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

ประวัติ

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)

ภาษาเคแอนด์อาร์ซี

เมื่อ พ.ศ. 2521 ไบรอัน เคอร์นิกัน (Brian Kernighan) และเดนนิส ริตชี ได้ตีพิมพ์หนังสือเล่มแรกชื่อ เดอะซีโปรแกรมมิงแลงกวิจ (The C Programming Language)  ซึ่งเป็นที่รู้จักในกลุ่มโปรแกรมเมอร์ภาษาซีว่า "เคแอนด์อาร์" (K&R อักษรย่อของผู้แต่งทั้งสอง) หนังสือเล่มนี้ทำหน้าที่เป็นข้อกำหนดของภาษาอย่างไม่เป็นทางการมาหลายปี ภาษาซีรุ่นดังกล่าวจึงมักถูกอ้างถึงว่าเป็น ภาษาเคแอนด์อาร์ซี (K&R C) ส่วนหนังสือที่ปรับปรุงครั้งที่สองครอบคลุมมาตรฐานแอนซีซีที่มีขึ้นทีหลัง 

ภาษาเคแอนด์อาร์ซีได้แนะนำคุณลักษณะหลายประการเช่น

• ไลบรารีไอ/โอมาตรฐาน
• ชนิดข้อมูล long int (จำนวนเต็มขนาดยาว)
• ชนิดข้อมูล unsigned int (จำนวนเต็มไม่มีเครื่องหมาย)
• ตัวดำเนินการกำหนดค่าแบบประสมในรูปแบบ =ตัวดำเนินการ (เช่น =-) ถูกเปลี่ยนเป็น ตัวดำเนินการ= (เช่น -=) เพื่อลดปัญหาความกำกวมเชิงความหมาย อย่างเช่นกรณี i=-10 ซึ่งจะถูกตีความว่า i =- 10 แทนที่จะเป็นอย่างที่ตั้งใจคือ i = -10

แม้ว่าหลังจากการเผยแพร่มาตรฐานของภาษาซีเมื่อ พ.ศ. 2532 ภาษาเคแอนด์อาร์ซีถูกพิจารณาว่าเป็น "ส่วนร่วมต่ำสุด" อยู่เป็นเวลาหลายปี (ความสามารถในการแปลรหัสจำนวนหนึ่งเป็นคำสั่งซึ่งทำงานได้บนเครื่องใดก็ตามเป็นอย่างน้อย) ซึ่งโปรแกรมเมอร์ภาษาซีต้องจำกัดความสามารถของพวกเขาในกรณีที่ต้องการให้ระบบสามารถใช้ได้กับหลายเครื่องมากที่สุด เนื่องจากตัวแปลโปรแกรมเก่า ๆ ก็ยังคงมีการใช้งานอยู่ และการเขียนภาษาซีแบบเคแอนด์อาร์อย่างระมัดระวังสามารถเข้ากันได้กับภาษาซีมาตรฐานเป็นอย่างดี

ในภาษาซีรุ่นแรก ๆ เฉพาะฟังก์ชันที่คืนค่าไม่เป็นจำนวนเต็ม จำเป็นต้องประกาศไว้ก่อนการนิยามฟังก์ชันหากมีการเรียกใช้ อีกนัยหนึ่งคือ ฟังก์ชันที่ถูกเรียกใช้โดยไม่มีการประกาศมาก่อน ถือว่าฟังก์ชันนั้นจะคืนค่าเป็นจำนวนเต็มหากค่าของมันถูกใช้งาน ตัวอย่างเช่น

long int SomeFunction();
/* int OtherFunction(); */
 
/* int */ CallingFunction()
{
    long int test1;
    register /* int */ test2;
 
    test1 = SomeFunction();
    if (test1 > 0)
        test2 = 0;
    else
        test2 = OtherFunction();
 
    return test2;
}

จากตัวอย่างข้างต้น การประกาศ int ที่ถูกคัดออก สามารถละเว้นได้ในภาษาเคแอนด์อาร์ซี แต่ long int จำเป็นต้องประกาศ

