ภาษาซี

การออกแบบ

ภาษาซีเป็นภาษาที่ใช้ในการมีปฏิสัมพันธ์เช่น เชิงคำสั่ง (หรือเชิงกระบวนงาน) ถูกออกแบบขึ้นเพื่อใช้แปลด้วยตัวแปลโปรแกรมแบบการเชื่อมโยงที่ตรงไปตรงมา สามารถเข้าถึงหน่วยความจำในระดับล่าง เพื่อสร้างภาษาที่จับคู่อย่างมีประสิทธิภาพกับชุดคำสั่งเครื่อง และแทบไม่ต้องการสนับสนุนใด ๆ ขณะทำงาน ภาษาซีจึงเป็นประโยชน์สำหรับหลายโปรแกรมที่ก่อนหน้านี้เคยเขียนในภาษาแอสเซมบลีมาก่อน
หากคำนึงถึงความสามารถในระดับล่าง ภาษานี้ถูกออกแบบขึ้นเพื่อส่งเสริมการเขียนโปรแกรมที่ขึ้นอยู่กับเครื่องใดเครื่องหนึ่ง (machine-independent) โปรแกรมภาษาซีที่เขียนขึ้นตามมาตรฐานและเคลื่อนย้ายได้ สามารถแปลได้บนแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการต่าง ๆ อย่างกว้างขวาง โดยแก้ไขรหัสต้นฉบับเพียงเล็กน้อยหรือไม่ต้องแก้ไขเลย ภาษานี้สามารถใช้ได้บนแพลตฟอร์มได้หลากหลายตั้งแต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ฝังตัวไปจนถึง[[แฮรี่เคน))

การพัฒนาช่วงแรก

การเริ่มต้นพัฒนาภาษาซีเกิดขึ้นที่เบลล์แล็บส์ของเอทีแอนด์ทีระหว่าง พ.ศ. 2512–2516  แต่ตามข้อมูลของริตชี ช่วงเวลาที่เกิดความสร้างสรรค์มากที่สุดคือ พ.ศ. 2515 ภาษานี้ถูกตั้งชื่อว่า "ซี" เพราะคุณลักษณะต่าง ๆ ต่อยอดมาจากภาษาก่อนหน้าคือ "บี" ซึ่งจากข้อมูลของเคน ทอมป์สัน (Ken Thompson) กล่าวว่าภาษาบีเป็นรุ่นที่แยกตัวออกจากภาษาบีซีพีแอลอีกทอดหนึ่ง
จุดเริ่มต้นของภาษาซีผูกอยู่กับการพัฒนาระบบปฏิบัติการยูนิกซ์อย่างใกล้ชิด ซึ่งเดิมพัฒนาด้วยภาษาแอสเซมบลีบนหน่วยประมวลผลพีดีพี-7โดยริตชีและทอมป์สัน โดยผสมผสานความคิดหลากหลายจากเพื่อนร่วมงาน ในตอนท้ายพวกเขาตัดสินใจที่จะย้ายระบบปฏิบัติการนั้นลงในพีดีพี-11 แต่ภาษาบีขาดความสามารถบางอย่างที่จะใช้คุณลักษณะอันได้เปรียบของพีดีพี-11 เช่นความสามารถในการระบุตำแหน่งที่อยู่เป็นไบต์ จึงทำให้เกิดการพัฒนาภาษาซีรุ่นแรกขึ้นมา
รุ่นดั้งเดิมของระบบยูนิกซ์บนพีดีพี-11ถูกพัฒนาขึ้นด้วยภาษาแอสเซมบลี เมื่อประมาณ พ.ศ. 2516 ภาษาซีเพิ่มชนิดข้อมูล struct ทำให้ภาษาซีเพียงพออย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งเคอร์เนลยูนิกซ์ส่วนใหญ่ถูกเขียนด้วยภาษาซี นี้ก็เป็นเคอร์เนลหนึ่งของระบบปฏิบัติการที่พัฒนาด้วยภาษาอื่นนอกเหนือจากภาษาแอสเซมบลี (ระบบอื่นเช่นมัลติกส์เขียนด้วยภาษาพีแอล/วัน เอ็มซีพีสำหรับเบอร์โรส์ บี5000เขียนด้วยภาษาอัลกอล ในปี พ.ศ. 2504)

