨٨. في عام ١٩٨٩، صُدّق على معيار C تحت مسمى ANSI X3.159-1989 "لغة البرمجة C". يُشار إلى هذه النسخة من اللغة غالبًا باسم ANSI C ، أو Standard C، أو أحيانًا C89 .

في عام 1990، اعتمدت المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) معيار ANSI C (مع تغييرات في التنسيق) تحت مسمى ISO/IEC 9899:1990، والذي يُطلق عليه أحيانًا اسم C90 . لذا، يشير مصطلحا "C89" و"C90" إلى لغة البرمجة نفسها.

لم تعد الهيئة الوطنية الأمريكية للمعايير (ANSI)، مثلها مثل هيئات المعايير الوطنية الأخرى، تقوم بتطوير معيار C بشكل مستقل، بل تعتمد على معيار C الدولي، الذي تتولى صيانته مجموعة العمل ISO/IEC JTC1/SC22 /WG14. وعادةً ما يتم اعتماد تحديث المعيار الدولي على المستوى الوطني في غضون عام من نشره من قبل ISO.

كان أحد أهداف عملية توحيد لغة C هو إنتاج مجموعة شاملة من لغة K&R C، تتضمن العديد من الميزات غير الرسمية التي أُضيفت لاحقًا. كما أضافت لجنة المعايير عدة ميزات إضافية مثل نماذج الدوال (المستعارة من لغة C++)، voidوالمؤشرات، ودعم مجموعات الأحرف واللغات الدولية ، وتحسينات المعالج المسبق. وعلى الرغم من تعديل صيغة تعريفات المعاملات لتشمل النمط المستخدم في لغة C++، فقد استمر السماح باستخدام واجهة K&R، وذلك لضمان التوافق مع الشيفرة المصدرية الموجودة.

يدعم مُجمِّعات لغة C الحالية معيار C89، ويعتمد عليه معظم كود C الحديث. أي برنامج مكتوب بلغة C القياسية فقط، دون أي افتراضات تعتمد على العتاد، سيعمل بشكل صحيح على أي منصة مزودة بتنفيذ C متوافق، ضمن حدود مواردها. بدون هذه الاحتياطات، قد لا تُجمَّع البرامج إلا على منصة معينة أو باستخدام مُجمِّع محدد، وذلك بسبب استخدام مكتبات غير قياسية، مثل مكتبات واجهة المستخدم الرسومية ، أو بسبب الاعتماد على خصائص خاصة بالمُجمِّع أو المنصة، مثل الحجم الدقيق لأنواع البيانات وترتيب البايتات .

في الحالات التي يجب فيها أن يكون الكود قابلاً للترجمة بواسطة مترجمات متوافقة مع المعايير أو مترجمات K&R C، __STDC__يمكن استخدام الماكرو لتقسيم الكود إلى أقسام قياسية وأقسام K&R لمنع استخدام الميزات المتوفرة فقط في لغة C القياسية على مترجم K&R C.

بعد عملية توحيد المعايير التي قامت بها منظمة المعايير الوطنية الأمريكية (ANSI) والمنظمة الدولية للمعايير (ISO)، ظلّت مواصفات لغة C ثابتة نسبيًا لعدة سنوات. وفي عام 1995، نُشر التعديل المعياري الأول لمعيار C لعام 1990 (ISO/IEC 9899/AMD1:1995، والمعروف اختصارًا باسم C95)، لتصحيح بعض التفاصيل وإضافة دعم أوسع لمجموعات الأحرف الدولية. ^{[ 28 ]}

تمت مراجعة معيار C بشكل إضافي في أواخر التسعينيات، مما أدى إلى نشر معيار ISO/IEC 9899:1999 في عام 1999، والذي يُشار إليه عادةً باسم " C99 ". وقد تم تعديله منذ ذلك الحين ثلاث مرات من خلال تصحيحات فنية. ^{[ 29 ]}

قدّمت لغة C99 العديد من الميزات الجديدة، بما في ذلك الدوال المضمنة ، وأنواع بيانات جديدة (بما في ذلك long long intنوع complexلتمثيل الأعداد المركبة )، والمصفوفات ذات الطول المتغير وعناصر المصفوفة المرنة ، ودعمًا مُحسّنًا للفاصلة العائمة IEEE 754 ، ودعمًا لوحدات الماكرو المتغيرة الوسائط ، ودعمًا للتعليقات المكونة من سطر واحد والتي تبدأ بـ `<br>` //، كما هو الحال في لغتي BCPL وC++. وقد تم بالفعل تطبيق العديد من هذه الميزات كإضافات في العديد من مُجمّعات لغة C.