การประกาศฟังก์ชันของภาษาเคแอนด์อาร์ซีไม่มีการระบุข้อมูลเกี่ยวกับอาร์กิวเมนต์ที่ใช้ ดังนั้นจึงไม่มีการตรวจชนิดข้อมูลพารามิเตอร์ของฟังก์ชัน แม้ว่าตัวแปลโปรแกรมบางตัวจะแสดงข้อความเตือน ถ้าฟังก์ชันถูกเรียกใช้ภายในโดยมีจำนวนอาร์กิวเมนต์ที่ผิด หรือถ้าฟังก์ชันถูกเรียกใช้หลายครั้งจากภายนอกโดยมีชนิดข้อมูลของอาร์กิวเมนต์ต่างกัน เครื่องมือภายนอกอาทิ ลินต์ (lint) ของยูนิกซ์ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อให้สามารถตรวจสอบความคงเส้นคงวาของฟังก์ชันที่ใช้งานข้ามไฟล์รหัสต้นฉบับหลายไฟล์

หลายปีถัดจากการเผยแพร่ภาษาเคแอนด์อาร์ซี คุณลักษณะที่ไม่เป็นทางการหลายอย่างก็ถูกเพิ่มเข้ามาในภาษา ซึ่งรองรับโดยตัวแปลโปรแกรมจากเอทีแอนด์ทีและผู้ผลิตรายอื่น คุณลักษณะที่เพิ่มเหล่านี้เช่น

• ฟังก์ชัน void
• ฟังก์ชันที่คืนค่าเป็นชนิดข้อมูล struct หรือ union (แทนที่จะเป็นตัวชี้)
• การกำหนดค่าให้กับชนิดข้อมูล struct
• ชนิดข้อมูลแจงนับ (enumerated type)

ส่วนขยายที่เพิ่มขึ้นอย่างมากและการขาดข้อตกลงในเรื่องไลบรารีมาตรฐาน อีกทั้งความนิยมในภาษาและข้อเท็จจริงที่ว่าไม่เพียงแต่ตัวแปลโปรแกรมยูนิกซ์เท่านั้นที่พัฒนาขึ้นตามข้อกำหนดของเคแอนด์อาร์ ทั้งหมดนำไปสู่ความสำคัญของการทำให้เป็นมาตรฐาน

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

พฤติกรรมไม่นิยาม

การดำเนินการหลายอย่างในภาษาซีมีพฤติกรรมไม่นิยามซึ่งไม่ถูกกำหนดว่าต้องตรวจสอบขณะแปลโปรแกรม ในกรณีของภาษาซี "พฤติกรรมไม่นิยาม" หมายถึงพฤติกรรมเฉพาะอย่างที่เกิดขึ้นโดยมาตรฐานมิได้ระบุไว้ และสิ่งที่จะเกิดขึ้นก็ไม่มีในเอกสารการใช้งานของภาษาซี หนึ่งในชุดคำสั่งที่มีชื่อเสียงและน่าขบขันจากกลุ่มข่าว comp.std.c และ comp.lang.c นั้นทำให้โปรแกรมเกิดปัญหาที่เรียกว่า "ปิศาจที่ออกมาจากจมูกของคุณ" (demons to fly out of your nose) ^[13]บางครั้งสิ่งที่เกิดขึ้นในทางปฏิบัติอันเป็นผลมาจากพฤติกรรมไม่นิยามทำให้เกิดจุดบกพร่องที่ยากต่อการตรวจสอบและอาจทำให้ข้อมูลในหน่วยความจำผิดแปลกไป ตัวแปลโปรแกรมบางชนิดช่วยสร้างการดำเนินงานที่ทำให้พฤติกรรมนั้นดีขึ้นและมีเหตุผล ซึ่งแตกต่างจากการแปลโดยตัวแปลชนิดอื่นที่อาจดำเนินงานไม่เหมือนกัน สาเหตุที่พฤติกรรมบางอย่างยังคงไว้ว่าไม่นิยามก็เพื่อให้ตัวแปลโปรแกรมบนสถาปัตยกรรมชุดของคำสั่งเครื่องที่หลากหลาย สามารถสร้างรหัสที่ทำงานได้ในพฤติกรรมที่นิยามอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งเชื่อว่าเป็นบทบาทหนึ่งที่สำคัญของภาษาซีในฐานะภาษาสำหรับสร้างระบบ ดังนั้นภาษาซีจึงส่งผลให้เกิดความรับผิดชอบของโปรแกรมเมอร์เพื่อหลีกเลี่ยงพฤติกรรมไม่นิยาม โดยอาจใช้เครื่องมือต่าง ๆ เพื่อค้นหาส่วนของโปรแกรมว่าพฤติกรรมใดบ้างที่ไม่นิยาม ตัวอย่างของพฤติกรรมไม่นิยามเช่น