ภาษาแอนซีซีและภาษาไอโซซี

ช่วงพุทธทศวรรษ 2520 ภาษาซีหลายรุ่นถูกพัฒนาขึ้นสำหรับเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ มินิคอมพิวเตอร์ และไมโครคอมพิวเตอร์อย่างกว้างขวางรวมทั้งไอบีเอ็มพีซี ซึ่งความนิยมของมันเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
เมื่อ พ.ศ. 2526 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (ANSI) ได้ก่อตั้งคณะกรรมการ เอกซ์3เจ11 ขึ้นมาเพื่อกำหนดมาตรฐานของภาษาซี ต่อมา พ.ศ. 2532 มาตรฐานดังกล่าวได้รับการอนุมัติเป็น ANSI X3.159-1989 "Programming Language C" ซึ่งภาษารุ่นนี้มักถูกอ้างถึงว่าเป็นภาษาแอนซีซี (ANSI C) ภาษาซีมาตรฐาน หรือภาษาซี89 (C89) ในบางครั้ง
เมื่อ พ.ศ. 2533 องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) ได้รับเอามาตรฐานแอนซีซี (พร้อมการเปลี่ยนแปลงการจัดรูปแบบ) มาเป็น ISO/IEC 9899:1990 ซึ่งบางครั้งก็ถูกเรียกว่าภาษาไอโซซี (ISO C) หรือภาษาซี90 (C90) ดังนั้นคำว่า "ซี89" กับ "ซี90" จึงหมายถึงภาษาโปรแกรมเดียวกัน
แอนซีไม่ได้พัฒนามาตรฐานภาษาซีโดยเอกเทศอีกต่อไปแล้ว เหมือนเช่นองค์กรมาตรฐานแห่งชาติอื่น ๆ แต่ก็คล้อยตามมาตรฐานไอโซซี การรับเอามาตรฐานระดับชาติมาปรับปรุงเป็นมาตรฐานระดับสากล เกิดขึ้นภายในปีเดียวกับที่เผยแพร่มาตรฐานไอโซ
จุดมุ่งหมายหนึ่งของกระบวนการสร้างมาตรฐานให้ภาษาซีคือเพื่อสร้างซูเปอร์เซตของภาษาเคแอนด์อาร์ซี ผสมผสานคุณลักษณะต่าง ๆ ที่ยังไม่เป็นทางการซึ่งแนะนำต่อกันมา คณะกรรมการมาตรฐานได้รวมคุณลักษณะหลายประการเพิ่มเข้ามาอาทิ ฟังก์ชันโพรโทไทป์ (ยืมมาจากภาษาซีพลัสพลัส), ตัวชี้ void, รองรับการจัดเรียงท้องถิ่น (locale) และชุดอักขระสากล, และการปรับปรุงตัวประมวลก่อนให้ดีขึ้น วากยสัมพันธ์สำหรับการประกาศพารามิเตอร์ถูกเพิ่มเข้ามาให้เหมือนกับรูปแบบที่ใช้ในภาษาซีพลัสพลัส แม้ว่าการเขียนแบบเคแอนด์อาร์ก็ยังสามารถใช้ได้เพื่อความเข้ากันได้กับรหัสต้นฉบับที่มีอยู่แล้ว
ภาษาซีรุ่นนี้ยังคงรองรับในตัวแปลโปรแกรมในปัจจุบัน และรหัสภาษาซีส่วนใหญ่ที่เขียนขึ้นทุกวันนี้ก็ใช้พื้นฐานมาจากรุ่นนี้ โปรแกรมใด ๆ ที่เขียนขึ้นด้วยภาษาซีมาตรฐานโดยไร้สมมติฐานว่าขึ้นอยู่กับฮาร์ดแวร์ใด จะทำงานได้อย่างถูกต้องบนแพลตฟอร์มใดก็ตามด้วยการพัฒนาภาษาซีที่สอดคล้องกันภายในทรัพยากรที่จำกัด หากไม่ระมัดระวังเช่นนั้น โปรแกรมอาจแปลได้เฉพาะบนแพลตฟอร์มหนึ่งหรือด้วยตัวแปลตัวหนึ่งเท่านั้น อันเนื่องมาจากการใช้ไลบรารีไม่มาตรฐานเช่นไลบรารีส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ก็ดี หรือความเชื่อมั่นต่อสมบัติเฉพาะของแพลตฟอร์มหรือตัวแปลหนึ่ง ๆ เช่นขนาดที่แท้จริงของชนิดข้อมูลหรือการลำดับข้อมูลไบต์ (endianness) ก็ดี
ในกรณีที่ต้องเลือกว่ารหัสต้องถูกแปลด้วยตัวแปลภาษาซีมาตรฐานหรือภาษาเคแอนด์อาร์ซีอย่างใดอย่างหนึ่ง การใช้แมโคร __STDC__ สามารถช่วยให้แบ่งแยกรหัสส่วนมาตรฐานและส่วนเคแอนด์อาร์ออกจากกัน ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่ได้เปรียบอีกอย่างหนึ่งที่มีเฉพาะในภาษาซีมาตรฐาน

ภาษาซี99

หลังจากกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐานของแอนซี/ไอโซแล้ว ข้อกำหนดภาษาซียังคงนิ่งอยู่ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ในขณะที่ภาษาซีพลัสพลัสกำลังก่อตัวด้วยความพยายามทำให้เป็นมาตรฐานของมันเอง การเพิ่มเติมกฎเกณฑ์ครั้งที่ 1 สำหรับมาตรฐานภาษาซีเผยแพร่เมื่อ พ.ศ. 2538 เพื่อแก้ไขรายละเอียดบางจุดและเพิ่มการรองรับชุดอักขระสากลให้มากขึ้น ต่อมามาตรฐานภาษาซีถูกเรียบเรียงดัดแปลงใหม่และนำไปสู่การเผยแพร่ ISO/IEC 9899:1999 ออกสู่สาธารณชนใน พ.ศ. 2542 ซึ่งมักถูกอ้างถึงว่า "ซี99" (C99) มาตรฐานนี้มีการเพิ่มเติมกฎเกณฑ์แล้วสามครั้งโดย Technical Corrigenda ปัจจุบันมาตรฐานภาษาซีสากลดูแลและควบคุมโดยกลุ่ม ISO/IEC JTC1/SC22/WG14
ภาษาซี99ได้แนะนำคุณลักษณะใหม่หลายประการอาทิ ฟังก์ชันแบบแทรก (inline function) ชนิดข้อมูลใหม่หลายชนิด (เช่น long long int และ complex สำหรับจำนวนเชิงซ้อน) แถวลำดับความยาวแปรได้ (variable-length array) แมโครอาร์กิวเมนต์แปรได้ (variadic macro) และหมายเหตุในหนึ่งบรรทัดที่ขึ้นต้นด้วย // เหมือนภาษาบีซีพีแอลหรือภาษาซีพลัสพลัส ซึ่งคุณลักษณะส่วนใหญ่เคยพัฒนาไว้แล้วเป็นส่วนขยายของตัวแปลภาษาซีหลายโปรแกรม
ภาษาซี99สามารถเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับภาษาซี90เป็นส่วนใหญ่ แต่ก็จำกัดมากขึ้นในบางแง่มุม โดยเฉพาะการประกาศโดยไม่ระบุชนิด จะไม่ถูกสมมติว่าเป็น int อีกต่อไป แมโครมาตรฐาน __STDC_VERSION__ ถูกนิยามขึ้นด้วยค่า 199901L เพื่อแสดงว่ารหัสนั้นรองรับภาษาซี99 ขณะนี้ จีซีซี ซันสตูดิโอ และตัวแปลโปรแกรมอื่น ๆ ก็รองรับคุณลักษณะใหม่ของภาษาซี99เป็นจำนวนมากหรือทั้งหมดแล้ว

ภาษาซี1เอกซ์

เมื่อ พ.ศ. 2550 มีกลุ่มทำงานหนึ่งเริ่มต้นขึ้นเพื่อปรับปรุงมาตรฐานภาษาซีอีกรุ่น ซึ่งเรียกชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า "ซี1เอกซ์" (C1X) คณะกรรมการนี้รับเอาแนวคิดต่าง ๆ เพื่อจำกัดการเลือกคุณลักษณะใหม่ที่ยังไม่เคยมีการทดสอบพัฒนามาก่อน

