تعرف على لغة C ومميزاتها وخطوات تعلمها

يعرفك هذا المقال على لغة سي C التي تعد واحدة من أقوى لغات البرمجة وأكثرها عراقة في تاريخ علوم الحاسوب وهندسة البرمجيات، فهي اللغة التي اعتمدت عليها كثير من لغات البرمجة، وطورت باستخدامها معظم أنظمة التشغيل، وعلى الرغم من ظهور العديد من لغات البرمجة الأحدث منها لا تزال لغة البرمجة C حتى اليوم لغة منتشرة ومستخدمة في العديد من التطبيقات والمجالات لما توفره من ميزات وخصائص لا تتوفر في غيرها.

ما هي لغة سي C

لغة سي C هي لغة برمجة عامة الأغراض طورها المبرمج دينيس ريتشي Dennis Ritchie من شركة Bell Labs عام 1972 بهدف إيجاد لغة برمجة فعالة ومفهومة تصلح لبرمجة أنظمة التشغيل، فكانت لغة سي C التي اتسمت ببساطتها وقوتها ووفرت إمكانية الوصول المباشر لموارد الحاسوب.

كما استخدمت لغة سي لبرمجة نظام التشغيل يونكس Unix المُطوَّر كذلك في شركة Bell Labs فقد كانت نواة يونكس مكتوبة بلغة التجميع assembly وهي لغة برمجة منخفضة المستوى، ثم نقلت للغة C التي تفوقت عليها وتمكنت من تأدية مهامها بنفس الكفاءة وبعدد أقل من أسطر التعليمات البرمجية وهذا زاد من قوتها وشهرتها وبدأ استخدامها في العديد من المجالات والتطبيقات العديدة الأخرى.

ستجد أن لغة C تصنف وفق عدة مستويات للغات البرمجة فبعض المراجع تصنفها على أنها لغة برمجة عالية المستوى high level programming language في حين تصنفها مراجع أخرى بأنها لغة برمجة متوسطة المستوى medium level programming language لكونها تتضمن العديد من الميزات والوظائف منخفضة المستوى وعالية المستوى بنفس الوقت، ويمكن اعتبارها كلغة وسيطة بين اللغات منخفضة المستوى المنخفض مثل لغة الآلة أو لغة التجميع، واللغات عالية المستوى مثل لغة جافا أو بايثون.

كما تسمى لغة البرمجة C بأم لغات البرمجة حيث اعتمدت معظم لغات البرمجة الأحدث مثل C++‎ و C#‎ وجافا وبايثون و PHP وجو Go على طريقتها وأسلوبها في كتابة التعليمات ولهذا السبب ستجد أن لغة سي C أول لغة برمجة يقرر تعليمها لطلاب كليات هندسة البرمجيات وعلوم الحاسوب والتعرف على أساسيات البرمجة من خلالها، فتعلم هذه اللغة يوفر الأساس المتين الذي يمكن المبرمج من فهم أكواد أي لغة برمجة أخرى بسهولة أكبر واحتراف حل المشكلات البرمجية وبعد تعلمها لن يصعب عليه تعلم أي لغة برمجة أخرى.

استخدامات لغة سي C

تستخدم لغة C في مجموعة منوعة من التطبيقات والمجالات ومن أبرز استخداماتها:

تطوير أنظمة التشغيل فنواة نظام التشغيل يونكس UNIX ولينكس Linux وويندوز Windows ونواة أنظمة Apple OS X كلها مكتوبة بلغة سي C.
برمجة التطبيقات المساعدة لنظام التشغيل فمعظم متصفحات الويب على سبيل المثال مبرمجة بلغة C كما أن معظم إضافات المتصفحات مكتوبة بها.
تطوير لغات البرمجة ومصرفاتها Compilers أو مفسراتها Interpreters وهي عبارة عن برامج تحول أو تترجم لغات البرمجة عالية المستوى إلى لغة الآلة، على سبيل المثال مفسر لغة بايثون Python Interpreter مطور باستخدام لغة C.
برمجة التطبيقات المضمنة وتطبيقات انترنت الأشياء IoT والأنظمة المدمجة وبرمجة المتحكمات الدقيقة المستخدمة في برمجة الأجهزة الذكية كالسيارات ذاتية القيادة أو الروبوتات الذكية لما توفره من تحكم مباشر بالعتاد.
بناء قواعد البيانات فالعديد من أنظمة إدارة قواعد البيانات المعروفة مثل أوراكل Oracle و MySQL و PostgreSQL تستخدم لغة C.
تعد لغة C كذلك لغة مثالية لبرمجة تطبيقات سطح المكتب فعالة وعالية الأداء، فهي تمكن المطور من الوصول بسهولة لموارد الحاسوب كالمعالج والذاكرة والتحكم في أداء التطبيق بمرونة كبيرة.
برمجة الألعاب الإلكترونية وتطوير محركات الألعاب Game Engines ومن أشهر الألعاب المطورة باستخدام لغة سي C لعبة Quake و Doom.
تطوير خوادم الويب الكبيرة التي تحتاج إلى التعامل مع عدد كبير من الطلبات في وقت واحد و معالجة البيانات بسرعة مثل خادم أباتشي Apache أو إنجن إكس Nginx
وبالعموم تصلح لغة سي بشكل عام لتطوير كافة التطبيقات عالية الأداء التي تحتاج لإنجاز الكثير من العمليات أو تتطلب معالجة كمية ضخمة من البيانات بسرعة.