• การเข้าถึงข้อมูลนอกขอบเขตของแถวลำดับ
• ข้อมูลล้น (overflow) ในตัวแปรจำนวนเต็มมีเครื่องหมาย
• ฟังก์ชันที่กำหนดไว้ว่าต้องส่งค่ากลับ แต่ไม่มีคำสั่งส่งกลับ (return) ในฟังก์ชัน ในขณะเดียวกันค่าส่งกลับก็ถูกใช้งานด้วย
• การอ่านค่าตัวแปรโดยที่ยังไม่ได้กำหนดค่าเริ่มต้น

การดำเนินการเหล่านี้ทั้งหมดเป็นข้อผิดพลาดในการเขียนโปรแกรม ซึ่งสามารถปรากฏในการใช้ภาษาโปรแกรมอื่น ๆ จำนวนมาก ภาษาซีจึงถูกวิพากษ์วิจารณ์เพราะมาตรฐานของมันสามารถชี้ให้เห็นถึงพฤติกรรมไม่นิยามในหลายกรณีได้อย่างชัดเจน รวมไปถึงพฤติกรรมบางอย่างที่อาจนิยามไว้อย่างดีแล้ว และไม่มีการระบุกลไกการจัดกระทำต่อข้อผิดพลาดขณะทำงานเลย

ตัวอย่างหนึ่งของพฤติกรรมไม่นิยามเช่นการเรียกใช้ fflush() บนกระแสข้อมูลป้อนเข้า ซึ่งไม่จำเป็นว่าจะทำให้โปรแกรมทำงานผิดพลาด แต่ในบางกรณีที่การทำให้เกิดผลที่สอดคล้องกันได้นิยามไว้แล้วอย่างดี มีความหมายซึ่งใช้ประโยชน์ได้ (จากตัวอย่างนี้คือการสมมติให้ข้อมูลที่ป้อนเข้าถูกละทิ้งทั้งหมดจนถึงอักขระขึ้นบรรทัดใหม่ตัวถัดไป) เป็น ส่วนขยาย ที่อนุญาต ส่วนขยายที่ไม่เป็นมาตรฐานเช่นนี้เป็นข้อจำกัดความสามารถในการเคลื่อนย้ายของซอฟต์แวร์

คุณลักษณะที่ขาดไป

ธรรมชาติของภาษาในระดับต่ำช่วยให้โปรแกรมเมอร์ควบคุมสิ่งที่คอมพิวเตอร์กระทำได้อย่างใกล้ชิด ในขณะที่อนุญาตให้มีการปรับแต่งพิเศษและการทำให้เหมาะที่สุดสำหรับแพลตฟอร์มหนึ่งใดโดยเฉพาะ สิ่งนี้ทำให้รหัสสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบนฮาร์ดแวร์ที่มีทรัพยากรจำกัดมาก ๆ ได้เช่นระบบฝังตัว

