Для чего идут изучать язык С?
Привет, хабровчане! Наши преподаватели — Виктор Коробков, эксперт с 15-летним стажем в IT, и Андрей Кравчук, разработчик в RavenPack International, рассказали, почему язык C до сих пор актуален, и зачем его осваивать тем, кто занимается разработкой на других языках. Статья подготовлена специально в преддверии старта нового практического онлайн-курса «Программист C», чтобы помочь разобраться, пригодятся ли эти навыки вам.
Добрый день! Я Андрей, более 10 лет занимаюсь коммерческой разработкой, начинал с C и C++, затем перешёл на Python, и весьма часто в повседневной работе меня выручают знания C. Мой коллега и руководитель курса Виктор Коробков уже более 15 лет в IT индустрии, начинал с программирования на Delphi, C/C++ и сейчас специализируется на базах данных. Сегодня я подготовил краткий обзор о возможностях и перспективах языка C для разработчиков в настоящее время и о том, что вас ждет в нашем курсе.
Зачем изучать язык C?
На язык С многие молодые специалисты смотрят как на доисторическое ископаемое. Еще бы, ведь он существует уже практически полвека. И этот факт ставят ему не в плюс, а, наоборот, минус, заявляя, что решать современные задачи на языке, созданном в далекие 1970-е годы неэффективно, несовременно и немодно.
Но что показывает упрямая вещь под названием «статистика»? Если посмотреть рейтинг TIOBE, то С уже долгие годы никогда не опускается ниже 2-го места, а в январе 2021 года по итогам 2020 года он опять стал первым. В рейтинге PYPL С/С++ постоянно входят в пятерку языков, по которым наиболее часто ищется информация в поисковике Google. Если выполнить запрос «программист С» на одном из крупнейших сервисов по поиску работы в России HeadHunter, можно увидеть, что такие специалисты требуются во многих городах.
Можно выделить 4 основных повода освоить C:
Получить понимание основ того, как «под капотом» работают ОС, системное ПО, популярные программные продукты — такие как Nginx, PostgreSQL, Redis и т.д.
Для взаимодействия с библиотеками, написанными на C, с помощью механизмов FFI.
Для написания программ с бескомпромиссным быстродействием.
Для низкоуровневого программирования различных устройств, например, Arduino, мощности которых не хватает ни на какие другие языки.
Пожалуй, основное преимущество C — предельная «близость к машине». Это язык достаточно высокого уровня для того, чтобы была возможность выражать в нем некую бизнес-логику и сущности предметной области, но при этом он достаточно низкоуровневый для того, чтобы иметь предельный контроль над тем, как эта логика и сущности обрабатываются процессором.
Зарплата у хороших спецов по C, как правило, выше, чем в сфере web-программирования (особенно если речь идет не про российские НИИ, а про компании вроде NVidia, Intel и др.).
Стоит, конечно, признать, что зарплаты на начальном этапе программистам на С предлагают на порядок меньше, чем на Python или Java. Но даже при устройстве на работу разработчиком на Python для соискателя большим плюсом является знание языка С – работодатели это очень ценят. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сообщества работодателей и программистов всего мира не только не забывают язык С, но и постоянно использует его в той или иной мере.
В настоящий момент заметен дефицит специалистов, способных решать практические задачи на C. Дело в том, что раньше на C учили в вузах, сейчас же студенты чаще осваивают программирование на Python, Java или C#. Такие студенты могут более-менее владеть базовыми навыками программирования, но не разбираться в углубленных основах. Если копнуть глубже, начинаются проблемы. Именно эти проблемы в разных сферах разработки мы будем разбирать на курсе и учиться с ними справляться.
Наконец, C может быть полезен программисту на любом языке для расширения кругозора. Он помогает понять, какие «шестеренки» лежат на низком уровне в основе другого языка. Дает возможность оптимизировать код путем переписывания чувствительных к быстродействию фрагментов программ на C, а также взаимодействовать с произвольными третьесторонними библиотеками через FFI.
Ну и в завершение, есть возможность уйти в «железную» сферу, но тут уже нужны более специфичные знания (Verilog и прочее).
Знания C также необходимы администраторам Linux-систем, т.к. любая UNIX-система (Linux в том числе) по большей части написана на этом языке. Сисадмин, знающий C, глубже понимает устройство ОС, может справляться с неожиданными проблемами эксплуатации и предлагать более оптимизированные решения.