مميزات لغة سي C

لغة C مشهورة على نطاق واسع فهي واحدة من أكثر لغات البرمجة شعبية بين المطورين.
لغة منظمة ومستقلة عن نظام التشغيل حيث يمكن تصريف تعليماتها للعمل على منصات وأنظمة مختلفة مثل ويندوز Windows ولينكس Linux وماك macOS وأندرويد Android.
تشكل لغة سي الأساس للعديد من اللغات الأخرى فمعظم لغات البرمجة الحديثة تتبع أسلوبها في كتابة التعليمات.
تتبع لغة البرمجة C نموذج البرمجة الإجرائية procedural programming language التي تعتمد على تقسيم المشكلة إلى سلسلة من الإجراءات أو الخطوات التي تستدعى بترتيب معين لحل المشكلة وهذا الأسلوب سهل في التعلم والفهم.
توفر لغة C وصولاً مباشرًا إلى موارد النظام وإدارة الذاكرة والتحكم بها وتخصيصها ما يساعد على تطوير برامج فعالة عالية الكفاءة.
تعد لغة سي قابلة للتوسيع وتوفر للمطورين مفهوم المكتبات libraries التي توسع وظائف اللغة كما تحتوي على العديد من المكتبات المضمنة التي توفر للمطورين وظائف جاهزة للاستخدام.
لغة C متعددة الاستخدامات حيث يمكن استخدامها لتطوير أنظمة التشغيل وبرامج تشغيل الأجهزة والألعاب وأنظمة قواعد البيانات وغيرها
من التطبيقات العديدة الأخرى.
تعد C من لغات البرمجة المصرفة compiled وهي أسرع من لغات البرمجة المُفسرة interpreted.

عيوب لغة سي C

لا تدعم لغة سي مبدأ البرمجة كائنية التوجه OOP بشكل ضمني وتدعم فقط نموذج البرمجة الإجرائية وهذا يجعل إعادة استخدام الشيفرة محدود ويصعب صيانة البرامج الكبيرة، لكن هناك مكتبات يمكن أن توسع ميزات اللغة وتضيف لها بعض الميزات كائنية التوجه للغة مثل مكتبة OOPC.
تجبرك لغة سي C على تحديد نوع المتغير عند التصريح عنه، لكنها لا تفرض قيودًا صارمة على أنواع المتغيرات، حيث يمكنك على سبيل المثال تعريف متغير من نوع عدد صحيح int واستخدامه لاحقًا لتخزين قيمة من نوع عدد حقيقي float وهذا قد يؤدي إلى وقوع بعص الأخطاء في البرنامج.
تتحقق لغة C من الأخطاء البرمجية وقت تشغيل الكود "runtime" مما يصعب عملية فحص الكود وتصحيح الأخطاء البرمجية خاصة في المشاريع الضخمة.
لا تدعم لغة C مفهوم الاستثناءات exceptions وهو مفهوم برمجي يسهل تحديد الأخطاء البرمجية وتصحيحها.
لا تدعم لغة C مفهوم فضاءات الأسماء namespace التي تعد من الميزات البرمجية المفيدة في منع تضارب بين أسماء المتغيرات أو الوظائف وتساعد في تنظيم التعليمات البرمجية.