ภาษาซีไม่มีคุณลักษณะบางอย่างที่มีในภาษาอื่นอาทิ

• ไม่มีการนิยามฟังก์ชันซ้อนใน
• ไม่มีการกำหนดค่าแถวลำดับหรือสายอักขระโดยตรง (การคัดลอกข้อมูลจะกระทำผ่านฟังก์ชันมาตรฐาน แต่ก็รองรับการกำหนดค่าวัตถุที่มีชนิดเป็น struct หรือ union)
• ไม่มีการเก็บข้อมูลขยะโดยอัตโนมัติ
• ไม่มีข้อกำหนดเพื่อการตรวจสอบขอบเขตของแถวลำดับ
• ไม่มีการดำเนินการสำหรับแถวลำดับทั้งชุดในระดับตัวภาษา
• ไม่มีวากยสัมพันธ์สำหรับช่วงค่า (range) เช่น A..B ที่ใช้ในบางภาษา
• ก่อนถึงภาษาซี99 ไม่มีการแบ่งแยกชนิดข้อมูลแบบบูล (ค่าศูนย์หรือไม่ศูนย์ถูกนำมาใช้แทน) ^[12]
• ไม่มีส่วนปิดคลุมแบบรูปนัย (closure) หรือฟังก์ชันในรูปแบบพารามิเตอร์ (มีเพียงตัวชี้ของฟังก์ชันและตัวแปร)
• ไม่มีตัวสร้างและโครูทีน การควบคุมกระแสการทำงานภายในเทร็ดมีเพียงการเรียกใช้ฟังก์ชันซ้อนลงไป เว้นแต่การใช้ฟังก์ชัน longjmp หรือ setcontext จากไลบรารี
• ไม่มีการจัดกระทำสิ่งผิดปรกติ (exception handling) ฟังก์ชันไลบรารีมาตรฐานจะแสดงเงื่อนไขข้อผิดพลาดด้วยตัวแปรส่วนกลาง errno และ/หรือค่ากลับคืนพิเศษ และฟังก์ชันไลบรารีได้เตรียม goto แบบไม่ใช่เฉพาะที่ไว้ด้วย
• การเขียนโปรแกรมเชิงมอดูลรองรับแค่ระดับพื้นฐานเท่านั้น
• การโอเวอร์โหลดฟังก์ชันหรือตัวดำเนินการไม่รองรับภาวะหลายรูปแบบขณะแปลโปรแกรม
• การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุรองรับในระดับที่จำกัดมาก โดยพิจารณาจากภาวะหลายรูปแบบกับการรับทอด (inheritance)
• การซ่อนสารสนเทศ (encapsulation) รองรับในระดับที่จำกัด
• ไม่รองรับโดยพื้นฐานกับการทำงานแบบมัลติเทร็ดและเครือข่ายคอมพิวเตอร์
• ไม่มีไลบรารีมาตรฐานสำหรับคอมพิวเตอร์กราฟิกส์และความจำเป็นหลายอย่างในการเขียนโปรแกรมประยุกต์

คุณลักษณะเหล่านี้จำนวนหนึ่งมีให้ใช้ได้จากส่วนขยายในตัวแปลโปรแกรมบางตัว หรือจัดสรรไว้แล้วในสภาพแวดล้อมของระบบปฏิบัติการ (เช่นโพสซิกซ์) หรือจัดเตรียมโดยไลบรารีภายนอก หรือสามารถจำลองโดยดัดแปลงแก้ไขรหัสที่มีอยู่ หรือบางครั้งก็ถูกพิจารณาว่าไม่ใช่รูปแบบการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสม

คุณลักษณะเฉพาะ

ภาษาซีมีสิ่งอำนวยสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง และสามารถกำหนดขอบข่ายตัวแปรและเรียกซ้ำ เช่นเดียวกับภาษาโปรแกรมเชิงคำสั่งส่วนใหญ่ในสายตระกูลภาษาอัลกอล ในขณะที่ระบบชนิดตัวแปรแบบอพลวัตช่วยป้องกันการดำเนินการที่ไม่ได้ตั้งใจ รหัสที่ทำงานได้ทั้งหมดในภาษาซีถูกบรรจุอยู่ในฟังก์ชัน พารามิเตอร์ของฟังก์ชันส่งผ่านด้วยค่าของตัวแปรเสมอ ส่วนการส่งผ่านด้วยการอ้างอิงจะถูกจำลองขึ้นโดยการส่งผ่านค่าตัวชี้ ชนิดข้อมูลรวมแบบแตกต่าง (struct) ช่วยให้สมาชิกข้อมูลที่เกี่ยวข้องกันสามารถรวมกันและจัดการได้ในหน่วยเดียว รหัสต้นฉบับของภาษาซีเป็นรูปแบบอิสระ ซึ่งใช้อัฒภาค (;) เป็นตัวจบคำสั่ง (มิใช่ตัวแบ่ง)

ภาษาซียังมีลักษณะเฉพาะต่อไปนี้เพิ่มเติม

• ตัวแปรอาจถูกซ่อนในบล็อกซ้อนใน
• ชนิดตัวแปรไม่เคร่งครัด เช่นข้อมูลตัวอักษรสามารถใช้เป็นจำนวนเต็ม
• เข้าถึงหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ในระดับต่ำโดยแปลงที่อยู่ในเครื่องด้วยชนิดตัวแปรตัวชี้ (pointer)
• ฟังก์ชันและตัวชี้ข้อมูลรองรับการทำงานในภาวะหลายรูปแบบ (polymorphism)
• การกำหนดดัชนีแถวลำดับสามารถทำได้ด้วยวิธีรอง คือนิยามในพจน์ของเลขคณิตของตัวชี้
• ตัวประมวลผลก่อนสำหรับการนิยามแมโคร การรวมไฟล์รหัสต้นฉบับ และการแปลโปรแกรมแบบมีเงื่อนไข
• ความสามารถที่ซับซ้อนเช่น ไอ/โอ การจัดการสายอักขระ และฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ รวมอยู่ในไลบรารี
• คำหลักที่สงวนไว้มีจำนวนค่อนข้างน้อย
• ตัวดำเนินการแบบประสมจำนวนมาก อาทิ +=, -=, *=, ++ ฯลฯ