На онлайн-курсе «Программист C» мы готовим студентов использовать C на практике и решать задачи Middle-уровня. Мы рассмотрим устройство UNIX-подобных ОС и сопутствующего инструментария. Дадим практические советы по написанию конкретных классов программ: веб-сервисов, демонов, игр, взаимодействия с БД, конкурентного программирования (многопоточных и многопроцессных программ).
Другая интересная особенность курса в том, что мы кратко рассмотрим аналоги ООП в C, хотя традиционно считается, что ООП в C не бывает.
Для специалистов в IoT направлении будет интересен раздел программирования микроконтроллеров.
В конце курса вы реализуете полноценный проект на C: это может быть какая-то ваша рабочая задача, своя идея или предложенная нами тема.
Стартуют занятия 29 января, но присоединиться можно в течение февраля. В первый месяц мы проходим базовые знания и разбираем современный язык C. Дальше углубляемся в его возможности и изучаем нюансы применения в разных сферах.
Погружаемся в язык мы достаточно основательно, поэтому если вам нужна исключительно базовая теория, наша программа будет избыточна. В этом случае достаточно пройти какой-то из популярных учебников или видео для начинающих.
А наш курс будет актуален для того, кто:
Уткнулся в пределы быстродействия используемого им языка программирования, например, Python.
Хочет задействовать в другом языке, опять же к примеру в Python, стороннюю библиотеку, написанную на C, и сталкивается с проблемами взаимодействия между языками.
Хочет подробнее узнать, как программы взаимодействуют с ОС и предоставляемыми ей ресурсами.
Хочет начать разрабатывать под микроконтроллеры и развиваться в IoT-направлении
Хочет заниматься системным программированием.
Если что-то из этого про вас — переходите на страницу курса, проходите вступительный тест и присоединяйтесь к группе. А если остались вопросы, после прохождения теста вам откроется доступ к закрытому чату в Slack, где вы сможете задать нам с Виктором свои вопросы. До встречи на занятиях!
Для чего хорош Си?
Си применяют в сферах, где важен код, наиболее тесно взаимодействующий с «железом». Под влиянием Си появились языки C++, C#, Java и Objective-C.
Си иногда называют подмножеством C++ или «C++ без классов», но это не совсем верно. Почему это не так, можно узнать в статье про C++.
Си поддерживает исключительно процедурное программирование. Никаких классов, ООП, наследования — только функции и структуры. К основным особенностям языка относятся:
- доступ к памяти через указатели (особые переменные, в которых хранится адрес объекта);
- активное использование структур и объединений;
- чистый стиль программирования (код проще отлаживать, но сложнее писать).
Си обычно используется в довольно специфичных и сложных задачах, потому что более лёгкие задачи проще сделать с помощью высокоуровневых языков. Мы отобрали несколько наиболее популярных применений Си.
Оптимизация участков кода на C++
Объектно-ориентированные возможности C++ часто обходятся дороже, чем «чистый Си», так как расходуют больше ресурсов (в частности оперативной памяти). Поэтому иногда код в стиле Си может быть эффективнее. Если нужно заставить какой-либо алгоритм работать быстрее — используйте процедурный стиль и откажитесь от встроенных инструментов C++ для ООП, например от полиморфизма.
Но если нужна действительно высокая скорость, лучше переписать часть кода на ассемблере.
Информационная безопасность
Сюда относятся сложные хакерские приёмы. Среди них:
- Использование уязвимостей: переполнения буфера, двойные удаления (повреждения кучи).
- Инъекция (сокрытие) кода. Если получить доступ к другому процессу, используя уязвимость, то можно спрятать свой код внутри чужого и заставить процесс выполнять его. Теперь скрытый код будет жить в «невинном» процессе, спрятанном от глаз пользователя.
- Перехват (hooking). Если вы хотите мониторить чьи-то взаимодействия с системой (нажатие клавиш, открытие файлов), вам, как правило, нужно вызывать отслеживающий код всякий раз, когда пользователь что-то делает. Для этого вы заменяете какой-либо фрагмент API операционной системы вашим кодом.
Почти для всех этих применений используется PIC код (position-independent code — код, не зависящий от адреса). Он может выполняться в любом месте памяти, независимо от того, где находится и кто его запустил. У PIC-кода нет доступа к глобальным переменным и таблицам, поэтому C++ для его написания не подойдёт (классам C++ нужны глобальные таблицы для реализации наследования).
Код ядра
Код, который выполняется в режиме ядра (kernel mode) имеет полный доступ к памяти и оборудованию: RAM, GPU, жёсткому диску. В режиме ядра работают:
- Аппаратные драйверы — здесь без доступа к железу не обойтись. Драйверы являются посредниками между пользовательским кодом (не в режиме ядра) и оборудованием.