การใช้งาน

การเขียนโปรแกรมระบบเป็นการใช้งานหลักของภาษาซี ซึ่งรวมไปถึงการพัฒนาระบบปฏิบัติการและโปรแกรมประยุกต์ระบบฝังตัว เนื่องจากลักษณะเฉพาะอันเป็นที่ต้องการถูกรวมเข้าไว้ด้วยกัน อย่างเช่น ความสามารถในเคลื่อนย้ายได้กับประสิทธิภาพของรหัสต้นฉบับ ความสามารถในการเข้าถึงที่อยู่ของฮาร์ดแวร์ที่ระบุ ความสามารถเรื่อง type punning เพื่อให้เข้ากับความต้องการการเข้าถึงข้อมูลที่กำหนดไว้จากภายนอก และความต้องการทรัพยากรระบบขณะทำงานต่ำ ภาษาซีสามารถใช้เขียนโปรแกรมเว็บไซต์โดยใช้ซีจีไอเป็น "เกตเวย์" เพื่อแลกเปลี่ยนสารสนเทศระหว่างเว็บแอปพลิเคชัน เซิร์ฟเวอร์ และเบราว์เซอร์  ปัจจัยบางอย่างที่ทำให้เลือกภาษาซีแทนที่จะเป็นภาษาอินเทอร์พรีตเตอร์ คือความเร็ว เสถียรภาพ และความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของการดำเนินงาน เนื่องจากเป็นธรรมชาติของภาษาคอมไพเลอร์ 
ผลจากการยอมรับในระดับกว้างขวางและประสิทธิภาพของภาษาซี ทำให้ตัวแปลโปรแกรม ตัวแปลคำสั่ง ไลบรารีต่าง ๆ ของภาษาอื่น มักพัฒนาขึ้นด้วยภาษาซี ตัวอย่างเช่น ตัวแปลโปรแกรมภาษาไอเฟลหลายโปรแกรมส่งข้อมูลออกเป็นรหัสภาษาซีเป็นภาษากลาง เพื่อส่งต่อให้ตัวแปลโปรแกรมภาษาซีต่อไป การพัฒนาสายหลักของภาษาไพทอน ภาษาเพิร์ล 5 และภาษาพีเอชพี ทั้งหมดถูกเขียนขึ้นด้วยภาษาซี
ภาษาซีมีประสิทธิภาพสำหรับคอมพิวเตอร์เพื่องานคำนวณและวิทยาศาสตร์ เนื่องจากความสิ้นเปลืองต่ำ ธรรมชาติของภาษาระดับต่ำ ธรรมชาติของภาษาที่ถูกแปล และมีส่วนคณิตศาสตร์ที่ดีในไลบรารีมาตรฐาน ตัวอย่างของการใช้ภาษาซีในงานคำนวณและวิทยาศาสตร์ เช่นจีเอ็มพี ไลบรารีวิทยาศาสตร์ของกนู แมเทอแมติกา แมตแล็บ และแซส
ภาษาซีบางครั้งใช้เป็นภาษาระหว่างกลางในการทำให้เกิดผลของภาษาอื่น แนวคิดนี้อาจใช้เพื่อความสะดวกต่อการเคลื่อนย้าย โดยให้ภาษาซีเป็นภาษาระหว่างกลาง ซึ่งไม่จำเป็นต้องพัฒนาตัวสร้างรหัสแบบเจาะจงเครื่อง ตัวแปลโปรแกรมที่ใช้ภาษาซีในทางนี้เช่น บิตซี แกมบิต จีเอชซี สควีก และวาลา เป็นต้น อย่างไรก็ตามภาษาซีถูกออกแบบมาเพื่อเป็นภาษาเขียนโปรแกรม ไม่ใช่ภาษาเป้าหมายของตัวแปลโปรแกรม จึงเหมาะสมน้อยกว่าสำหรับการใช้เป็นภาษาระหว่างกลาง ด้วยเหตุผลนี้นำไปสู่การพัฒนาภาษาระหว่างกลางที่มีพื้นฐานบนภาษาซีเช่น ภาษาซีไมนัสไมนัส
ผู้ใช้ขั้นปลายใช้ภาษาซีอย่างแพร่หลายเพื่อสร้างแอปพลิเคชันของผู้ใช้เอง แต่เมื่อแอปพลิเคชันใหญ่ขึ้น การพัฒนาเช่นนั้นมักจะย้ายไปทำในภาษาอื่นที่พัฒนามาด้วยกัน เช่นภาษาซีพลัสพลัส ภาษาซีชาร์ป ภาษาวิชวลเบสิก เป็นต้น

ตัวอย่างโปรแกรม "Hello World"