โครงสร้างการเขียน คล้ายภาษาบีมากกว่าภาษาอัลกอล ตัวอย่างเช่น

• ใช้วงเล็บปีกกา { ... } แทนที่จะเป็น begin ... end ในภาษาอัลกอล 60 หรือวงเล็บโค้ง ( ... ) ในภาษาอัลกอล 68
• เท่ากับ = ใช้สำหรับกำหนดค่า (คัดลอกข้อมูล) เหมือนภาษาฟอร์แทรน แทนที่จะเป็น := ในภาษาอัลกอล
• เท่ากับสองตัว == ใช้สำหรับเปรียบเทียบความเท่ากัน แทนที่จะเป็น .EQ. ในภาษาฟอร์แทรนหรือ = ในภาษาเบสิกและภาษาอัลกอล
• ตรรกะ "และ" กับ "หรือ" แทนด้วย && กับ || ตามลำดับ แทนที่จะเป็นตัวดำเนินการ ∧ กับ ∨ ในภาษาอัลกอล แต่ตัวดำเนินการดังกล่าวจะไม่ประเมินค่าตัวถูกดำเนินการทางขวา ถ้าหากผลลัพธ์จากทางซ้ายสามารถพิจารณาได้แล้ว เหตุการณ์เช่นนี้เรียกว่าการประเมินค่าแบบลัดวงจร (short-circuit evaluation) และตัวดำเนินการดังกล่าวก็มีความหมายต่างจากตัวดำเนินการระดับบิต & กับ |

การออกแบบ

ภาษาซีเป็นภาษาที่ใช้ในการมีปฏิสัมพันธ์เช่น เชิงคำสั่ง (หรือเชิงกระบวนงาน) ถูกออกแบบขึ้นเพื่อใช้แปลด้วยตัวแปลโปรแกรมแบบการเชื่อมโยงที่ตรงไปตรงมา สามารถเข้าถึงหน่วยความจำในระดับล่าง เพื่อสร้างภาษาที่จับคู่อย่างมีประสิทธิภาพกับชุดคำสั่งเครื่อง และแทบไม่ต้องการสนับสนุนใด ๆ ขณะทำงาน ภาษาซีจึงเป็นประโยชน์สำหรับหลายโปรแกรมที่ก่อนหน้านี้เคยเขียนในภาษาแอสเซมบลีมาก่อน

หากคำนึงถึงความสามารถในระดับล่าง ภาษานี้ถูกออกแบบขึ้นเพื่อส่งเสริมการเขียนโปรแกรมที่ขึ้นอยู่กับเครื่องใดเครื่องหนึ่ง (machine-independent) โปรแกรมภาษาซีที่เขียนขึ้นตามมาตรฐานและเคลื่อนย้ายได้ สามารถแปลได้บนแพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการต่าง ๆ อย่างกว้างขวาง โดยแก้ไขรหัสต้นฉบับเพียงเล็กน้อยหรือไม่ต้องแก้ไขเลย ภาษานี้สามารถใช้ได้บนแพลตฟอร์มได้หลากหลายตั้งแต่ไมโครคอนโทรลเลอร์ฝังตัวไปจนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์