- Ядро операционной системы. На Си, кстати, написано множество ядер ОС, в том числе Unix и Android.
Использовать для всего этого код на C++ почти невозможно, поскольку в режиме ядра нет доступа к тем же глобальным таблицам, о которых говорилось выше. Иногда в режиме ядра тоже необходим PIC код — например для загрузчика (bootloader). Загрузчик — самая первая программа, выполняющаяся при запуске ПК. Биос извлекает её из жёсткого диска, помещает в память и говорит процессору запустить эту часть памяти.
Embedded-разработка
Для программирования встраиваемых систем часто используется как Си, так и C++. Но Си имеет преимущество, поскольку позволяет разрабатывать встроенное ПО при ограниченных ресурсах — например когда у микроконтроллера очень мало RAM. Помимо Си также может пригодиться знание ассемблера (как вариант, ARM-ассемблера) для написания ассемблерных вставок, чтобы ещё больше оптимизировать код и получить доступ к специфичным инструкциям процессора.
Языки семейства C: области применения и стоит ли их учить
Педагог, копирайтер и тьютор. Люблю читать, писать, размышлять и помогать людям и профессиям находить друг друга. А еще писать просто о сложном, объяснять неочевидное, находить недоступное, анализировать то и это
Языки семейства С используют в разных сферах — в играх, операционных системах, кроссплатформенных приложениях и в интернете вещей. Разберёмся, для чего используется язык С и его прямые потомки — С++, С#, Java и Objective-C. И объясним, почему стоит выучить хотя бы один из них, даже если вы планируете потом заниматься разработкой на Python.
Какие языки входят в семейство С
С — первый язык из семейства, его создали в 60-70-е годы XX века для реализации ОС Unix. Затем его адаптировали для других операционных систем.
С++ — был создан на основе С и унаследовал его синтаксис. При этом в С++ добавили механизм шаблонов и поддержку объектно-ориентированного программирования. Сейчас этот язык — самый распространённый в мире и используется как язык общего назначения. Сфера применения: веб-сервисы, программы и игры.
Objective-C — появился в середине 80-х годов и сохранил совместимость с языком С, хотя его синтаксис сильно отличается от «предка». Область применения C: разработка программного обеспечения для продуктов Apple.
Java — появился в 1995 году, позаимствовав синтаксис С++ и Objective-C. Он отличается тем, что компилируется в собственный байт-код — это строго типизированная функция, которая поддерживается виртуальной машиной JVM. Сфера применения: корпоративное серверное ПО, игры, мобильные приложения, трейдинговые системы, научный и производственный софт.
С# — один из быстрорастущих, востребованных и удобных языков семейства. Он, как и Java объектно-ориентированный и простой для изучения. Но отличается специфическим синтаксисом и нетипичными конструкциями, поскольку в нём есть заимствования из языков С, С++, Java, Паскаль. Сфера применения: машинное обучение, создание игр и веб-приложений.
Все эти языки объединены в одно семейство, потому что имеют одни общие особенности.
Особенности языков семейства С
Освоение любого из языков семейства С даёт разработчику фундаментальные знания и понимание основ программирования. Если вы знаете один из языков С, то изучить любой другой становится намного проще. И не потому, что синтаксис похож, а из-за системности подхода — С помогает понять логику и архитектуру компьютеров, операционных систем и сетевых технологий.
Вот основные особенности языков семейства С:
- Универсальность. На С и С++ пишут код практически для всего — для робототехники, нейронных сетей, микроконтроллеров, операционных систем и интернета вещей. С# чаще используют для программирования в геймдеве, машинном обучении и веб-разработке. Java — универсальный язык, его применяют в разработке десктопного ПО, веб-приложений, игровых консолей и сетевого софта. Objective-C используют в разработке мобильных приложений.
- Востребованность. Программистам, которые знают один из языков семейства С, проще найти работу. Это связано с тем, что реализованных решений на С, С++, С# и прочих языках подмножества большое количество. Все их нужно поддерживать в актуальном состоянии, «лечить», добавлять новые функции и оптимизировать.
- Совместимость. В основе кроссплатформенных приложений лежит язык С. Поэтому, если вы планируете заниматься разработкой для Linux и Windows, знание С — весомое преимущество.
Каким бы языком программирования вы ни владели — PHP, Python и прочие, для работодателя в приоритете будет кандидат, у которого в арсенале есть ещё и один из языков С.
