Apa Itu Bahasa C? Bahasa Pemrograman di Balik Hampir Segalanya

C adalah bahasa pemrograman compiled serbaguna yang dibuat oleh Dennis Ritchie di Bell Labs pada tahun 1972 untuk menulis sistem operasi Unix. C bertahan lebih lama daripada hampir semua bahasa seangkatannya, dan alasannya sederhana: C hanya berada satu lapisan tipis di atas mesin. C memberimu akses langsung ke memori dan ke kemampuan asli CPU, tetapi tetap terbaca seperti tulisan manusia.

Setengah abad kemudian, C tetap menjadi bahasa yang dipakai untuk membangun bahasa-bahasa lain.

Program C yang Lengkap

Inilah bentuk seluruh bahasa C dalam enam baris. Tekan Run.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("Hello, C!\n");
    return 0;
}

#include <stdio.h> memasukkan deklarasi input/output standar supaya printf dikenali. main adalah titik awal setiap program C. printf menulis teks, \n adalah baris baru, dan return 0 memberi tahu sistem operasi bahwa program selesai dengan sukses. Itu program yang lengkap dan bisa di-compile: tidak ada class yang membungkusnya dan tidak ada framework di bawahnya.

Apa yang Membuat C Berbeda

Sebagian besar bahasa modern menyembunyikan mesin darimu. C sengaja tidak.

• C di-compile menjadi kode native. Program C berubah menjadi instruksi mesin untuk satu jenis CPU dan berjalan langsung, tanpa interpreter dan tanpa virtual machine di antaranya.
• Kamu mengelola memori sendiri. Tidak ada garbage collector. Kamu meminta memori dan kamu mengembalikannya. Itu lebih repot, dan itu juga alasan program C memakai sangat sedikit memori dan punya waktu eksekusi yang mudah diprediksi.
• C itu kecil. C punya sekitar 32 kata kunci. Kamu bisa mengingat seluruh bahasanya, dan itu tidak berlaku untuk C++, Java, atau Python.
• Hampir tidak ada runtime. Program C bisa berjalan di mikrokontroler dengan RAM beberapa kilobyte tanpa sistem operasi sama sekali.

Pertukarannya adalah kejujuran di atas keamanan. C akan membiarkanmu membaca melewati ujung array atau memakai memori yang sudah kamu bebaskan, dan tidak akan menghentikanmu. Kesalahan-kesalahan itu punya nama, yaitu segmentation fault, memory leak, dan undefined behavior, dan belajar C sebagian besar berarti belajar menghindarinya.

Di Mana C Benar-benar Berjalan

C bukan sekadar peninggalan sejarah. C sedang berjalan di perangkat yang kamu pakai untuk membaca ini, bahkan di banyak bagiannya.

• Sistem operasi. Kernel Linux berisi sekitar 30 juta baris kode C. Sebagian besar Windows dan kernel Apple juga ditulis dengan C.
• Sistem embedded. Mikrokontroler di mobil, termostat, perangkat medis, router, dan mesin cuci mayoritas diprogram dengan C. Ketika seluruh chip hanya punya memori 32 KB, C sering menjadi satu-satunya pilihan yang realistis.
• Database. SQLite, PostgreSQL, MySQL, dan Redis adalah program C.
• Runtime bahasa. CPython, interpreter Python resmi, ditulis dengan C. Begitu juga MRI milik Ruby, mesin Zend milik PHP, dan inti Lua. Ketika Python "terlalu lambat", solusinya biasanya adalah ekstensi C.
• Alat dan library. Git, curl, FFmpeg, OpenSSL, zlib, dan lagi-lagi SQLite: lapisan infrastruktur komputasi adalah C.

Inilah juga alasan application binary interface milik C itu penting: hampir setiap bahasa bisa memanggil fungsi C. Python, Rust, Go, Java, dan JavaScript semuanya punya cara untuk menjangkau library C. C adalah bahasa penghubung di antara bahasa-bahasa lain.

Kenapa Belajar C

Ada dua jawaban yang jujur, dan masing-masing ditujukan untuk orang yang berbeda.

Jika kamu ingin bekerja di perangkat lunak sistem, seperti kernel, driver, firmware embedded, atau database, C adalah bahasa kerja di bidang itu, dan sebagian besar lowongan kerja di sana menyebutkannya secara langsung (sering bersama C++ atau Rust). Sulit berkontribusi ke Linux, PostgreSQL, atau kode mikrokontroler tanpa bisa membaca C dengan nyaman.

Jika kamu ingin menjadi lebih baik di bahasa yang sudah kamu pakai, C mengajarkan apa yang ada di bawahnya. Setelah belajar C, kamu tahu kenapa indeks array dimulai dari nol, apa sebenarnya string itu, kenapa mengirim objek besar sebagai nilai itu mahal, apa itu stack dan heap, dan apa yang sebenarnya ditunjuk oleh null pointer. Konsep-konsep itu muncul di setiap bahasa; di C, semuanya terlihat, bukan tersembunyi.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = 42;
    int *p = &x;   /* p holds the address of x */

    printf("value: %d\n", x);
    printf("address: %p\n", (void *)p);
    printf("value through the pointer: %d\n", *p);
    return 0;
}

Program itu hanya tiga baris kode C, tetapi juga peragaan lengkap tentang apa itu variabel: sebuah kotak bernama di sebuah alamat. Di kebanyakan bahasa, kamu bahkan tidak bisa menanyakan hal itu.

