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C99

Portada del documento de normas C99

C99 (anteriormente C9X , formalmente ISO/IEC 9899:1999 ) es una versión anterior del estándar abierto del lenguaje de programación C. [1] Amplía la versión anterior ( C90 ) con nuevas características para el lenguaje y la biblioteca estándar , y ayuda a las implementaciones a hacer un mejor uso del hardware informático disponible, como la aritmética de punto flotante IEEE 754-1985 y la tecnología del compilador. [2] La versión C11 del estándar del lenguaje de programación C, publicada en 2011, actualiza C99.

Historia

Después de que ANSI produjera el estándar oficial para el lenguaje de programación C en 1989, que se convirtió en un estándar internacional en 1990, la especificación del lenguaje C permaneció relativamente estática durante algún tiempo, mientras que C++ continuó evolucionando, en gran medida durante su propio esfuerzo de estandarización. La Enmienda Normativa 1 creó un nuevo estándar para C en 1995, pero sólo para corregir algunos detalles del estándar de 1989 y para agregar un soporte más amplio para conjuntos de caracteres internacionales. El estándar se sometió a una nueva revisión a fines de la década de 1990, lo que llevó a la publicación de ISO/IEC 9899:1999 en 1999, que se adoptó como estándar ANSI en mayo de 2000. El lenguaje definido por esa versión del estándar se conoce comúnmente como "C99". El estándar internacional C es mantenido por el grupo de trabajo ISO/IEC JTC1/SC22 /WG14.

Diseño

C99 es, en su mayor parte, compatible con versiones anteriores de C89, pero es más estricto en algunos aspectos. [3]

En particular, una declaración que carece de un especificador de tipo ya no tiene intun supuesto implícito. El comité de estándares de C decidió que era más valioso para los compiladores diagnosticar la omisión involuntaria del especificador de tipo que procesar silenciosamente el código heredado que dependía de un supuesto implícito int. En la práctica, es probable que los compiladores muestren una advertencia, luego supongan inty continúen traduciendo el programa.

C99 introdujo varias características nuevas, muchas de las cuales ya habían sido implementadas como extensiones en varios compiladores: [4]

Algunas partes del estándar C99 están incluidas en la versión actual del estándar C++ , incluidos los tipos de números enteros, los encabezados y las funciones de biblioteca. Las matrices de longitud variable no se encuentran entre estas partes incluidas porque la biblioteca de plantillas estándar de C++ ya incluye una funcionalidad similar.

Compatibilidad con punto flotante IEEE 754

Una característica importante de C99 es su compatibilidad con números y, en particular, su compatibilidad con el acceso a las características del hardware de punto flotante IEEE 754-1985 (también conocido como IEC 60559) presente en la gran mayoría de procesadores modernos (definido en el "Anexo F IEC 60559 aritmética de punto flotante"). Las plataformas sin hardware IEEE 754 también pueden implementarlo en software. [2]

En plataformas con punto flotante IEEE 754:

FLT_EVAL_METHOD == 2tiende a limitar el riesgo de errores de redondeo que afectan a expresiones numéricamente inestables (ver fundamentos de diseño IEEE 754 ) y es el método predeterminado diseñado para hardware x87 , pero produce un comportamiento poco intuitivo para el usuario incauto; [9] FLT_EVAL_METHOD == 1 fue el método de evaluación predeterminado utilizado originalmente en K&R C , que promovió todos los flotantes a dobles en expresiones; y FLT_EVAL_METHOD == 0también se utiliza comúnmente y especifica una estricta "evaluación al tipo" de los operandos. (Para gcc , FLT_EVAL_METHOD == 2es el valor predeterminado en x86 de 32 bits, y FLT_EVAL_METHOD == 0es el valor predeterminado en x86-64 de 64 bits, pero FLT_EVAL_METHOD == 2se puede especificar en x86-64 con la opción -mfpmath=387). Antes de C99, los compiladores podían redondear resultados intermedios de manera inconsistente, especialmente cuando se usaba hardware de punto flotante x87 , lo que llevaba a un comportamiento específico del compilador; [10] tales inconsistencias no están permitidas en compiladores que cumplen con C99 (anexo F).