ตัวอย่างโปรแกรม "เฮลโลเวิลด์" ซึ่งปรากฏอยู่ในหนังสือ เดอะซีโปรแกรมมิงแลงกวิจ ที่พิมพ์ครั้งแรก กลายมาเป็นตัวแบบของโปรแกรมเกริ่นนำในตำราการเขียนโปรแกรมส่วนใหญ่หากไม่คำนึงถึงภาษาที่ใช้เขียน โปรแกรมดังกล่าวจะแสดงผล "hello world" ทางอุปกรณ์ส่งออกมาตรฐาน ซึ่งมักจะเป็นเครื่องปลายทางหรือหน่วยแสดงผลจอภาพ
รหัสโปรแกรมรุ่นดั้งเดิมเป็นดังนี้
main()
{
    printf("hello world\n");
}
และหลังจากการปรับเปลี่ยนรหัสให้เข้ากับมาตรฐาน รหัสจึงเป็นดังนี้ 
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}
บรรทัดแรกของโปรแกรมเป็นคำสั่งชี้แนะตัวประมวลผลก่อน (preprocessing directive) แสดงไว้โดย #include ทำให้ตัวประมวลผลก่อน (อันเป็นเครื่องมืออย่างแรกที่พิจารณารหัสต้นฉบับขณะแปล) นำเนื้อหาข้อความทั้งหมดของไฟล์ส่วนหัวมาตรฐาน stdio.h เข้ามาแทนที่บรรทัดนั้น ซึ่งไฟล์ดังกล่าวมีการประกาศฟังก์ชันสำหรับอุปกรณ์นำเข้าและส่งออกมาตรฐานอาทิ printf วงเล็บแหลมที่คลุมชื่อไฟล์ stdio.h (ซึ่งความจริงคือเครื่องหมายน้อยกว่า-มากกว่า) เป็นการแสดงว่า stdio.h ถูกกำหนดที่ตั้งโดยใช้กลยุทธ์การค้นหาที่ให้ความสำคัญต่อไฟล์ส่วนหัวมาตรฐาน มากกว่าไฟล์ส่วนหัวอื่นที่มีชื่อเดียวกัน อัญประกาศคู่อาจใช้ได้ในกรณีที่ต้องการนำไฟล์ส่วนหัวที่อยู่ใกล้เคียงหรือเจาะจงโครงการเข้ามารวม
บรรทัดถัดมาเป็นการนิยามฟังก์ชันชื่อว่า main ฟังก์ชัน main เป็นฟังก์ชันที่มีจุดประสงค์พิเศษในโปรแกรมภาษาซี สภาพแวดล้อมขณะทำงานจะเรียกใช้ฟังก์ชัน main เพื่อเริ่มต้นการทำงานโปรแกรม ตัวระบุชนิด int เป็นตัวแสดงว่า ค่าส่งคืน ที่ถูกส่งคืนโดยตัวที่เรียกใช้ (กรณีนี้คือสภาพแวดล้อมขณะทำงาน) จะเป็นจำนวนเต็มค่าหนึ่ง อันเป็นผลจากการประเมินค่าของฟังก์ชัน main คำหลัก void ในรายการพารามิเตอร์แสดงว่าฟังก์ชัน main ไม่ต้องใช้อาร์กิวเมนต์ 
วงเล็บปีกกาเปิดหมายถึงจุดเริ่มต้นของการนิยามฟังก์ชัน main
บรรทัดถัดมาเป็นการ เรียกใช้ ฟังก์ชันที่ชื่อว่า printf ซึ่งประกาศไว้ใน stdio.h และจัดเตรียมขึ้นจากไลบรารีของระบบ ในการเรียกใช้ครั้งนี้ ฟังก์ชัน printf จะถูก ผ่านค่า ด้วยอาร์กิวเมนต์หนึ่งตัวคือตำแหน่งหน่วยความจำของอักขระตัวแรกในสายอักขระ "hello world\n" สายอักขระดังกล่าวคือแถวลำดับที่ไม่มีชื่ออันประกอบด้วยชนิดข้อมูล char จะถูกสร้างขึ้นโดยอัตโนมัติโดยตัวแปลโปรแกรม และแถวลำดับจะมีอักขระค่าศูนย์ (null) เป็นสิ่งที่บ่งบอกจุดสิ้นสุดของสายอักขระ (printf จำเป็นต้องทราบสิ่งนี้) \n ที่ปรากฏในสายอักขระคือ ลำดับการหลีก (escape sequence) ภาษาซีจะตีความว่าเป็นอักขระขึ้นบรรทัดใหม่ (newline) ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ส่งออกทราบว่าถึงจุดสิ้นสุดของบรรทัดปัจจุบัน ค่าส่งคืนจากฟังก์ชัน printf คือชนิด int แต่มันถูกละทิ้งไปอย่างเงียบ ๆ เนื่องจากไม่มีการใช้ (โปรแกรมที่ระมัดระวังมากกว่าอาจทดสอบค่าส่งคืน เพื่อพิจารณาว่าผลจากการทำงานของฟังก์ชัน printf สำเร็จหรือไม่) อัฒภาค ; เป็นจุดสิ้นสุดข้อความสั่ง
ข้อความสั่ง return เป็นการสิ้นสุดการทำงานของฟังก์ชัน main และทำให้ฟังก์ชันส่งกลับเป็นจำนวนเต็มค่า 0 ซึ่งสภาพแวดล้อมขณะทำงานจะตีความว่าเป็นรหัสออกจากโปรแกรมที่แสดงว่าการทำงานประสบผลสำเร็จ
วงเล็บปีกกาปิดหมายถึงจุดสิ้นสุดของการนิยามฟังก์ชัน main

ชนิดข้อมูล

ภาษาซีมีระบบชนิดตัวแปรแบบไม่เคร่งครัด ซึ่งมีความคล้ายคลึงบางประการร่วมกับภาษาลูกของภาษาอัลกอล อาทิ ภาษาปาสกาล ภาษาซีมีชนิดตัวแปรที่เตรียมไว้แล้วสำหรับจำนวนเต็มหลายขนาด แบบทั้งมีเครื่องหมายและไม่มีเครื่องหมาย จำนวนจุดลอยตัว ตัวอักขระ และชนิดข้อมูลแจงนับ (enum) ในภาษาซี99 ได้เพิ่มชนิดตัวแปรแบบบูลเข้าไปด้วย ภาษาซีก็ยังมีชนิดตัวแปรที่รับทอดมาด้วยเช่นแถวลำดับ ตัวชี้ ระเบียน (struct) และยูเนียน (union)
ภาษาซีมักใช้กับการเขียนโปรแกรมระบบในระดับต่ำ ซึ่งอาจหลบเลี่ยงการใช้ระบบชนิดตัวแปรเมื่อจำเป็น ตัวแปลโปรแกรมจะพยายามทำให้แน่ใจว่า ชนิดตัวแปรถูกใช้อย่างถูกต้องในนิพจน์ส่วนใหญ่ แต่โปรแกรมเมอร์ก็สามารถลบล้างการตรวจสอบเช่นนั้นได้หลายทาง อาทิ การโยนชนิดข้อมูล (type cast) เพื่อแปลงค่าจากชนิดหนึ่งไปเป็นชนิดหนึ่งอย่างชัดเจน หรือการใช้ตัวชี้หรือยูเนียนเพื่อแปลความหมายบิตของค่าที่อยู่ภายในไปเป็นอีกชนิดหนึ่ง