يُعدّ معيار C99 متوافقًا إلى حد كبير مع معيار C90، ولكنه أكثر صرامة في بعض الجوانب؛ فعلى وجه الخصوص، لم يعد intيُفترض ضمنيًا أي تعريف يفتقر إلى مُحدِّد نوع. ويتم تعريف ماكرو قياسي __STDC_VERSION__بقيمة 199901Lللإشارة إلى توافر دعم C99. يدعم كلٌّ من GCC و Solaris Studio ومترجمات لغة C الأخرى الآن العديد من ميزات C99 الجديدة أو جميعها. مع ذلك، يُطبِّق مُترجم لغة C في Microsoft Visual C++ معيار C89 وأجزاء C99 المطلوبة للتوافق مع C++11 . ^{[ 30 ]}

بالإضافة إلى ذلك، يتطلب معيار C99 دعم المعرفات باستخدام Unicode في شكل أحرف مهربة (مثل \u0040أو \U0001f431) ويقترح دعم أسماء Unicode الخام.

بدأ العمل في عام 2007 على مراجعة أخرى لمعيار C، والذي أطلق عليه بشكل غير رسمي اسم "C1X" حتى نشره الرسمي ISO/IEC 9899:2011 في 8 ديسمبر 2011. وقد اعتمدت لجنة معايير C إرشادات للحد من اعتماد الميزات الجديدة التي لم يتم اختبارها من خلال التطبيقات الحالية.

يُضيف معيار C11 العديد من الميزات الجديدة إلى لغة C ومكتبتها، بما في ذلك وحدات الماكرو العامة للأنواع، والهياكل المجهولة، ودعم مُحسّن لليونيكود، والعمليات الذرية، والمعالجة المتعددة، والدوال التي يتم التحقق من حدودها. كما يجعل بعض أجزاء مكتبة C99 الحالية اختيارية، ويُحسّن التوافق مع لغة C++. __STDC_VERSION__يُعرّف الماكرو القياسي 201112Lللإشارة إلى توفّر دعم C11.

C17 هو اسم غير رسمي لمعيار ISO/IEC 9899:2018، وهو معيار للغة البرمجة C نُشر في يونيو 2018. لا يُضيف هذا المعيار أي ميزات لغوية جديدة، بل يقتصر على تصحيحات تقنية وتوضيحات لعيوب في C11. __STDC_VERSION__يُعرّف الماكرو القياسي 201710Lللإشارة إلى توفر دعم C17.

C23 هو اسم غير رسمي للمراجعة الرئيسية الحالية لمعيار لغة C. عُرفت باسم "C2X" خلال معظم مراحل تطويرها. وهي مبنية على الإصدارات السابقة، وتُقدم ميزات مثل كلمات مفتاحية جديدة، ومعنى إضافي لـ autoلتوفير استنتاج النوع عند تعريف المتغيرات، وأنواع جديدة بما في ذلك nullptr_tو _BitInt(N)، وتوسعات للمكتبة القياسية. ^{[ 31 ]}

تم نشر C23 في أكتوبر 2024 تحت اسم ISO/IEC 9899:2024. ^{[ 32 ]}__STDC_VERSION__ تم تعريف الماكرو القياسي 202311Lللإشارة إلى أن دعم C23 متاح.

C2Y هو اسم غير رسمي للمراجعة الرئيسية التالية لمعيار لغة C، بعد C23 (C2X)، والتي من المأمول إصدارها في وقت لاحق من العقد الحالي، ومن هنا جاء الرقم "2" في "C2Y". وقد تم إصدار مسودة عمل مبكرة من C2Y في فبراير 2024 تحت اسم N3220 من قبل فريق العمل ISO/IEC JTC1/SC22 /WG14. ^{[ 33 ]}

تاريخياً، تتطلب برمجة C المضمنة امتدادات غير قياسية للغة C لدعم ميزات غريبة مثل الحساب ذي النقطة الثابتة ، وبنوك الذاكرة المتعددة المتميزة ، وعمليات الإدخال/الإخراج الأساسية.

في عام 2008، نشرت لجنة معايير لغة C تقريرًا فنيًا يوسع نطاق لغة C ^{[ 34 ]} لمعالجة هذه المشكلات من خلال توفير معيار مشترك تلتزم به جميع التطبيقات. ويتضمن هذا التقرير عددًا من الميزات غير المتوفرة في لغة C العادية، مثل العمليات الحسابية ذات الفاصلة الثابتة، ومساحات العناوين المسماة، وعنونة أجهزة الإدخال/الإخراج الأساسية.