Ejemplo

El siguiente ejemplo de código C99 anotado para calcular una función de fracción continua demuestra las características principales:

#incluir <stdio.h> #include <matemática.h> #include <float.h> #incluir <fenv.h> #incluir <tgmath.h> #include <stdbool.h> #include <afirmación.h> doble función_de_computación ( doble z ) // [1]   { #pragma STDC FENV_ACCESS ENCENDIDO // [2] afirmar ( FLT_EVAL_METHOD == 2 ); // [3]    si ( isnan ( z )) // [4]   pone ( "z no es un número" ); si ( es inf ( z ))  pone ( "z es infinito" ); doble largo r = 7,0 - 3,0 / ( z - 2,0 - 1,0 / ( z - 7,0 + 10,0 / ( z - 2,0 - 2,0 / ( z - 3,0 )))); // [5, 6]                      feclearexcept ( FE_DIVBYZERO ); // [7]  bool elevado = fetestexcept ( FE_OVERFLOW ); // [8]     Si ( elevado )  puts ( "Desbordamiento inesperado." ); devuelve r ; }int principal ( vacío ) { #ifndef __STDC_IEC_559__ puts ( "Advertencia: __STDC_IEC_559__ no definido. El punto flotante IEEE 754 no es totalmente compatible." ); // [9]  #finsi #pragma STDC FENV_ACCESS ACTIVADO #ifdef PRUEBA_ESTABILIDAD_NUMÉRICA_ARRIBA fesetround ( FE_HACIA ARRIBA ); // [10]  #elif PRUEBA DE ESTABILIDAD NUMÉRICA BAJA fesetround ( FE_HACIA ABAJO ); #finsi printf ( "%.7g \n " , computar_fn ( 3.0 ));  printf ( "%.7g \n " , cálculo_fn ( NAN ));  devuelve 0 ; }

Notas al pie:

  1. Compilar con:gcc -std=c99 -mfpmath=387 -o test_c99_fp test_c99_fp.c -lm
  2. Como en esta función se manipulan los indicadores de estado IEEE 754, se necesita este #pragma para evitar que el compilador reorganice incorrectamente dichas pruebas al optimizar. (Los pragmas suelen estar definidos por la implementación, pero aquellos que tienen el prefijo STDCestán definidos en el estándar C).
  3. C99 define un número limitado de métodos de evaluación de expresiones: se puede verificar el modo de compilación actual para garantizar que cumple con los supuestos bajo los cuales se escribió el código.
  4. Se pueden probar y configurar valores especiales como NaN e infinito positivo o negativo.
  5. long doublese define como IEEE 754 de precisión doble extendida o cuádruple si está disponible. El uso de una precisión mayor que la requerida para los cálculos intermedios puede minimizar el error de redondeo [11] (el typedef double_t se puede utilizar para el código que es portable bajo todas FLT_EVAL_METHODlas s).
  6. La función principal que se evaluará. Aunque parece que algunos argumentos de esta fracción continua, por ejemplo, 3.0, darían lugar a un error de división por cero, de hecho la función está bien definida en 3.0 y la división por 0 simplemente devolverá un +infinito que dará lugar a un resultado finito: IEEE 754 está definido para no atrapar tales excepciones de forma predeterminada y está diseñado de modo que puedan ignorarse muy a menudo, como en este caso. (Si FLT_EVAL_METHODse define como 2, entonces todos los cálculos internos, incluidas las constantes, se realizarán con precisión long double; si FLT_EVAL_METHODse define como 0, entonces se necesita un cuidado adicional para garantizar esto, incluyendo posiblemente conversiones adicionales y la especificación explícita de constantes como long double).
  7. Como la bandera de división por cero levantada no es un error en este caso, simplemente se puede descartar para borrar la bandera para su uso por parte del código posterior.
  8. En algunos casos, otras excepciones pueden considerarse un error, como un desbordamiento (aunque, de hecho, se puede demostrar que esto no puede ocurrir en este caso).
  9. __STDC_IEC_559__debe definirse solo si el compilador y la biblioteca C implementan completamente la "aritmética de punto flotante del Anexo F IEC 60559" (los usuarios deben tener en cuenta que esta macro a veces se define cuando no debería estarlo).
  10. El modo de redondeo predeterminado es redondear al más cercano (con la regla de redondeo par en los casos intermedios) para IEEE 754, pero TEST_NUMERIC_STABILITY_UPse puede utilizar la configuración explícita del modo de redondeo hacia + y - infinito (mediante la definición, etc. en este ejemplo, al depurar) para diagnosticar la inestabilidad numérica. [12] Este método se puede utilizar incluso si compute_fn()forma parte de una biblioteca binaria compilada por separado. Pero, según la función, no siempre se pueden detectar las inestabilidades numéricas.