ตัวชี้

ภาษาซีรองรับการใช้งานตัวชี้ (pointer) ซึ่งเป็นชนิดข้อมูลสำหรับการอ้างอิงอย่างง่ายชนิดหนึ่ง ที่เก็บบันทึกที่อยู่หรือตำแหน่งของวัตถุหรือฟังก์ชันในหน่วยความจำ ตัวชี้สามารถ อ้างอิงกลับ (dereference) เพื่อเข้าถึงข้อมูลที่บันทึกในตำแหน่งที่ถูกชี้อยู่ หรือเพื่อเรียกใช้ฟังก์ชันที่ถูกชี้อยู่ ตัวชี้สามารถจัดดำเนินการกำหนดค่าและเลขคณิตของตัวชี้ได้ด้วย ค่าของตัวชี้ขณะโปรแกรมทำงาน มักจะเป็นตำแหน่งมูลฐานในหน่วยความจำ (ซึ่งอาจเสริมด้วยค่าออฟเซตในหน่วยเวิร์ด) แต่เนื่องจากตัวชี้มีการระบุชนิดตามข้อมูลที่ชี้ไป ตัวแปลโปรแกรมจึงสามารถตรวจสอบชนิดตัวแปรในนิพจน์ต่าง ๆ รวมทั้งตัวชี้ด้วยกันเองขณะแปลได้ เลขคณิตของตัวชี้จะแปรสัดส่วนของขนาดโดยอัตโนมัติตามชนิดข้อมูลที่ชี้ไป (ดูเพิ่มที่ส่วนความใช้แทนกันได้ระหว่างตัวชี้และแถวลำดับ) จุดประสงค์ของการใช้ตัวชี้มีหลากหลายในภาษาซีเช่น สายอักขระมักจัดดำเนินการโดยใช้ตัวชี้ไปยังแถวลำดับของตัวอักขระ การจัดสรรหน่วยความจำพลวัต (dynamic memory allocation) สามารถกระทำได้ด้วยตัวชี้ ชนิดข้อมูลชนิดอื่นเช่น ต้นไม้ ปกติจะถูกพัฒนาขึ้นโดยการจัดสรรวัตถุ struct โดยพลวัต ซึ่งเชื่อมโยงแต่ละหน่วยเข้ากันด้วยตัวชี้ ตัวชี้ของฟังก์ชันใช้เพื่อการเรียกกลับ (callback) สำหรับชุดคำสั่งจัดการเหตุการณ์ เป็นต้น
ตัวชี้ว่าง (null pointer) คือตัวชี้ที่ชี้ไปยังตำแหน่งที่ใช้งานไม่ได้ ซึ่งจะมีค่าเป็น 0  การอ้างอิงกลับของตัวชี้ว่างจึงไม่มีความหมาย และโดยทั่วไปให้ผลเป็นข้อผิดพลาดขณะทำงาน อย่างไรก็ตามตัวชี้ว่างก็มีประโยชน์สำหรับกรณีพิเศษเช่น ใช้เป็นจุดสิ้นสุดหน่วยสุดท้ายของรายการโยง ซึ่งหมายความว่าไม่มีตัวชี้ไปหน่วยอื่นแล้ว หรือใช้แจ้งข้อผิดพลาดจากฟังก์ชันที่คืนค่าเป็นตัวชี้ ตัวชี้ว่างในการลงรหัสมักจะนำเสนอด้วย 0 หรือ NULL
ตัวชี้วอยด์ (void *) คือตัวชี้ของวัตถุที่ไม่ทราบชนิดตัวแปร ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นตัวชี้ "ทั่วไป" ก็ได้ แต่เนื่องจากขนาดและชนิดของวัตถุที่ถูกชี้ไม่เป็นที่ทราบ ตัวชี้วอยด์จึงไม่สามารถอ้างอิงกลับได้ และเลขคณิตของตัวชี้ก็ใช้กับตัวชี้วอยด์ไม่ได้ แม้ว่าตัวชี้ของวัตถุชนิดหนึ่งอาจแปลงเป็นตัวชี้ชนิดอื่นได้โดยง่าย (และในหลายบริบทก็แปลงได้อย่างคลุมเครือ)
การใช้งานตัวชี้อย่างไม่ระมัดระวังอาจเกิดอันตรายได้ เนื่องจากตัวแปรตัวชี้สามารถชี้ไปที่ตำแหน่งใดก็ได้โดยไม่มีกฎเกณฑ์ และปกติก็ไม่มีการตรวจสอบ ซึ่งอาจทำให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงปรารถนา ถึงแม้ตัวชี้ที่ใช้งานอย่างถูกต้องได้ชี้ไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยอยู่แล้ว แต่มันก็อาจถูกทำให้ชี้ไปยังตำแหน่งที่ไม่ปลอดภัยโดยการดำเนินการเลขคณิตที่ไม่ถูกต้อง หรือตัวชี้ไปยังวัตถุที่อาจเรียกคืนการจัดสรรไปแล้วแต่ถูกเรียกใช้ใหม่ (ตัวชี้อย่างหลวม dangling pointer) หรือตัวชี้ที่อาจใช้งานโดยไม่กำหนดค่าเริ่มต้น (ตัวชี้ตัวแทน wild pointer) หรือตัวชี้ที่อาจถูกกำหนดด้วยค่าที่ไม่ปลอดภัยโดยตรง ด้วยวิธีโยนชนิดตัวแปร ยูเนียน หรือผ่านค่ามาจากตัวชี้อื่นที่เสีย เป็นต้น โดยทั่วไปภาษาซีอนุญาตให้จัดดำเนินการและแปลงชนิดตัวแปรของตัวชี้ได้ แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมก็มีตัวเลือกสำหรับการตรวจสอบอยู่หลายระดับก็ตาม ภาษาโปรแกรมอื่นบางภาษาจัดการปัญหานี้โดยกำหนดให้ใช้ชนิดตัวแปรอ้างอิงที่เคร่งครัดมากกว่า