تتضمن مجموعة الأحرف الأساسية لمصدر لغة C الأحرف التالية: ^{[ 38 ]}

• الأحرف الصغيرة والكبيرة من الأبجدية اللاتينية الأساسية ISO : a– z, A–Z
• الأرقام العشرية: 0–9
• الشخصيات الرسومية:! " # % & ' ( ) * + , - . / : ; < = > ? [ \ ] ^ _ { | } ~
• أحرف المسافات البيضاء : مسافة ، علامة جدولة أفقية ، علامة جدولة رأسية ، تغذية النموذج ، سطر جديد

يشير حرف السطر الجديد إلى نهاية سطر النص؛ ولا يشترط أن يتوافق مع حرف واحد فعلي، على الرغم من أن لغة C تتعامل معه على هذا النحو من أجل التسهيل.

يفرض معيار POSIX مجموعة أحرف قابلة للنقل ، تُضيف بعض الأحرف (وخاصةً "@") إلى مجموعة أحرف لغة C الأساسية. ولا يُحدد أيٌّ من المعيارين ترميزًا مُعينًا للقيم، إذ يتوافق كلٌّ من ASCII و EBCDIC مع هذه المعايير، لاحتوائهما على الأقل على تلك الأحرف الأساسية، على الرغم من استخدامهما قيمًا مُرمَّزة مختلفة لتلك الأحرف.

يمكن استخدام أحرف إضافية مُشفّرة متعددة البايتات في النصوص الحرفية ، لكنها ليست قابلة للنقل بشكل كامل . منذ معيار C99، يمكن تضمين أحرف Unicode متعددة الجنسيات بشكل قابل للنقل داخل نص مصدر C باستخدام \uXXXXالتشفير \UXXXXXXXX(حيث Xيشير إلى حرف سداسي عشري).

تحتوي مجموعة أحرف التنفيذ الأساسية للغة C على نفس الأحرف، بالإضافة إلى تمثيلات للحرف الفارغ ، والتنبيه ، ومسح للخلف ، وإرجاع السطر . ^{[ 38 ]}

ازداد دعم وقت التشغيل لمجموعات الأحرف الموسعة مع كل مراجعة لمعيار لغة C.

تحتوي جميع إصدارات لغة C على كلمات محجوزة حساسة لحالة الأحرف . وباعتبارها كلمات محجوزة، فلا يمكن استخدامها كأسماء للمتغيرات.

يحتوي C89 على 32 كلمة محجوزة:

أضافت C99 خمس كلمات محجوزة أخرى: (‡ يشير إلى اسم بديل لتهجئة كلمة مفتاحية في C23)

أضافت C11 سبع كلمات محجوزة أخرى: ^{[ 39 ]} (‡ يشير إلى اسم بديل لتهجئة كلمة رئيسية من C23)

C23 محجوزة خمس عشرة كلمة أخرى:

تبدأ معظم الكلمات المحجوزة حديثًا بشرطة سفلية متبوعة بحرف كبير، لأن المعرفات بهذا الشكل كانت محجوزة سابقًا في معيار لغة C لاستخدامها في التطبيقات فقط. وبما أن شفرة المصدر البرمجية الحالية لا ينبغي أن تستخدم هذه المعرفات، فلن تتأثر عندما بدأت تطبيقات لغة C بدعم هذه الإضافات للغة البرمجة. تُعرّف بعض رؤوس الملفات القياسية مرادفات أكثر ملاءمة للمعرفات التي تحتوي على شرطة سفلية. أُضيفت بعض هذه الكلمات ككلمات مفتاحية مع تهجئتها التقليدية في C23، وتم حذف وحدات الماكرو المقابلة لها.

قبل إصدار C89، entryكانت الكلمة المفتاحية محجوزة. في الطبعة الثانية من كتابهما "لغة البرمجة C" ، الذي يصف ما أصبح يُعرف باسم C89، كتب كيرنيغان وريتشي: "الكلمة المفتاحية ... entry، التي كانت محجوزة سابقًا ولكن لم تُستخدم قط، لم تعد محجوزة." و" entryتم سحب الكلمة المفتاحية التي لم تُستخدم." ^{[ 40 ]}

تدعم لغة C مجموعة غنية من المعاملات ، وهي رموز تُستخدم داخل التعبير لتحديد العمليات التي ستُجرى أثناء تقييم ذلك التعبير. تحتوي لغة C على معاملات لـ:

• الحساب : +، -، *، /،%
• تكليف :=
• التعيين المعزز : +=، ، ، ، ، ، ، ، ، ، -= *= /= %= &= |= ^= <<= >>=
• المنطق الثنائي : ~، &، |،^
• عمليات الإزاحة الثنائية : ,<<>>
• المنطق البولياني : !، &&،||
• التقييم المشروط :? :
• اختبار المساواة: ==،!=
• استدعاء الدوال :( )
• الزيادة والنقصان : ++،--
• اختيار الأعضاء : .،->
• حجم الكائن:sizeof
• النوع: typeof، typeof_unqualمنذ القرن الثالث والعشرين
• علاقات الترتيب : <، <=، >،>=
• الإحالة وإلغاء الإحالة : &، *،[ ]
• التسلسل:,
• تجميع التعبيرات الفرعية :( )
• تحويل النوع :(typename)

تستخدم لغة C عامل التعيين =(المستخدم في الرياضيات للتعبير عن المساواة) للإشارة إلى عملية الإسناد، على غرار لغتي Fortran و PL/I ، ولكن على عكس لغة ALGOL ومشتقاتها، تستخدم C عامل التعيين ==لاختبار المساواة. قد يؤدي التشابه بين عاملي التعيين والمساواة إلى استخدام أحدهما بدلًا من الآخر عن طريق الخطأ، وفي كثير من الحالات لا ينتج عن هذا الخطأ رسالة خطأ (مع أن بعض المترجمات تُصدر تحذيرات). على سبيل المثال، if (a == b + 1)قد يُكتب التعبير الشرطي خطأً على النحو التالي if (a = b + 1): ، والذي سيتم تقييمه على أنه إلا إذا كانت trueقيمة بعد عملية الإسناد. ^{[ 41 ]}a0

لا يكون ترتيب أسبقية المعاملات في لغة C بديهيًا دائمًا. على سبيل المثال، يرتبط المعامل ==بشكل أوثق (يُنفذ قبل) المعاملين &(AND و |OR) في تعابير مثل x & 1 == 0، والتي يجب كتابتها كما (x & 1) == 0لو كان هذا هو قصد المبرمج. ^{[ 42 ]}

نظام الأنواع في لغة C ثابت وضعيف التحديد ، مما يجعله مشابهًا لنظام الأنواع في لغات مشتقة من ALGOL مثل باسكال . ^{[ 43 ]} تتضمن اللغة أنواعًا مدمجة للأعداد الصحيحة بمختلف أحجامها، سواءً كانت مُوقّعة أو غير مُوقّعة، بالإضافة إلى الأعداد العشرية ، وأنواع التعداد enum. يُستخدم نوع Integer charغالبًا للأحرف أحادية البايت. أضافت C99 نوع البيانات المنطقية (Boolean ) . كما توجد أنواع مشتقة تشمل المصفوفات ، والمؤشرات ، والسجلات ، structوالاتحادات .union

تُستخدم لغة C غالبًا في برمجة الأنظمة منخفضة المستوى حيث قد يكون من الضروري تجاوز نظام الأنواع. يحاول المترجم ضمان صحة أنواع معظم التعبيرات، ولكن يمكن للمبرمج تجاوز عمليات التحقق بطرق مختلفة، إما باستخدام تحويل النوع لتحويل قيمة من نوع إلى آخر بشكل صريح، أو باستخدام المؤشرات أو الاتحادات لإعادة تفسير البتات الأساسية لكائن البيانات بطريقة أخرى.

يجد البعض أن صيغة تعريف المتغيرات في لغة C غير بديهية، لا سيما بالنسبة لمؤشرات الدوال . (كانت فكرة ريتشي هي تعريف المعرفات في سياقات تشبه استخدامها: " التعريف يعكس الاستخدام "). ^{[ 44 ]}

تتيح عمليات التحويل الحسابي المعتادة في لغة C إنشاء شيفرة فعّالة، ولكنها قد تُنتج أحيانًا نتائج غير متوقعة. على سبيل المثال، تتطلب مقارنة عددين صحيحين، أحدهما مُوقّع والآخر غير مُوقّع، متساويين في العرض، تحويل القيمة المُوقّعة إلى قيمة غير مُوقّعة. وهذا قد يُنتج نتائج غير متوقعة إذا كانت القيمة المُوقّعة سالبة.