Detección de versiones

__STDC_VERSION__Se define una macro estándar con un valor 199901Lpara indicar que está disponible la compatibilidad con C99. Al igual que con la __STDC__macro para C90, __STDC_VERSION__se puede utilizar para escribir código que se compilará de forma diferente para los compiladores C90 y C99, como en este ejemplo que garantiza que inlineesté disponible en ambos casos (reemplazándolo por staticen C90 para evitar errores del enlazador).

#if __STDC_VERSION__ >= 199901L /* "inline" es una palabra clave */ #else # define inline static #endif 

Implementaciones

La mayoría de los compiladores de C proporcionan soporte para al menos algunas de las características introducidas en C99.

Históricamente, Microsoft ha sido lento en implementar nuevas características de C en sus herramientas de Visual C++ , enfocándose en cambio principalmente en apoyar desarrollos en los estándares de C++. [13] Sin embargo, con la introducción de Visual C++ 2013, Microsoft implementó un subconjunto limitado de C99, que se amplió en Visual C++ 2015. [14]

Trabajo futuro

Desde la ratificación del estándar C de 1999, el grupo de trabajo de estándares preparó informes técnicos que especificaban un soporte mejorado para el procesamiento integrado, tipos de datos de caracteres adicionales ( soporte Unicode ) y funciones de biblioteca con comprobación de límites mejorada . Se continúa trabajando en informes técnicos que abordan el punto flotante decimal, funciones matemáticas especiales adicionales y funciones de asignación de memoria dinámica adicionales . Los comités de estándares C y C++ han estado colaborando en especificaciones para programación con subprocesos .

La siguiente revisión del estándar C, C11 , fue ratificada en 2011. [41] El comité de estándares C adoptó pautas que limitaban la adopción de nuevas características que no habían sido probadas por implementaciones existentes. Se invirtió mucho esfuerzo en desarrollar un modelo de memoria , con el fin de aclarar los puntos de secuencia y admitir la programación en subprocesos .