الفرق بين لغة C ولغة C++‎

تعد لغة ++C امتدادًا للغة البرمجة C، فهي لغة برمجة عامة الأغراض طورها بيارن ستروستروب Bjarne Stroustup عام 1979 لتكون مزيجًا من لغة C ومن الأصناف البرمجية Classes فهي تدعم كلاً من نموذج البرمجة الإجرائية المتبع في لغة C كما تدعم نموذج البرمجة كائنية التوجه بنفس الوقت.

حيث تحتوي لغة C++‎ على جميع ميزات لغة سي C مثل التوافق مع معظم بيئات التشغيل وإدارة الذاكرة بصورة فعالة وتوفير مكتبة غنية من الوظائف البرمجية، كما تضيف لها ميزات أخرى عديدة لزيادة كفاءتها على سبيل المثال تدعم C++‎ معالجة الاستثناءات وميزة فضاءات الأسماء وميزات حماية البيانات وغيرها من الميزات غير المدعومة في لغة C بشكل ضمني.

يمكن القول أن لغة C مناسبة أكثر لبرمجة التطبيقات منخفضة المستوى مثل أنظمة التشغيل وبرامج تشغيل الأجهزة التي تحتاج لمقدار كبير من التحكم بالعتاد، في حين تعد لغة C++‎ مناسبة أكثر لتطوير التطبيقات الأكثر تعقيدًا والتي تحتاج لمستوى أمان عالي وسرعة في الأداء.

خطوات تعلم لغة سي C

إليك أهم الخطوات الرئيسية التي تساعدك على تعلم لغة ?

قبل البدء بخطوات تعلم لغة سي حاول أن تفهم مبادئ الخوارزميات والتفكير المنطقي فهي خطوة أساسية تسرع زمن تعلم البرمجة.
تعلم تثبيت مصرف لغة C على جهازك ومحرر لكتابة الأكواد البرمجية وجرب كتابة البرنامج الأول وتصريفه وتشغيله.
ابدأ بتعلم المفاهيم الأساسية للبرمجة بهذه اللغة مثل تعريف المتغيرات وانواعها واستخداماتها وإجراء العمليات عليها واستخدام عبارات التحكم مثل الشروط والحلقات والمصفوفات والاتحادات والسلاسل وغيرها من هياكل البيانات، ومفهوم الدوال البرمجية وطريقة استخدامها.
طبق ما تتعلمه من مفاهيم أساسية على كتابة بعض البرامج بسيطة بلغة سي وتأكد من أنك فهمت الأساسيات جيدًا وتدربت على استكشاف الأخطاء وإصلاحها قبل أن تنتقل للخطوة التالية.
ابدأ بدراسة مواضيع متقدمة مثل المؤشرات والقوائم المتسلسلة وتعلم أساليب تخصيص الذاكرة الديناميكية والتعامل مع الملفات.
حدد نوع التطبيقات العملية الذي تهتم به وتعرف على أهم المكتبات والأدوات التي تساعدك على تطوير هذا النوع من التطبيقات، على سبيل المثال إذا كنت مهتمًا بتطوير التطبيقات المضمنة فعليك الاهتمام بأمور المتحكمات الدقيقة ومنافذها والتحكم بالذاكرة بشكل فعال، والبدء ببناء تطبيقات عملية تعزز خبراتك وتساعدك على بناء معرض أعمال والحصول على فرصة عمل مناسبة.
ستجد الكثير من مصادر تعلم لغة C من دروس ومنتديات ومقاطع فيديو وكتب ودورات تدريبية وغيرها، لكن أنصحك أن لا تشتت نفسك بكثرة المصادر وركز على تعلم موثوقة تناسب أسلوبك في التعلم، ستجد في أكاديمية حسوب الكثير من المقالات والدروس الدورية التي تساعدك على تعلم لغة C، وإذا كنت تفضل التعلم من الكتب فقد وفرت لك أكاديمية حسوب كتاب البرمجة بلغة C وهو كتاب شامل يناسب المبتدئين ويضم الكثير من المواضيع المفيدة.

الخلاصة

بهذا تكون وصلت لنهاية هذا المقال الذي تعرف فيه على لغة سي C وتعرفت على أبرز خصائصها ومزاياها واستخداماتها، فإذا كنت مهتمًا بتعلم لغة برمجة قوية وفعالة ومتعددة الأغراض، فإن لغة C هي خيار مثالي للبدء فمن خلالها تعلمها ستتمكن من إتقان مفاهيم البرمجة وإنشاء تطبيقات احترافية وعالية الأداء.