แถวลำดับ

ชนิดข้อมูลแถวลำดับ (array) ในภาษาซีแบบดั้งเดิมมีขนาดคงที่และสถิต ซึ่งจะถูกกำหนดตอนแปลโปรแกรม (ในเวลาถัดมา มาตรฐานภาษาซี99 อนุญาตให้สร้างแถวลำดับที่มีความยาวแปรได้) อย่างไรก็ตามแถวลำดับสามารถกำหนดให้จัดสรรเนื้อที่หน่วยความจำขนาดใดก็ได้ขณะทำงาน โดยใช้ฟังก์ชัน malloc จากไลบรารีมาตรฐาน แล้วทำให้เป็นแถวลำดับ การทำให้เป็นหนึ่งเดียวระหว่างแถวลำดับและตัวชี้ของภาษาซี ทำให้หมายความว่าแถวลำดับที่แท้จริงและแถวลำดับที่จัดสรรอย่างพลวัตเสมือนใช้แทนกันได้ เนื่องด้วยแถวลำดับเข้าถึงผ่านตัวชี้เสมอ (ในทางปฏิบัติ) การเข้าถึงแถวลำดับจึงไม่มีการตรวจสอบขนาดภายใต้แถวลำดับ แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมอาจมีตัวเลือกสำหรับตรวจสอบขอบเขตก็ตาม การใช้งานเกินขอบเขตของแถวลำดับจึงยังคงสามารถเป็นไปได้ ซึ่งเกิดขึ้นค่อนข้างเป็นปกติในรหัสที่เขียนอย่างไม่ระมัดระวัง และนำไปสู่ผลสะท้อนกลับหลายอย่างอาทิ การเข้าถึงหน่วยความจำที่ไม่อนุญาต การทำให้ข้อมูลผิดแปลกไป บัฟเฟอร์ส่วนล้น และสิ่งผิดปรกติขณะทำงาน
ถึงแม้ภาษาซีรองรับแถวลำดับแบบสถิต แต่ก็ไม่จำเป็นว่าดัชนีของแถวลำดับจะต้องมีผล (การตรวจสอบขอบเขต) ตัวอย่างเช่น เราสามารถลองบันทึกค่าสมาชิกตัวที่หกลงในแถวลำดับที่มีสมาชิกห้าตัวได้ ซึ่งจะทำให้เกิดผลที่ไม่คาดคิด ความผิดพลาดเช่นนี้เรียกว่า บัฟเฟอร์ส่วนล้น (buffer overflow/overrun) เป็นสาเหตุที่สำคัญอย่างหนึ่งของปัญหาด้านความปลอดภัย เนื่องจากเทคโนโลยีการกำจัดการตรวจสอบขอบเขต (bounds-checking elimination) ไม่มีอยู่เลยเมื่อภาษาซีถูกนิยามขึ้น การตรวจสอบขอบเขตจึงลดทอนประสิทธิภาพอย่างรุนแรง โดยเฉพาะกับการคำนวณเชิงจำนวน เมื่อสองสามปีก่อนหน้านั้น ตัวแปลภาษาฟอร์แทรนมีตัวเลือกให้เปิดหรือปิดการตรวจสอบขอบเขตได้ แต่ตัวเลือกเช่นนี้ไม่มีประโยชน์ต่อภาษาซี เพราะอาร์กิวเมนต์ของแถวลำดับถูกผ่านค่าด้วยตัวชี้ธรรมดา
ภาษาซีไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการประกาศแถวลำดับหลายมิติ แต่ออกจะขึ้นอยู่กับการเรียกซ้ำภายในระบบชนิดตัวแปร เพื่อประกาศแถวลำดับของแถวลำดับ ซึ่งสามารถบรรลุผลสำเร็จได้เหมือนกัน ค่าดัชนีของ "แถวลำดับหลายมิติ" ที่สร้างขึ้นสามารถพิจารณาว่าเพิ่มขึ้นตามอันดับเรียงตามแถว (row-major order)
โดยปกติแถวลำดับหลายมิติถูกใช้งานในขั้นตอนวิธีเชิงจำนวนเพื่อเก็บข้อมูลเมทริกซ์ (ซึ่งประยุกต์มาจากพีชคณิตเชิงเส้นเป็นหลัก) โครงสร้างของแถวลำดับในภาษาซีเหมาะสมเป็นอย่างดีสำหรับงานนี้ แต่เนื่องจากแถวลำดับถูกผ่านค่าด้วยตัวชี้ ขอบเขตของแถวลำดับจึงต้องเป็นค่าที่ทราบและตายตัว หรือไม่เช่นนั้นก็ต้องผ่านค่าไปพร้อมกับซับรูทีนที่จำเป็นต้องทราบ นอกจากนี้ แถวลำดับของแถวลำดับที่จัดสรรขนาดแบบพลวัต ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยใช้ดัชนีสองชั้น (ตัวอย่างกรณีนี้เช่นการจัดสรรแถวลำดับด้วย "เวกเตอร์แถว" ของตัวชี้ไปยังสดมภ์)
ภาษาซี99 ได้แนะนำ "แถวลำดับความยาวแปรได้" เพิ่มเข้ามา แต่ก็ยังมีปัญหาบางประการที่เหมือนกับปัญหาแถวลำดับของภาษาซี

ความใช้แทนกันได้ระหว่างตัวชี้และแถวลำดับ

คุณลักษณะเด่นชัดของภาษาซี (ซึ่งอาจทำให้สับสนด้วย) คือการปฏิบัติต่อแถวลำดับและตัวชี้ สัญกรณ์แถวลำดับ x[i] สามารถใช้กับตัวชี้ x ได้ โดยแปลความหมายว่าเป็นการเข้าถึงวัตถุตัวที่ i + 1 ของวัตถุข้อมูลที่อยู่ติดกันถัดจากตำแหน่งที่ x ชี้อยู่ ซึ่งถือว่าเป็นสมาชิกตัวแรกของแถวลำดับ (x[0])
x[i] มีความหมายเทียบเท่า *(x + i) ตามรูปแบบ และเนื่องจากชนิดตัวแปรของตัวชี้เป็นที่ทราบขณะแปล ตำแหน่ง x + i ที่ชี้ไปมิได้หมายความว่าจากตำแหน่ง x แล้วเพิ่มไปอีก i ไบต์ แต่หมายถึงเพิ่มไปอีก (i คูณด้วยขนาดของสมาชิกที่ตำแหน่ง x) ขนาดของสมาชิกนี้ได้มาจากการใช้ตัวดำเนินการ sizeof บนสมาชิกที่อ้างอิงกลับตัวใดตัวหนึ่งของ x ดังเช่น n = sizeof *x หรือ n = sizeof x[0]
นอกจากนี้ในบริบทส่วนใหญ่ของนิพจน์ ชื่อของแถวลำดับจะถูกแปลงเป็นตัวชี้ที่ชี้ไปยังสมาชิกตัวแรกของแถวลำดับนั้น สิ่งนี้บอกเป็นนัยว่าแถวลำดับจะไม่ถูกคัดลอกข้อมูลไปทั้งหมดเมื่อนำไปตั้งชื่ออาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชัน แต่จะมีเพียงแค่ตำแหน่งของสมาชิกตัวแรกเท่านั้นที่ส่งผ่านไป ดังนั้นถึงแม้ว่าการเรียกใช้ฟังก์ชันในภาษาซีจะตีความว่าส่งโดยให้ค่า (pass-by-value) แต่แถวลำดับนั้นส่งโดยอ้างอิง (pass-by-reference) ในทางปฏิบัติ
จำนวนสมาชิกของแถวลำดับ x ที่ได้ประกาศไว้แล้ว สามารถคำนวณได้จาก sizeof x / sizeof x[0]
การสาธิตอย่างหนึ่งที่น่าสนใจต่อความใช้แทนกันได้ระหว่างตัวชี้และแถวลำดับแสดงไว้ด้านล่าง การกำหนดค่าทั้งสี่มีความหมายเทียบเท่ากันและเป็นรหัสที่ใช้งานได้ในภาษาซี
/* x เป็นแถวลำดับหรือตัวชี้, i เป็นจำนวนเต็ม */