Véase también

Referencias

  1. ^ "ISO/IEC 9899:1999 - Lenguajes de programación - C". Iso.org. 8 de diciembre de 2011. Consultado el 8 de abril de 2014 .
  2. ^ ab "Soporte IEEE 754 en C99" (PDF) . IEEE . Archivado desde el original (PDF) el 28 de octubre de 2017 . Consultado el 15 de julio de 2021 .
  3. ^ "Estándares - Uso de la Colección de compiladores GNU (GCC)". Gcc.gnu.org . Consultado el 8 de abril de 2014 .
  4. ^ "Opciones del dialecto C: uso de la colección de compiladores GNU (GCC)". Gcc.gnu.org. 6 de mayo de 2009. Consultado el 8 de abril de 2014 .
  5. ^ "Uso de la Colección de compiladores GNU (GCC): inicializadores designados". gnu.org . Consultado el 18 de septiembre de 2019 .
  6. ^ "Uso de la Colección de compiladores GNU (GCC): literales compuestos". gnu.org . Consultado el 31 de enero de 2016 .
  7. ^ Ulrich Drepper (23 de octubre de 2007). "Lo que todo programador debería saber sobre la memoria". LWN.net . Consultado el 3 de abril de 2015 .
  8. ^ Especificación ISO/IEC 9899:1999, TC3 (PDF) . pág. 119, § 6.7.5.3 Declaradores de funciones (incluidos prototipos), párrafo 7.
  9. ^ Doug Priest (1997). "Diferencias entre las implementaciones de IEEE 754".
  10. ^ Jack Woehr (1 de noviembre de 1997). "Una conversación con William Kahan".
  11. ^ William Kahan (11 de junio de 1996). "El efecto nefasto de los puntos de referencia informáticos sobre las matemáticas aplicadas, la física y la química" (PDF) .
  12. ^ William Kahan (11 de enero de 2006). "¿Qué tan inútiles son las evaluaciones irreflexivas del redondeo en el cálculo de coma flotante?" (PDF) .
  13. ^ Peter Bright (29 de junio de 2013). "C99 finalmente reconocido mientras Microsoft establece su camino hacia C++14". Ars Technica . Consultado el 9 de enero de 2015 .
  14. ^ abc Brenner, Pat. "Novedades de Visual C++ en Visual Studio 2015". Microsoft Developer Network . Consultado el 27 de abril de 2015 .
  15. ^ "Uso del paquete de compiladores Open64 x86" (PDF) . Developer.amd.com. Archivado (PDF) del original el 24 de enero de 2022 . Consultado el 2 de marzo de 2022 .
  16. ^ "cc65 - un compilador de C gratuito para sistemas basados ​​en 6502" . Consultado el 14 de septiembre de 2011 .
  17. ^ "Características del intérprete C/C++ Ch C99". SoftIntegration, Inc. 15 de febrero de 2008. Consultado el 15 de febrero de 2008 .
  18. ^ "Manual del usuario del compilador Clang" . Consultado el 14 de octubre de 2017 .
  19. ^ "Documentación del compilador y manual del usuario verificados por CompCert C (versión 3.10)". 19 de noviembre de 2021. Consultado el 3 de marzo de 2022 .
  20. ^ "Página de inicio de libfirm" . Consultado el 4 de febrero de 2014 .
  21. ^ "Implementación del lenguaje C - Digital Mars" . Consultado el 14 de septiembre de 2011 .
  22. ^ "Estado de las características de C99 en GCC". Free Software Foundation, Inc. 28 de julio de 2021. Consultado el 13 de agosto de 2021 .
  23. ^ "Estado de las características de C99 en GCC 4.6". Free Software Foundation, Inc. 23 de mayo de 2013. Consultado el 23 de mayo de 2013 .
  24. ^ "Estado de las características de C99 en GCC 4.7". Free Software Foundation, Inc. 23 de mayo de 2013. Consultado el 23 de mayo de 2013 .
  25. ^ "Semántica de las matemáticas de punto flotante en GCC". 20 de julio de 2018. Consultado el 12 de agosto de 2018 .
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  31. ^ "Desarrolladores de Microsoft para C99: utilicen ISO C++". InfoQ . Consultado el 31 de enero de 2016 .
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  33. ^ "Características, correcciones y cambios importantes de C++11/14 STL en VS 2013". Blogs.msdn.com. 28 de junio de 2013. Consultado el 8 de abril de 2014 .
  34. ^ "Anuncio de compatibilidad total con un preprocesador compatible con C/C++ en MSVC". Microsoft. 27 de marzo de 2020. Consultado el 17 de septiembre de 2020 .
  35. ^ "Cumplimiento de la norma C99 en Open Watcom". Archivado desde el original el 3 de mayo de 2015 . Consultado el 25 de septiembre de 2015 .
  36. ^ "Pelles C Overview". Enero de 2013. Archivado desde el original el 13 de marzo de 2022. Consultado el 2 de marzo de 2022 .
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  38. ^ "Documentación de referencia del compilador Tiny C" . Consultado el 31 de enero de 2016 .
  39. ^ Según la lista de tareas pendientes del proyecto, los tipos complejos son la única característica faltante de C99. Se han agregado matrices de longitud variable en TCC 0.9.26 [1]
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  41. ^ "Estándares - Uso de la Colección de compiladores GNU (GCC)". Gcc.gnu.org . Consultado el 8 de abril de 2014 .

Lectura adicional

Enlaces externos