دالة عددية ( عدد صحيح n ، عدد صحيح m ) {float ( * p )[ n ][ m ] = malloc ( sizeof * p );إذا كان ( p == NULL ) {أعد -1 ؛}for ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) {for ( int j = 0 ; j < m ; j ++ ) {( * p )[ i ][ j ] = i + j ;}}print_array ( n , m , p );حر ( ص )؛أعد 1 ؛}

دالة عددية ( عدد صحيح n ، عدد صحيح m ) {// تنبيه: يجب إجراء عمليات التحقق للتأكد من أن n * m * sizeof(float) لا يتجاوز حدود VLAs التلقائية ويقع ضمن الحجم المتاح للمكدس.float p [ n ][ m ]; // يتم تخزين المصفوفة ذات الطول الموجي الكبير التلقائي في المكدس، ويتم تحديد حجمها عند استدعاء الدالةfor ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) {for ( int j = 0 ; j < m ; j ++ ) {p [ i ][ j ] = i + j ;}}print_array ( n , m , p );// لا حاجة لتحرير الذاكرة (p) لأنها ستختفي عند انتهاء الدالة، مع بقية إطار المكدس.أعد 1 ؛}

من أهم وظائف لغة البرمجة توفير أدوات لإدارة الذاكرة والكائنات المخزنة فيها. توفر لغة C ثلاث طرق رئيسية لتخصيص الذاكرة للكائنات: ^{[ 18 ]}

• تخصيص الذاكرة الثابتة : يتم توفير مساحة للكائن في الملف الثنائي في وقت الترجمة؛ تتمتع هذه الكائنات بنطاق (أو عمر) طالما أن الملف الثنائي الذي يحتوي عليها محمل في الذاكرة.
• تخصيص الذاكرة التلقائي : يمكن تخزين الكائنات المؤقتة على المكدس ، ويتم تحرير هذه المساحة تلقائيًا وإعادة استخدامها بعد الخروج من الكتلة التي تم الإعلان عنها فيها.
• تخصيص الذاكرة الديناميكي : يمكن طلب كتل من الذاكرة ذات حجم عشوائي في وقت التشغيل باستخدام وظائف المكتبة مثل mallocمن منطقة في الذاكرة تسمى الكومة ؛ وتستمر هذه الكتل حتى يتم تحريرها لاحقًا لإعادة استخدامها عن طريق استدعاء وظيفة المكتبة reallocأو free.

تُناسب هذه الأساليب الثلاثة حالاتٍ مختلفة، ولكلٍّ منها مزايا وعيوب. فعلى سبيل المثال، يتميز تخصيص الذاكرة الثابت بانخفاض تكلفة التخصيص، بينما قد ينطوي التخصيص التلقائي على تكلفة إضافية طفيفة، أما تخصيص الذاكرة الديناميكي فقد ينطوي على تكلفة إضافية كبيرة في كلٍّ من التخصيص وإلغاء التخصيص. وتُعدّ الطبيعة الدائمة للكائنات الثابتة مفيدةً للحفاظ على معلومات الحالة بين استدعاءات الدوال، بينما يتميز التخصيص التلقائي بسهولة الاستخدام، إلا أن مساحة المكدس عادةً ما تكون محدودةً وعابرةً أكثر من مساحة الذاكرة الثابتة أو مساحة الكومة، أما تخصيص الذاكرة الديناميكي فيتيح تخصيصًا ملائمًا للكائنات التي لا يُعرف حجمها إلا في وقت التشغيل. وتستفيد معظم برامج لغة C بشكلٍ كبير من هذه الأساليب الثلاثة.

حيثما أمكن، يُعدّ التخصيص التلقائي أو الثابت أبسط الطرق عادةً، لأنّ المُصرّف يُدير مساحة التخزين، مُعفياً المُبرمج من مهمة التخصيص والتحرير اليدويّين، والتي قد تكون عُرضةً للأخطاء. مع ذلك، يُمكن أن يتغيّر حجم العديد من هياكل البيانات أثناء التشغيل، وبما أنّ التخصيصات الثابتة (والتخصيصات التلقائية قبل معيار C99) يجب أن يكون لها حجم ثابت أثناء الترجمة، فهناك العديد من الحالات التي يكون فيها التخصيص الديناميكي ضرورياً. ^{[ 18 ]} قبل معيار C99، كانت المصفوفات ذات الأحجام المتغيّرة مثالاً شائعاً على ذلك. (انظر مقالة تخصيص الذاكرة الديناميكي في لغة C للاطلاع على مثال للمصفوفات المُخصصة ديناميكياً). على عكس التخصيص التلقائي، الذي قد يفشل أثناء التشغيل مع عواقب غير مُتحكّم بها، تُعيد دوال التخصيص الديناميكي إشارة (على شكل قيمة مؤشر فارغ) عندما لا يُمكن تخصيص مساحة التخزين المطلوبة. (عادةً ما يكتشف الرابط أو المُحمّل التخصيص الثابت الكبير جدًا ، قبل أن يبدأ البرنامج بالتنفيذ).