ภาษาซี

ภาษาซี (C) เป็นภาษาโปรแกรมสำหรับวัตถุประสงค์ทั่วไป เริ่มพัฒนาขึ้นระหว่าง พ.ศ. 2512-2516 (ค.ศ. 1969-1973) โดยเดนนิส ริชชี่ (Denis Retchie) ที่เอทีแอนด์ทีเบลล์แล็บส์(AT&T Bell Labs)  ภาษาซีมีเครื่องมืออำนวยความสะดวกสำหรับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างและอนุญาตให้มีขอบข่ายตัวแปร (scope) และการเรียกซ้ำ (recursion) ในขณะที่ระบบชนิดตัวแปรอพลวัตก็ช่วยป้องกันการดำเนินการที่ไม่ตั้งใจหลายอย่าง เหมือนกับภาษาโปรแกรมเชิงคำสั่งส่วนใหญ่ในแบบแผนของภาษาอัลกอล การออกแบบของภาษาซีมีคอนสตรักต์ (construct) ที่โยงกับชุดคำสั่งเครื่องทั่วไปได้อย่างพอเพียง จึงทำให้ยังมีการใช้ในโปรแกรมประยุกต์ซึ่งแต่ก่อนลงรหัสเป็นภาษาแอสเซมบลี คือซอฟต์แวร์ระบบอันโดดเด่นอย่างระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ ยูนิกซ์ 

ภาษาซีเป็นภาษาโปรแกรมหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดตลอดกาล  และตัวแปลโปรแกรมของภาษาซีมีให้ใช้งานได้สำหรับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการต่าง ๆ เป็นส่วนมาก

ภาษาหลายภาษาในยุคหลังได้หยิบยืมภาษาซีไปใช้ทั้งทางตรงและทางอ้อม ตัวอย่างเช่น ภาษาดี ภาษาโก ภาษารัสต์ ภาษาจาวา จาวาสคริปต์ ภาษาลิมโบ ภาษาแอลพีซี ภาษาซีชาร์ปภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซี ภาษาเพิร์ล ภาษาพีเอชพี ภาษาไพทอน ภาษาเวอริล็อก (ภาษาพรรณนาฮาร์ดแวร์) และซีเชลล์ของยูนิกซ์ ภาษาเหล่านี้ได้ดึงโครงสร้างการควบคุมและคุณลักษณะพื้นฐานอื่น ๆ มาจากภาษาซี ส่วนใหญ่มีวากยสัมพันธ์คล้ายคลึงกับภาษาซีเป็นอย่างมากโดยรวม (ยกเว้นภาษาไพทอนที่ต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง) และตั้งใจที่จะผสานนิพจน์และข้อความสั่งที่จำแนกได้ของวากยสัมพันธ์ของภาษาซี ด้วยระบบชนิดตัวแปร ตัวแบบข้อมูล และอรรถศาสตร์ที่อาจแตกต่างกันโดยมูลฐาน ภาษาซีพลัสพลัสและภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีเดิมเกิดขึ้นในฐานะตัวแปลโปรแกรมที่สร้างรหัสภาษาซี ปัจจุบันภาษาซีพลัสพลัสแทบจะเป็นเซตใหญ่ของภาษาซี  ในขณะที่ภาษาอ็อบเจกทีฟ-ซีก็เป็นเซตใหญ่อันเคร่งครัดของภาษาซี 

ก่อนที่จะมีมาตรฐานภาษาซีอย่างเป็นทางการ ผู้ใช้และผู้พัฒนาต่างก็เชื่อถือในข้อกำหนดอย่างไม่เป็นทางการในหนังสือที่เขียนโดยเดนนิส ริตชี และไบรอัน เคอร์นิกัน (Brian Kernighan) ภาษาซีรุ่นนั้นจึงเรียกกันโดยทั่วไปว่า ภาษาเคแอนด์อาร์ซี (K&R C) ต่อมา พ.ศ. 2532 สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (ANSI) ได้ตีพิมพ์มาตรฐานสำหรับภาษาซีขึ้นมา เรียกกันว่าภาษาแอนซีซี (ANSI C) หรือ ภาษาซี89 (C89) ในปีถัดมา องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) ได้อนุมัติให้ข้อกำหนดเดียวกันนี้เป็นมาตรฐานสากล เรียกกันว่า ภาษาซี90 (C90) ในเวลาต่อมาอีก องค์การฯ ก็ได้เผยแพร่ส่วนขยายมาตรฐานเพื่อรองรับสากลวิวัตน์ (internationalization) เมื่อ พ.ศ. 2538 และมาตรฐานที่ตรวจชำระใหม่เมื่อ พ.ศ. 2542 เรียกกันว่า ภาษาซี99(C99) มาตรฐานรุ่นปัจจุบันก็ได้รับอนุมัติเมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2554 เรียกกันว่า ภาษาซี11 (C11)