C语言凭什么统治操作系统开发？

                
1969年，贝尔实验室的肯·汤普逊（Ken Thompson）和丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）面临着一个严峻的挑战。他们手中的PDP-7计算机虽然在当时算得上先进，但用汇编语言开发操作系统的效率低得令人沮丧。
这两位天才工程师知道，如果继续使用汇编语言，他们的Unix系统将难以快速迭代和完善。

unix的诞生困境
当时的计算机编程处于一个尴尬的境地：高级语言如FORTRAN和COBOL虽然提高了开发效率，但它们主要针对科学计算和商业应用，无法满足系统编程的需求；而汇编语言虽然能够精确控制硬件，但开发效率低下且难以移植。

汤普逊和里奇面临的正是这种"工具匮乏"困局。
最初，Ken Thompson尝试使用B语言（一种解释型语言，是BCPL的简化版）来开发Unix的部分工具代码，但内核依然依然依赖汇编，因为B语言作为一种中间层抽象，虽然比汇编语言更高效，但仍然缺乏系统级的表达能力。
特别是，B语言无法直接操作内存地址，这对于开发操作系统来说是一个致命的缺陷。
正是在这种困境下，二人开始着手改进B语言，最终创造了C语言。
C语言保留了B语言的简洁性，同时增加了类型系统、指针操作和结构体等关键特性，使其成为一种既能高效开发又能精确控制硬件的理想工具。

1973年，Unix系统被用C语言重写，这标志着操作系统开发史上的一个重要里程碑。
C语言的设计哲学与操作系统需求的高度契合
C语言之所以能成为操作系统开发的理想工具，很大程度上归功于其设计哲学与操作系统开发需求的高度契合。
C语言提供了指针和内存直接操作能力，这使得程序员可以精确控制计算机硬件，同时又避免了汇编语言的繁琐。
在操作系统开发中，需要频繁地进行内存管理、设备驱动编写和中断处理等底层操作，C语言的指针机制提供了一种既安全又高效的方式来完成这些任务。
C语言的设计初衷之一就是实现可移植性。
Ken Thompson和Dennis Ritchie希望Unix系统能够在不同的硬件平台上运行，而不需要大量的重写工作。
为此，C语言被设计成一种"抽象汇编语言"，它提供了足够的抽象来屏蔽不同硬件平台的差异，同时又保留了足够的底层控制能力。这种设计理念与Unix的跨平台愿景完美契合，使得Unix和C语言形成了一种协同进化的关系。

共生关系的扩散与标准化
Unix和C语言的成功不仅仅是技术上的胜利，更是一种生态系统的胜利。
Unix和C的这种共生关系的扩散主要通过两条路径：学术传播和商业应用。
在学术界，贝尔实验室将Unix系统以极低的价格（甚至免费）提供给各大高校，这使得Unix成为计算机科学教育的重要工具。随着Unix的普及，C语言也随之传播开来。大学毕业生将他们在学校学到的Unix和C语言知识带入工业界，进一步推动了两者的应用。

随着Unix和C语言的广泛应用，标准化的需求也日益迫切。
在1980年代，IEEE开始制定POSIX（Portable Operating System Interface）标准，旨在确保不同Unix变种之间的兼容性；同时，ANSI（美国国家标准协会）也开始制定C语言的标准，即ANSI C。
这两项标准化工作相互促进，形成了一种"相互背书"的关系：POSIX标准依赖于C语言作为其接口定义语言，而ANSI C则将系统调用接口作为其标准库的一部分。
Linux与C语言
Linux的出现进一步巩固了C语言在操作系统开发中的地位。1991年，林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）开始开发Linux内核，他选择了C语言作为主要开发语言，而非当时已经出现的C++。
这一选择反映了C语言在系统编程领域的根深蒂固地位，也体现了Linus对简洁性和效率的追求。

当被问及为何不使用C++时，托瓦兹曾经直言不讳地表示：
"C++是一种可怕的语言。它被设计用来让那些认为自己比其他人聪明的人写代码。这正是为什么我讨厌它。语言设计应该旨在帮助程序员，而不是证明设计者有多聪明。"
Linux的成功进一步巩固了C语言在操作系统开发中的地位。今天，尽管有许多新的系统编程语言出现（如Rust、Go），但全球主流的操作系统内核（Linux、Windows NT、macOS/iOS的XNU、Android的Linux变种）仍然主要由C语言编写。