ما لم يُنص على خلاف ذلك، تحتوي الكائنات الثابتة على قيم مؤشر صفرية أو فارغة عند بدء تشغيل البرنامج. أما الكائنات المُخصصة تلقائيًا وديناميكيًا، فلا تُهيأ إلا إذا حُددت قيمة ابتدائية لها صراحةً؛ وإلا فإنها تحتوي في البداية على قيم غير محددة (عادةً، أي نمط بت موجود في الذاكرة ، والذي قد لا يُمثل قيمة صالحة لهذا النوع). إذا حاول البرنامج الوصول إلى قيمة غير مُهيأة، فستكون النتائج غير مُحددة. تحاول العديد من المُترجمات الحديثة اكتشاف هذه المشكلة والتحذير منها، ولكن قد تحدث نتائج إيجابية خاطئة وسلبية خاطئة .

يجب مزامنة تخصيص ذاكرة الكومة مع استخدامها الفعلي في أي برنامج لضمان إعادة استخدامها قدر الإمكان. على سبيل المثال، إذا خرج المؤشر الوحيد لتخصيص ذاكرة الكومة عن نطاق التعريف أو تم استبدال قيمته قبل تحريرها صراحةً، فلن يكون بالإمكان استعادة تلك الذاكرة لإعادة استخدامها لاحقًا، وبالتالي تُفقد فعليًا من البرنامج، وهي ظاهرة تُعرف بتسرب الذاكرة . في المقابل، من الممكن تحرير الذاكرة ثم الرجوع إليها لاحقًا، مما يؤدي إلى نتائج غير متوقعة. عادةً ما تظهر أعراض الفشل في جزء من البرنامج لا علاقة له بالكود الذي تسبب في الخطأ، مما يصعب تشخيصه. يتم التخفيف من هذه المشكلات في اللغات التي تدعم جمع البيانات المهملة تلقائيًا .

تستخدم لغة البرمجة C المكتبات كطريقة أساسية للتوسيع. في لغة C، المكتبة عبارة عن مجموعة من الدوال الموجودة في ملف "أرشيف" واحد. تحتوي كل مكتبة عادةً على ملف رأس ، يتضمن نماذج الدوال التي يمكن للبرنامج استخدامها، بالإضافة إلى تعريفات لأنواع البيانات الخاصة ورموز الماكرو المستخدمة مع هذه الدوال. لكي يستخدم البرنامج مكتبةً ما، يجب عليه تضمين ملف رأس المكتبة، ويجب ربط المكتبة بالبرنامج، وهو ما يتطلب في كثير من الحالات استخدام علامات المُصرّف (مثلًا -lm، اختصارًا لـ "ربط مكتبة الرياضيات"). ^{[ 18 ]}

المكتبة الأكثر شيوعًا في لغة C هي مكتبة C القياسية ، المحددة في معايير ISO و ANSI للغة C ، وتأتي مع كل تطبيق للغة C (قد توفر التطبيقات التي تستهدف بيئات محدودة، مثل الأنظمة المدمجة، مجموعة فرعية فقط من المكتبة القياسية). تدعم هذه المكتبة إدخال وإخراج البيانات المتدفقة، وتخصيص الذاكرة، والعمليات الحسابية، والسلاسل النصية، وقيم الوقت. stdio.hتحدد عدة ملفات رأس قياسية منفصلة (على سبيل المثال، ) واجهات هذه الميزات وغيرها من ميزات المكتبة القياسية.

هناك مجموعة أخرى شائعة من وظائف مكتبة لغة C، وهي تلك التي تستخدمها التطبيقات المصممة خصيصًا لأنظمة يونكس والأنظمة الشبيهة بيونكس ، وخاصة الوظائف التي توفر واجهة لنواة النظام . وتُفصّل هذه الوظائف في معايير مختلفة مثل POSIX ومواصفات يونكس الموحدة .

نظراً لأن العديد من البرامج كُتبت بلغة C، فهناك مجموعة واسعة من المكتبات الأخرى المتاحة. غالباً ما تُكتب المكتبات بلغة C لأن مُترجمات C تُنتج شيفرة كائنية فعّالة ؛ ثم يقوم المبرمجون بإنشاء واجهات للمكتبة بحيث يمكن استخدام الإجراءات من لغات برمجة عالية المستوى مثل Java و Perl و Python . ^{[ 18 ]}

تُستخدم لغة C على نطاق واسع في برمجة الأنظمة لتنفيذ أنظمة التشغيل وتطبيقات الأنظمة المدمجة . ^{[ 52 ]} وذلك لعدة أسباب:

• تسمح لغة C بالوصول إلى أجهزة النظام الأساسي والذاكرة باستخدام المؤشرات وتغيير النوع ، لذلك يمكن تكوين واستخدام الميزات الخاصة بالنظام (مثل سجلات التحكم/الحالة ، وسجلات الإدخال/الإخراج ) مع التعليمات البرمجية المكتوبة بلغة C - فهي تتيح التحكم الكامل في النظام الأساسي الذي تعمل عليه.
• لا يتطلب الكود الناتج عن عملية التجميع العديد من ميزات النظام ، ويمكن استدعاؤه من بعض أكواد التمهيد بطريقة مباشرة - إنه سهل التنفيذ.
• عادةً ما تتوافق عبارات وتعبيرات لغة C بشكل جيد مع تسلسلات التعليمات الخاصة بالمعالج المستهدف، وبالتالي يكون هناك طلب منخفض على موارد النظام أثناء وقت التشغيل - فهي سريعة التنفيذ.
• بفضل مجموعة عوامل التشغيل الغنية التي تتمتع بها لغة C، يمكنها الاستفادة من العديد من ميزات وحدات المعالجة المركزية المستهدفة. وعندما تحتوي وحدة معالجة مركزية معينة على تعليمات أكثر تخصصًا، يمكن إنشاء نسخة معدلة من اللغة، ربما باستخدام وظائف مضمنة، لاستغلال تلك التعليمات - مما يتيح لها استخدام جميع ميزات وحدة المعالجة المركزية المستهدفة تقريبًا.
• تسهل هذه اللغة وضع الهياكل فوق كتل البيانات الثنائية، مما يسمح بفهم البيانات والتنقل بينها وتعديلها - ويمكنها كتابة هياكل البيانات، وحتى أنظمة الملفات.
• تدعم اللغة مجموعة غنية من العوامل، بما في ذلك معالجة البتات، للحسابات المنطقية الصحيحة، وربما أحجام مختلفة من الأرقام العشرية - يمكنها معالجة البيانات المنظمة بشكل مناسب بفعالية.
• لغة C هي لغة صغيرة نسبياً، تحتوي على عدد قليل من العبارات فقط، وبدون الكثير من الميزات التي تولد رمزًا مستهدفًا واسع النطاق - إنها مفهومة.
• تتمتع لغة C بالتحكم المباشر في تخصيص الذاكرة وإلغاء تخصيصها، مما يوفر كفاءة معقولة وتوقيتًا يمكن التنبؤ به لعمليات معالجة الذاكرة، دون أي مخاوف بشأن أحداث جمع البيانات المهملة المتقطعة التي توقف العالم - فهي تتمتع بأداء يمكن التنبؤ به.
• تسمح لغة C باستخدام وتنفيذ مخططات تخصيص الذاكرة المختلفة ، بما في ذلك المخططات النموذجية mallocو free؛ آلية أكثر تطوراً مع ساحات ؛ أو إصدار لنواة نظام التشغيل قد يناسب DMA ، أو الاستخدام داخل معالجات المقاطعة ، أو التكامل مع نظام الذاكرة الظاهرية .
• اعتمادًا على الرابط والبيئة، يمكن لرمز C أيضًا استدعاء المكتبات المكتوبة بلغة التجميع ، ويمكن استدعاؤه من لغة التجميع - فهو يتفاعل بشكل جيد مع التعليمات البرمجية الأخرى منخفضة المستوى.
• تُستخدم لغة C واتفاقيات الاستدعاء الخاصة بها وهياكل الربط الخاصة بها بشكل شائع بالتزامن مع لغات عالية المستوى أخرى، مع دعم الاستدعاءات من وإلى لغة C - فهي تعمل بشكل جيد مع التعليمات البرمجية عالية المستوى الأخرى.
• تتمتع لغة C بنظام بيئي متكامل وواسع، يشمل المكتبات، والأطر البرمجية، والمترجمات مفتوحة المصدر، وأدوات تصحيح الأخطاء، والأدوات المساعدة، وهي تُعتبر المعيار الفعلي. من المرجح أن تكون برامج التشغيل موجودة بالفعل بلغة C، أو أن هناك بنية معالج مركزي مماثلة تُستخدم كخلفية لمترجم C، مما يقلل من الحافز لاختيار لغة أخرى.

غالبًا ما تُبنى ألعاب الكمبيوتر باستخدام مزيج من لغات البرمجة. وقد برزت لغة C بشكل ملحوظ، خاصةً في الألعاب التي تسعى إلى تحقيق أفضل أداء ممكن على منصات الكمبيوتر. ومن الأمثلة على ذلك لعبة Doom الصادرة عام 1993. ^{[ 53 ]}

تاريخيًا، استُخدمت لغة C أحيانًا في تطوير مواقع الويب باستخدام واجهة البوابة العامة (CGI) كبوابة لنقل المعلومات بين تطبيق الويب والخادم والمتصفح. ^{[ 54 ]} ربما تم اختيار C على اللغات المفسرة نظرًا لسرعتها واستقرارها وتوفرها شبه العالمي. ^{[ 55 ]} لم يعد تطوير مواقع الويب باستخدام C ممارسة شائعة، ^{[ 56 ]} وتنتشر العديد من لغات تطوير الويب الأخرى . تشمل التطبيقات التي لا يزال تطوير مواقع الويب فيها قائمًا على لغة C صفحات تكوين HTTP على أجهزة التوجيه وأجهزة إنترنت الأشياء وما شابه، على الرغم من أن بعض المشاريع هنا تتضمن أجزاءً مكتوبة بلغات برمجة عالية المستوى، مثل استخدام لغة Lua ضمن نظام OpenWRT .

