编程语言的标准规范

我们都知道每一种编程语言都有着自己的语法标准，并且每隔一段时间都会出现新的标准，达到优化语言性能的目的。对于开发者而言，了解和学习这些新的标准是很有必要的。下面介绍一些主流编程语言的标准规范的更替历史。

C语言

K&R C

1978年，丹尼斯·里奇和布莱恩·柯林汉合作出版了《C程序设计语言》的第一版。书中介绍的C语言标准也被C语言程序员称作“K&R C”，第二版的书中也包含了一些ANSI C的标准。K&R C主要介绍了以下特色：

• 结构（struct）类型
• 长整数（long int）类型
• 无符号整数（unsigned int）类型
• 把运算符=+和=-改为+=和-=。因为=+和=-会使得编译器不知道用户要处理i = -10还是i =- 10，使得处理上产生混淆。

即使在后来ANSI C标准被提出的许多年后，K&R C仍然是许多编译器的最低标准要求，许多老旧的编译仍然运行K&R C的标准。

ANSI C 和 ISO C

1989年，C语言被美国国家标准协会（ANSI）标准化，编号为ANSI X3.159-1989。这个版本又称为C89。标准化的一个目的是扩展K&R C，增加了一些新特性。

• void 函数
• 函数返回 struct 或 union 类型
• void * 数据类型

1990年，国际标准化组织（ISO）成立 ISO/IEC JTC1/SC22/WG14 工作组，来规定国际标准的C语言，通过对ANSI标准的少量修改，最终制定了 ISO 9899:1990，又称为C90。随后，ANSI亦接受国际标准C，并不再发展新的C标准。

K&R C语言到ANSI/ISO标准C语言的改进包括：

• 增加了真正的标准库
• 新的预处理命令与特性
• 函数原型允许在函数申明中指定参数类型
• 一些新的关键字，包括 const、volatile 与 signed
• 宽字符、宽字符串与多字节字符
• 对约定规则、声明和类型检查的许多小改动与澄清

WG14工作小组之后又于1994年，对1985年颁布的标准做了两处技术修订（缺陷修复）和一个补充（扩展）。下面是 1994 年做出的所有修改：

• 3 个新的标准库头文件 iso646.h、wctype.h 和 wchar.h
• 几个新的记号与预定义宏，用于对国际化提供更好的支持
• printf/sprintf 函数一系列新的格式代码
• 大量的函数和一些类型与常量，用于多字节字符和宽字节字符

C99

在ANSI的标准确立后，C语言的规范在一段时间内没有大的变动，然而C++在自己的标准化创建过程中继续发展壮大。《标准修正案一》在1994年为C语言创建了一个新标准，但是只修正了一些C89标准中的细节和增加更多更广的国际字符集支持。不过，这个标准引出了1999年ISO 9899:1999的发表。它通常被称为C99。C99被ANSI于2000年3月采用。

在C99中包括的特性有：

• 增加了对编译器的限制，比如源程序每行要求至少支持到 4095 字节，变量名函数名的要求支持到 63 字节（extern 要求支持到 31）。
• 增强了预处理功能。例如：
  • 宏支持取可变参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__
  • 使用宏的时候，允许省略参数，被省略的参数会被扩展成空串。
  • 支持 // 开头的单行注释（这个特性实际上在C89的很多编译器上已经被支持了）
• 增加了新关键字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool
  • 支持 long long, long double _Complex, float _Complex 等类型
• 支持不定长的数组，即数组长度可以在运行时决定，比如利用变量作为数组长度。声明时使用 int a[var] 的形式。不过考虑到效率和实现，不定长数组不能用在全局，或 struct 与 union 里。
• 变量声明不必放在语句块的开头，for 语句提倡写成 for(int i=0;i<100;++i) 的形式，即i 只在 for 语句块内部有效。
• 允许采用（type_name）{xx,xx,xx} 类似于 C++ 的构造函数的形式构造匿名的结构体。
• 初始化结构的时候允许对特定的元素赋值，形式为：

  struct test{int a[3]，b;} foo[] =  { [0].a = {1}, [1].a = 2 };
  

  struct test{int a, b, c, d;} foo =  { .a = 1, .c = 3, 4, .b = 5 };  // 3,4 是对 .c,.d 赋值的
  

• 格式化字符串中，利用 u 支持 unicode 的字符。
• 支持 16 进制的浮点数的描述。
• printf scanf 的格式化串增加了对 long long int 类型的支持。
• 浮点数的内部数据描述支持了新标准，可以使用 #pragma 编译器指令指定。
• 除了已有的 __line__ __file__ 以外，增加了 __func__ 得到当前的函数名。
• 允许编译器化简非常数的表达式。
• 修改了 / % 处理负数时的定义，这样可以给出明确的结果，例如在C89中-22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1，也可以-22 / 7= -4, -22 % 7 = 6。 而C99中明确为 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1，只有一种结果。
• 取消了函数返回类型默认为 int 的规定。
• 允许在 struct 的最后定义的数组不指定其长度，写做 [](flexible array member)。
• const const int i 将被当作 const int i 处理。
• 增加和修改了一些标准头文件，比如定义 bool 的 <stdbool.h> ，定义一些标准长度的 int 的 <inttypes.h> ，定义复数的 <complex.h> ，定义宽字符的 <wctype.h> ，类似于泛型的数学函数 <tgmath.h>， 浮点数相关的 <fenv.h>。 在<stdarg.h> 增加了 va_copy 用于复制 ... 的参数。<time.h> 里增加了 struct tmx ，对 struct tm 做了扩展。
• 输入输出对宽字符以及长整数等做了相应的支持。