Востребованность С-программистов на рынке труда
В общей сложности для программистов всего семейства С на русскоязычных работных порталах размещено больше 20 000 вакансий. Это не считая сайтов для фрилансеров, где задания для С-программистов появляются каждый день.
Java. Больше всего специалистов требуется со знанием языка Java. На портале hh.ru актуально больше 9 000 вакансий. Начинающий java-разработчик может рассчитывать на доход 50 000-80 000 руб., опытный разработчик получает от 120 000 руб. в месяц. Верхняя граница зарплаты для высококвалифицированных java-разработчиков — 450 000-500 000 руб.
Вакансии для Java-программистов
С#. Это одна из наиболее высокооплачиваемых для программистов специальностей. Здесь начинающие разработчики получают от 100 000-120 000 руб., опытные разработчики — от 350 000 руб. в месяц. В РФ работодатели ищут 5000+ специалистов, в Европе и США — актуальны больше 17 000 вакансий.
Вакансии для программистов на С#
С++. Почти 5 000 вакансий опубликовано на hh.ru для разработчиков С++. Как правило, в описаниях указано одинаковое требование к претендентам — необходимо владеть С и С++. На зарплату выше 120 000 руб. вы можете претендовать, если имеете опыт работы от года или разрабатываете клиент-серверное программное обеспечение.
Вакансии для программистов С++
С чего начать изучение языка семейства С
Чтобы стать востребованным разработчиком на языках семейства С, необходимо изучить:
- теоретические основы программирования — понимать этапы и принципы процесса создания программ;
- устройство компьютера — разобраться, как работают компоненты системы от процессора и материнской платы до жёсткого диска и звуковой карты;
- работу операционных систем — понять, как программы, из которых состоит ОС управляют компьютером и организуют взаимодействие с пользователем;
- язык разработки — важно знать принципы, алгоритмы, синтаксис и порядок выполнения кода;
- базы данных — нужно понять принципы из создания, составления и обработки запросов;
- основы тестирования и отладки кода — важно знать, как правильно составлять и проводить тесты, как выявлять ошибки и исправлять их;
- изучите альтернативы — почитайте, что такое Delphi и зачем он нужен, изучите основы Java. Так понимание программирования будет более глубоким.
Это не полный перечень компетенций, а только база, вокруг которой вы будете на протяжении профессиональной карьеры строить свои знания и совершенствовать навыки.
Помните, что во время обучения важна теория и практика. Комплексные знания и навыки дадут специализированные курсы. Мы проанализировали ситуацию на рынке образовательных ресурсов и выбрали ТОП-3 курса по программированию для разработчиков на С++, С# и Java.
Топ-3 курса по программированию на языках семейства С
На факультете разработки на С++ от GeekBrains за 18 месяцев вы освоите разработку на С/С++ с нуля. Вы научитесь создавать графические интерфейсы, сетевые и мобильные приложения, работать с игровым движком Unreal Engine 4 и системой контроля версий Git. К концу обучения вы создадите 9 проектов: от файловых менеджеров до игр и HTTP-сервера
На курсе «С#-разработчик» от SkillFactory за 12 месяцев вы научитесь создавать десктопные, серверные, мобильные приложения и сайты на языке С#. Вы освоите синтаксис С# и SQL, сможете работать с реляционными базами данных и пользоваться платформами .Net. Вы освоите HTML/CSS и JavaScript для разработки полноценных веб-приложений. После обучения вы сможете проектировать мобильный и десктопный софт
На курсе «Java-разработчик» от MDA за 12 месяцев вы под руководством преподавателя из Оксфорда научитесь программировать на Java с нуля и сможете создавать мобильные приложения высокой сложности. Вы поймёте, как находить нестандартные решения задач. К концу обучения вы создадите трейдинговую платформу, социальную сеть или интернет-магазин высокой сложности
Коротко о главном
Языки программирования семейства С — классика знаний для разработчиков. Многие работодатели в описаниях вакансий указывают в качестве дополнительного языка один из С. Поэтому изучение С, С++, С# или Java — полезно новичкам и опытным программистам.
Языки семейства С применимы во всех сферах разработки — от микроконтроллеров до машинного обучения. Средняя заработная плата разработчика — от 130 000 руб. в месяц. Помимо самого языка разработки необходимо изучать основы программирования, устройство компьютера и операционных систем, базы данных и основы тестирования.
Собрали данные по зарплатам специалистов, работающих с разными языками и направлениями, и делимся ими в статье «Сколько зарабатывают программисты»