C dan C++

C++ dimulai pada tahun 1979 sebagai "C dengan class" dan tumbuh menjadi salah satu bahasa terbesar yang ada: class, template, exception, operator overloading, STL, smart pointer, dan pustaka standar yang jauh lebih besar daripada seluruh spesifikasi C.

Hubungan keduanya dalam praktik:

• C++ mempertahankan sintaks C, jadi if, for, while, operator, pointer, dan array terlihat sama di keduanya.
• Sebagian besar kode C yang ditulis dengan baik bisa di-compile sebagai C++, dengan sedikit pengecualian (misalnya, C++ mewajibkan cast pada hasil malloc).
• Kode C++ hampir tidak pernah valid sebagai C.

Jika kamu berencana mempelajari keduanya, belajar C lebih dulu adalah keuntungan nyata: C++ dibangun langsung di atas model memori C, dan bagian C++ yang paling membingungkan orang, seperti pointer, reference, semantik penyalinan, dan destructor, semuanya adalah jawaban atas masalah yang diperlihatkan C dengan gamblang.

Namun secara resmi, C bukan subset dari C++. Keduanya adalah standar terpisah yang berkembang sendiri-sendiri, dan C modern punya fitur yang tidak dimiliki C++ (designated initializer yang hadir di C99, pointer restrict, dan variable-length array).

C Versi yang Mana: Versi Standar

C distandarkan, dan versinya penting saat kamu membaca kode lama.

Dokumentasi ini menargetkan C17 dan menyebutkan fitur C99 ke atas jika relevan. Compiler secara default memakai versi yang modern, tetapi kamu bisa menyatakannya secara eksplisit:

gcc -std=c17 -Wall -Wextra hello.c -o hello

Apa yang Tidak Dimiliki C

Bagian dari memahami C adalah tahu apa yang tidak ada, karena hampir setiap pertanyaan "bagaimana caranya..." punya jawaban yang berbeda di sini dibandingkan di bahasa modern.

• Tidak ada tipe string. String di C adalah array char yang diakhiri byte nol. Menggabungkan dua string berarti memanggil sebuah fungsi dan memastikan tujuannya cukup besar.
• Tidak ada collection. Tidak ada list, map, atau set. Kamu mendapat array berukuran tetap dan pointer; hash table adalah sesuatu yang kamu tulis sendiri atau ambil dari library.
• Tidak ada exception. Fungsi melaporkan kegagalan dengan mengembalikan nilai khusus, seperti -1, NULL, atau kode status, dan pemanggil diharapkan mengeceknya.
• Tidak ada generic atau overloading. Satu nama fungsi berarti satu fungsi. Karena itulah pustaka standar punya abs, labs, dan fabs untuk tiga tipe yang berbeda.
• Tidak ada namespace atau modul. Setiap fungsi yang bukan static berbagi satu namespace global, dan karena itulah library C memberi prefiks pada semuanya (sqlite3_open, png_read_info).
• Tidak ada garbage collector. Setiap malloc butuh free yang sepadan, dan melupakannya adalah memory leak.

Tidak satu pun dari ini adalah kelalaian. Sebagian adalah mesin runtime yang sengaja tidak dibawa C (garbage collector, mekanisme exception, string yang bisa tumbuh), dan itulah sebagian besar alasan C muat di chip dengan RAM 2 KB; sebagian lainnya, seperti namespace dan generic, adalah fitur bahasa yang muncul setelah C dirancang dan sengaja tidak dimasukkan agar bahasanya tetap kecil.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char greeting[32] = "Hello";

    /* No + operator for strings - you call a function and manage the space. */
    strcat(greeting, ", world!");

    printf("%s\n", greeting);
    printf("length: %zu characters\n", strlen(greeting));
    return 0;
}

Buffer-nya berukuran 32 byte karena kamu yang memutuskan itu cukup. C tidak akan mengecek, dan keputusan itu adalah seluruh karakter bahasa ini dalam satu baris.

Apakah C Sulit?

C itu kecil tetapi tidak kenal ampun. Tidak banyak sintaks yang perlu dihafal: kamu bisa membaca seluruh bahasanya dalam seminggu. Yang butuh waktu adalah disiplinnya: melacak siapa pemilik setiap potongan memori, mengingat bahwa string hanyalah byte yang diakhiri nol, dan mengecek bahwa pointer tidak null sebelum mengikutinya.

Sebagian besar kesulitan C bukan pada konsepnya, melainkan pada tidak adanya pagar pengaman: compiler tidak akan menyelamatkanmu dari penulisan di luar batas atau dangling pointer, jadi kamu belajar untuk teliti. (Pointer sendiri memang butuh usaha sungguhan saat pertama kali dipelajari, dan itu wajar; bab pointer membahasnya pelan-pelan.) Ketelitian itu adalah keterampilan yang terbawa ke setiap bahasa yang kamu pakai sesudahnya.