但是各个公司对C99的支持所表现出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的时候，微软和Borland却似乎对此不感兴趣。

C11

2011年12月8日，ISO正式发布了新的C语言的新标准C11，之前被称为C1X，官方名称为ISO/IEC 9899:2011。新的标准提高了对C++的兼容性，并增加了一些新的特性。这些新特性包括泛型宏、多线程、带边界检查的函数、匿名结构等。但直到现在仍未有编译器完整的支持。

C++

1983年，C with Classes改命名为C++（++是C语言中的增值操作符）。加入了新的特性，其中包括虚函数、函数名和运算符重载、引用、常量、用户可控制的自由空间存储区控制、改良的类型检查，以及新的双斜线（//）单行注解风格。

1985年，发布第一版《C++程序设计语言》，提供一个重点的语言引用，至此还不是官方标准。

1989年，发布了Release 2.0。引入了多重继承、抽象类别、静态成员函数、常量成员函数，以及成员保护。1990年，出版了The Annotated C++ Reference Manual。这本书后来成为标准化的基础。稍后还引入了模板、异常处理、名字空间、新的强制类型转换，以及布尔类型。

随着C++语言的演变，也逐渐演化出相应的标准程序库。最先加进C++标准库的是流I/O程序库，其用以取代传统的C函数，如printf和scanf。随后所引入的程序库中最重要的便是标准模板库，简称STL。

多年后，一个联合的ANSI-ISO委员会于1998年对C++标准化（ISO/IEC 14882：1998）。在官方发布1998标准的若干年后，委员会处理缺陷报告，并于2003年发布一个C++标准的修正版本。2005年，一份名为Library Technical Report 1（简称TR1）的技术报告发布。虽然还不是官方标准的一部分，不过它所提供的几个扩展可望成为下一版C++标准的一部分。几乎所有目前仍在维护的C++编译器皆已支持TR1。

目前最新的C++标准是2017年12月发布的ISO/IEC 14882:2017，又称C++17或C++1z。

目前已经出版的标准文档如下：

Java

版本历史

• 1995年5月23日，Java语言诞生
• 1996年1月，第一个JDK-JDK1.0诞生
• 1996年4月，10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入JAVA技术
• 1996年9月，约8.3万个网页应用了JAVA技术来制作
• 1997年2月18日，JDK1.1发布
• 1997年4月2日，JavaOne会议召开，参与者逾一万人，创当时全球同类会议规模之纪录
• 1997年9月，JavaDeveloperConnection社区成员超过十万
• 1998年2月，JDK1.1被下载超过2,000,000次
• 1998年12月8日，JAVA2企业平台J2EE发布
• 1999年6月，SUN公司发布Java的三个版本：标准版（J2SE）、企业版（J2EE）和微型版（J2ME）
• 2000年5月8日，JDK1.3发布
• 2000年5月29日，JDK1.4发布
• 2001年6月5日，NOKIA宣布，到2003年将出售1亿部支持Java的手机
• 2001年9月24日，J2EE1.3发布
• 2002年2月26日，J2SE1.4发布，自此Java的计算能力有了大幅提升
• 2004年9月30日18:00PM，J2SE1.5发布，成为Java语言发展史上的又一里程碑。为了表示该版本的重要性，J2SE1.5更名为Java SE 5.0
• 2005年6月，JavaOne大会召开，SUN公司公开Java SE 6。此时，Java的各种版本已经更名，以取消其中的数字“2”：J2EE更名为Java EE，J2SE更名为Java SE，J2ME更名为Java ME
• 2006年12月，SUN公司发布JRE6.0
• 2009年12月，SUN公司发布Java EE 6
• 2010年11月，由于Oracle公司对于Java社区的不友善，因此Apache扬言将退出JCP
• 2011年7月28日，Oracle公司发布Java SE 7
• 2014年3月18日，Oracle公司发表Java SE 8
• 2017年9月21日，Oracle公司发表Java SE 9
• 2018年3月21日，Oracle公司发表Java SE 10

Python

python版本分为两大类：python2.0与python3.0。

Python 2.0于2000年10月16日发布，增加了实现完整的垃圾回收，并且支持Unicode。同时，整个开发过程更加透明，社区对开发进度的影响逐渐扩大。Python 3.0于2008年12月3日发布，此版不完全兼容之前的Python源代码。不过，很多新特性后来也被移植到旧的Python 2.6/2.7版本。

总结

对于编程语言来说，不同的版本就代表在语法规范和功能函数库存在区别。在实际开发的过程中，我们需要注意这些问题。

参考资料：

https://zh.wikipedia.org/wiki/C%E8%AF%AD%E8%A8%80

https://zh.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B

https://zh.wikipedia.org/wiki/Java

https://zh.wikipedia.org/wiki/Python