x[i] = 1;         /* เทียบเท่ากับ *(x + i) */
*(x + i) = 1;
*(i + x) = 1;
i[x] = 1;         /* เทียบเท่ากับ *(i + x) */
แม้ว่าการกำหนดค่าทั้งสี่เทียบเท่ากัน แต่มีเพียงแบบแรกเท่านั้นที่แสดงรูปแบบการลงรหัสที่ดี กรณีอื่นอาจพบได้ในรหัสภาษาซีที่ยุ่งเหยิง
ถึงอย่างไรก็ตามแถวลำดับและตัวชี้ก็ยังมีจุดที่แตกต่างแม้ว่ามันจะเทียบเท่ากัน ตัวชี้ไปยังสมาชิกตัวแรกซึ่งแปลงมาจากแถวลำดับ ไม่มีเนื้อที่เก็บข้อมูลตำแหน่งของมันเอง ต่างจากตัวแปรตัวชี้ซึ่งมี เมื่อเป็นเช่นนั้นแล้วสิ่งที่แถวลำดับ "ชี้ไป" จึงไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และไม่สามารถกำหนดค่าใหม่ให้กับตัวแปรแถวลำดับ (ค่าต่าง ๆ ของแถวลำดับอาจคัดลอกได้ โดยใช้ฟังก์ชัน memcpy เป็นต้น)

ไลบรารี

ภาษาซีใช้ไลบรารีเป็นวิธีการหลักสำหรับส่วนขยาย ไลบรารีคือกลุ่มของฟังก์ชันที่บรรจุอยู่ในไฟล์เดียวกันโดย "ถาวร" ไลบรารีแต่ละชนิดจะมีไฟล์ส่วนหัว ซึ่งรวบรวมต้นแบบ (prototype) ตามฟังก์ชันที่มีอยู่ในไลบรารีซึ่งอาจถูกเรียกใช้โดยโปรแกรม และมีการประกาศชนิดข้อมูลพิเศษและสัญลักษณ์แมโครที่ใช้ในฟังก์ชันเหล่านั้น โปรแกรมจะต้องรวมไฟล์ส่วนหัวนี้เข้าไปเพื่อใช้งานไลบรารี และไลบรารีจะต้องเชื่อมโยงกับโปรแกรม ซึ่งในหลายกรณีอาจต้องใช้ตัวบ่งชี้คอมไพเลอร์ (compiler flag) (เช่น -lm สำหรับไลบรารีคณิตศาสตร์เป็นต้น)
ไลบรารีสามัญที่สุดคือไลบรารีมาตรฐานของภาษาซี ซึ่งระบุไว้โดยมาตรฐานไอโซและแอนซีซีและติดมากับทุกโปรแกรมที่พัฒนาด้วยภาษาซี (ส่วนการพัฒนาบนสภาพแวดล้อมแบบฝังตัวอาจมีไลบรารีมาตรฐานเพียงส่วนย่อยส่วนหนึ่ง) ไลบรารีนี้รองรับกระแสข้อมูลรับเข้าและส่งออก การจัดสรรหน่วยความจำ คณิตศาสตร์ สายอักขระ และค่าของเวลา
ไลบรารีสามัญอีกกลุ่มหนึ่งเป็นฟังก์ชันที่เจาะจงใช้กับโปรแกรมที่ทำงานบนระบบปฏิบัติการยูนิกซ์หรือคล้ายยูนิกซ์ โดยเฉพาะฟังก์ชันที่มีส่วนต่อประสานเข้ากับเคอร์เนล ฟังก์ชันเหล่านี้ได้ให้รายละเอียดไว้ในมาตรฐานหลากหลายเช่นโพสซิกซ์หรือข้อกำหนดคุณลักษณะยูนิกซ์เชิงเดี่ยว (Single UNIX Specification)
เนื่องด้วยโปรแกรมหลายโปรแกรมถูกเขียนขึ้นด้วยภาษาซี ไลบรารีอื่น ๆ ที่หลากหลายในวงกว้างก็มีเช่นกัน บ่อยครั้งที่ไลบรารีเหล่านั้นเขียนด้วยภาษาซี เพราะตัวแปลภาษาซีจะจัดสร้างรหัสวัตถุ (object code) ที่มีประสิทธิภาพ จากนั้นโปรแกรมเมอร์จะสร้างส่วนต่อประสานไปยังไลบรารี จึงทำให้ภาษาระดับที่สูงกว่าอย่างภาษาจาวา ภาษาเพิร์ล และภาษาไพทอน สามารถใช้งานรูทีนในรหัสวัตถุได้

เครื่องมือที่ใช้กับภาษา

เครื่องมือหลายอย่างถูกสร้างขึ้นเพื่อช่วยเหลือโปรแกรมเมอร์ภาษาซี เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาบางประเภทที่มากับภาษา เช่นข้อความสั่งที่มีพฤติกรรมไม่นิยาม หรือข้อความสั่งที่ปฏิบัติไม่ดีซึ่งอาจส่งผลให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ตั้งใจหรือความผิดพลาดขณะทำงาน
การตรวจสอบแก้ไขรหัสต้นฉบับอัตโนมัติเป็นประโยชน์สำหรับทุกภาษา และภาษาซีก็มีเครื่องมือนั้นเช่นกันเช่น lint การใช้ lint โดยปกติเพื่อตรวจจับรหัสที่น่าสงสัยเมื่อโปรแกรมเขียนขึ้นเป็นครั้งแรก เมื่อโปรแกรมผ่านการตรวจสอบจาก lint แล้ว มันจึงจะถูกแปลด้วยตัวแปลภาษาซี ตัวแปลภาษาหลายตัวก็สามารถเลือกได้เพื่อแจ้งเตือน เกี่ยวกับโครงสร้างที่ถูกต้องตามวากยสัมพันธ์แต่อาจเกิดความผิดพลาดได้จริง มิสราซี เป็นกลุ่มแนวทางที่มีกรรมสิทธิ์เพื่อการหลีกเลี่ยงรหัสที่น่าสงสัยเช่นนั้น ซึ่งพัฒนาขึ้นสำหรับระบบฝังตัว
นอกจากนี้ยังมีตัวแปลโปรแกรม ไลบรารี และกลไกระดับระบบปฏิบัติการ เพื่อการตรวจสอบขอบเขตของแถวลำดับ การตรวจจับบัฟเฟอร์ส่วนล้น การทำให้เป็นอนุกรม (serialization) และการเก็บกวาดข้อมูลขยะอัตโนมัติ ซึ่งมิใช่ส่วนหนึ่งที่เป็นมาตรฐานของภาษาซี
เครื่องมืออื่นอย่างเช่น เพียวริฟาย แวลกรินด์ และการเชื่อมโยงกับไลบรารีที่มีฟังก์ชันจัดสรรหน่วยความจำแบบพิเศษ สามารถช่วยเปิดเผยข้อผิดพลาดในหน่วยความจำขณะทำงานได้