يُكتب خادما الويب الشهيران ، Apache HTTP Server و Nginx ، بلغة C. ^{[ 57 ] [ 58 ]} يسمح نهج C القريب من مستوى النظام ببناء أنظمة برمجية عالية الأداء كهذه. ^{[ 59 ]}

تُستخدم لغة C أحيانًا كلغة وسيطة في تطبيقات لغات أخرى. يُلجأ إلى هذا الأسلوب لتحسين قابلية النقل أو تسهيل الاستخدام؛ فباستخدام C كلغة وسيطة، لا حاجة إلى مولدات أكواد خاصة بكل جهاز. تتميز C ببعض الخصائص، مثل توجيهات المعالج المسبق لأرقام الأسطر والفواصل الزائدة الاختيارية في نهاية قوائم التهيئة، التي تدعم ترجمة الكود المُولّد. مع ذلك، دفعت بعض أوجه قصور C إلى تطوير لغات أخرى مبنية على C مصممة خصيصًا للاستخدام كلغات وسيطة، مثل C-- . كما أن مُجمّعي الأكواد الرئيسيين المعاصرين ، GCC و LLVM ، يُوفران تمثيلًا وسيطًا ليس بلغة C، ويدعمان واجهات أمامية للعديد من اللغات، بما فيها C.

تُمكّن لغة C المبرمجين من إنشاء تطبيقات فعّالة للخوارزميات وهياكل البيانات، نظرًا لانخفاض مستوى التجريد من المكونات المادية وانخفاض تكلفتها، وهو معيار مهم للبرامج كثيفة الحساب. على سبيل المثال، مكتبة GNU للحسابات متعددة الدقة ، ومكتبة GNU العلمية ، وبرنامج Mathematica ، وبرنامج MATLAB مكتوبة كليًا أو جزئيًا بلغة C. تدعم العديد من اللغات استدعاء وظائف المكتبات بلغة C؛ فعلى سبيل المثال، يستخدم إطار عمل NumPy المبني على لغة Python لغة C لجوانب الأداء العالي والتفاعل مع المكونات المادية.

نتيجة لتوافر لغة C على نطاق واسع وكفاءتها، فإن المترجمات والمكتبات والمفسرات للغات البرمجة الأخرى غالبًا ما يتم تنفيذها بلغة C. ^{[ 60 ]} على سبيل المثال، فإن التطبيقات المرجعية للغات Python ، ^{[ 61 ]} وPerl ، ^{[ 62 ]} وRuby ، ^{[ 63 ]} و PHP ^{[ 64 ]} مكتوبة بلغة C.

في بعض الأغراض، تم اعتماد أنماط محدودة من لغة C، مثل MISRA C أو CERT C ، في محاولة للحد من فرص السلوك غير المرغوب فيه. ^{[ 73 ]} وتسعى قواعد البيانات مثل CWE إلى حصر الثغرات الأمنية المحتملة في الأنظمة بشكل عام، وخاصة تلك المبرمجة بلغة C، إلى جانب تقديم توصيات للتخفيف من هذه الثغرات.

توجد أدوات يمكنها التخفيف من بعض العيوب. تتضمن مُجمِّعات لغة C الحديثة عمليات فحص قد تُصدر تحذيرات للمساعدة في تحديد العديد من الأخطاء المحتملة.

يمكن تقليل مخاطر استخدام المؤشرات في لغة C باستخدام امتدادات بنية مجموعة التعليمات مثل CHERI أو امتدادات تراكب الأذونات . تُغير هذه التقنيات الطبيعة الأساسية للمؤشرات على مستوى العتاد لتشمل عمليات فحص الحدود والأغراض، مما يساعد على منع تجاوزات المخزن المؤقت والوصول غير المناسب إلى الذاكرة الديناميكية.

منذ أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، أصبحت نواة لينكس تحتوي على أقسام مكتوبة بلغة رست ، وهي لغة تتضمن تدابير محددة لتحسين السلامة. ^{[ 74 ]}