ภาษาที่เกี่ยวข้อง

ภาษาซีมีอิทธิพลต่อภาษาอื่นในยุคหลังทั้งในทางตรงและทางอ้อมเช่น ภาษาจาวา ภาษาเพิร์ล ภาษาพีเอชพี จาวาสคริปต์ ภาษาแอลพีซี ภาษาซีชาร์ป และซีเชลล์ของยูนิกซ์ อิทธิพลที่แพร่หลายมากที่สุดคือรูปแบบวากยสัมพันธ์ ทุกภาษาที่กล่าวมาได้รวมวากยสัมพันธ์ของข้อความสั่งกับนิพจน์ของภาษาซี พร้อมทั้งระบบชนิดตัวแปร อันเป็นตัวแบบข้อมูลและ/หรือโครงสร้างโปรแกรมขนาดใหญ่ที่ต่างไปจากของภาษาซี ซึ่งบางครั้งก็ต่างกันอย่างมาก
เมื่อแนวคิดภาษาเชิงวัตถุเป็นที่นิยม ภาษาซีพลัสพลัสและภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีเป็นส่วนขยายที่แตกต่างกันของภาษาซีที่ให้ความสามารถเชิงวัตถุได้ ภาษาทั้งสองแต่เดิมทำให้เกิดผลโดยใช้ตัวแปลภาษาแบบแปลงรหัสต่อรหัส นั่นคือรหัสต้นฉบับของภาษาดังกล่าวจะถูกแปลเป็นรหัสภาษาซีก่อน จากนั้นจึงแปลด้วยคอมไพเลอร์อีกต่อหนึ่ง
ภาษาซีพลัสพลัสประดิษฐ์ขึ้นโดยเบียเนอ สเดราสดร็อบ (Bjarne Stroustrup) ให้เป็นภาษาที่มีการทำงานเชิงวัตถุโดยมีวากยสัมพันธ์คล้ายภาษาซี ภาษาซีพลัสพลัสเพิ่มเติมความรัดกุมต่อชนิดตัวแปร ขอบข่าย และเครื่องมืออื่น ๆ ที่เป็นประโยชน์ในการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ และอนุญาตให้เขียนโปรแกรมเชิงทั่วไปผ่านแม่แบบ ภาษาซีพลัสพลัสรองรับรหัสส่วนใหญ่ของภาษาซีจนแทบจะครอบคลุมทั้งหมด แต่ก็มีข้อยกเว้นบางประการ (ดูเพิ่มที่ ความเข้ากันได้ระหว่างภาษาซีและภาษาซีพลัสพลัส สำหรับรายการความแตกต่างโดยละเอียด)
ภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีเดิมเป็นเพียง "ชั้นบาง ๆ" บนภาษาซีและยังคงครอบคลุมภาษาซีอย่างเข้มงวด ซึ่งอนุญาตให้เขียนโปรแกรมเชิงวัตถุโดยใช้กระบวนทัศน์ชนิดตัวแปรผสมพลวัต/สถิต วากยสัมพันธ์ของภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีมาจากทั้งภาษาซีและภาษาสมอลล์ทอล์ก นั่นคือ วากยสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลก่อน นิพจน์ การประกาศฟังก์ชัน และการเรียกใช้ฟังก์ชันรับมาจากภาษาซี ในขณะที่วากยสัมพันธ์สำหรับคุณลักษณะเชิงวัตถุนำมาจากภาษาสมอลล์ทอล์ก
ภาษาดีทำคุณลักษณะหลายอย่างให้ต่างออกไปแต่ยังคงไว้ซึ่งวากยสัมพันธ์ทั่วไปของภาษาซี ไม่เหมือนภาษาซีพลัสพลัสที่แทบจะเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับภาษาซี ภาษาดีละทิ้งคุณลักษณะจำนวนหนึ่งของภาษาซีออกไป เนื่องจากวอลเตอร์ ไบรต์ (Walter Bright) ผู้ออกแบบภาษาดี พิจารณาว่าไม่มีความจำเป็นต้องใช้คุณลักษณะเหล่านั้น รวมทั้งตัวประมวลผลก่อนและไตรอักษร ส่วนขยายบางอย่างของภาษาดีไปยังภาษาซี ทับซ้อนกับส่วนขยายไปยังภาษาซีพลัสพลัส
ภาษาลิมโบเป็นภาษาหนึ่งที่พัฒนาโดยทีมงานที่เบลล์แล็บส์ และในขณะที่ยังคงรักษาวากยสัมพันธ์และลักษณะทั่วไปบางอย่างของภาษาซี ก็ยังมีการเก็บกวาดข้อมูลขยะและภาวะพร้อมกันที่มีพื้นฐานบนกระบวนการสื่อสารแบบลำดับ (communicating sequential processes)
ภาษาไพทอนสืบทอดมาจากภาษาซีในแนวทางที่ต่างออกไป ในขณะที่วากยสัมพันธ์และความหมายของภาษาไพทอนแตกต่างกับภาษาซีอย่างสิ้นเชิง แต่เครื่องมือทำให้เกิดผลในภาษาไพทอนที่ใช้กันอย่างกว้างขวางที่สุดคือซีไพทอน ซึ่งเป็นโปรแกรมภาษาซีแบบโอเพนซอร์ซ สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเขียนภาษาซีเป็นส่วนขยายของภาษาไพทอน หรือฝังภาษาไพทอนลงในโปรแกรมภาษาซี ความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดนี้เป็นปัจจัยหนึ่งที่นำไปสู่ความสำเร็จของภาษาไพทอนในฐานะภาษาพลวัตเพื่อการใช้งานทั่วไป
ภาษาเพิร์ลเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของภาษาโปรแกรมที่มีต้นกำเนิดจากภาษาซี โครงสร้างโดยรวมทั้งหมดของภาษาเพิร์ลมาจากภาษาซีอย่างมาก เครื่องมือทำให้เกิดผลของภาษาเพิร์ลมาตรฐานเขียนขึ้นด้วยภาษาซี และรองรับส่วนขยายที่เขียนในภาษาซีด้วย