【初心者向け】C言語とは？できることや他言語との違いなどをわかりやすく解説

C言語について知りたい初心者・入門者を対象に、C言語の特徴や基本的な概念をわかりやすく解説していきます。

スキルアップ

2023/02/22 UP

古くからあるプログラミング言語であるC言語は、登場から約半世紀経つ今も多くの分野で活用されており、さまざまなC系言語によるシステム開発の基礎ともいえます。ハードウェアの制御からアプリケーション開発まで、現在IT分野で行なわれていることの大半がC言語で可能となる汎用性の高い言語です。

しかし、C言語はプログラミング言語の黎明期に登場した言語であるため、その体系や構造は難しく、開発対象によってはハードウェアに関する知識も求められる、難易度の高い言語となっています。

そのため、スキルアップのためにC言語を勉強したいと思っても、C言語が一体どのようなものなのかわかりづらく、どのようにして学習を進めればいいのかわからないことも多いでしょう。

今回はC言語について知りたい初心者・入門者を対象に、C言語の特徴や基本的な概念をわかりやすく解説していきます。

C言語とは？

C言語は1972年にAT&Tベル研究所で開発された汎用プログラム言語です。UNIXといわれるOS（オペレーティングシステム）を開発するために作られた言語で、高水準言語の特徴を持ちながら、メモリ管理やハードウェアの制御が行なえる低水準言語としても動作します。

そのため高い汎用性を持ち、ハードウェアに密着した処理を必要とする分野でも活用できるのが特徴です。

OSから基幹系システム、ロボットなどの制御系、IoT機器への組み込み、宇宙開発など、動作環境の資源制約が厳しい、あるいは実行速度性能が要求される条件での開発のほか、スマホアプリ開発など幅広い分野で活用されています。

その汎用性の高さから、2020年でもプログラミング言語人気ランキングでC/C++が上位になることがあるほど人気が高い言語です。

C言語の特徴

C言語の特徴として、おもに以下の4つの点が挙げられます。

手続き型言語

手続き型言語であるC言語は、構造がシンプルです。現在多くの言語で採用されているオブジェクト指向と比較すると、上から下に処理が流れていくことが多いためソースコードの流れを理解しやすいという特徴があります。

処理速度が速い

実行にコンパイルを必要とするコンパイラ言語であり、特にC言語はコンパイラ言語のなかでも処理速度は最速ともいわれています。速度が速いためエッジAIなどの端末に組み込むタイプのAIなどでも活用できます。

どのような環境でも実行できる

C言語は、そもそもマルチプラットフォームであるため、環境に依存せずに実行できます。そのため、実行環境に縛られず同じコードを異なる環境でコンパイルして使用できます。

また、どのような実行環境にも実装できるため、組み込みの分野でも強みを発揮します。

さまざまな分野に応用されている（OS、組み込み制御機器、IoT、ロボットなど）

OS開発からアプリケーション、スマホアプリ、組み込み制御機器、車載機器、IoTやAI、ロボットの制御など、非常に多岐にわたる分野でC言語が採用されています。

特に制約が厳しいハードウェアへの組み込みや開発に強く、人工衛星や宇宙ステーションの制御などにも使用されています。

C++やJavaとの違い

C言語はメモリの制御まで記述する必要があるなど、ハードウェアまで制御可能な言語であるため、プログラミング言語の規則を学ぶだけでなく、コンピューターを構成するメモリやCPUといったハードウェアに関する周辺知識もあると役立ちます。

JavaやC++などの他の言語では自動で処理している機能も、処理内容を理解して自分でコーディングする必要があるので、言語の知識以上にさまざまな知識を要求されるという点もあり、習得難易度は高くなります。

一方でC言語は半世紀近い歴史がある言語のため、参考書や学習サイトも多く、開発者も全世界に大勢存在するため、学習をサポートする環境は他の言語よりも充実しているといえるでしょう。

また、JavaやC++をはじめとするさまざまなプログラム言語には、C言語に影響を受けて開発されているものも多く、C言語を習得すれば他のプログラミング言語の学習も容易になります。

C言語でできること - 具体例を3つ紹介

前述したとおり、C言語は汎用性の高さが特徴です。そのため、既存のシステムの保守運用以外にも、広範な最先端分野で開発言語として採用されています。

代表的な例を具体的に3つご紹介しましょう。

OS（オペレーティングシステム）

C言語はハードウェアの制御が可能であるため、細かなハードウェアの管理を必要とするOS（オペレーティングシステム）の開発に用いられています。

C言語によって開発されたOSの代表例としては、macOSがベースとしているUNIXや、Linuxなどがあります。他にも、組み込み系のOSなどに使用されています。

IoT/AI

近年需要が拡大しているIoTやAIの分野でもC言語が使用されています。AIというと機械学習や人工知能の開発に強いPythonのイメージがありますが、組み込みに使用されるエッジAIの場合、ハードウェア的にリソースが少ない端末にAIを組み込む必要があるため、実行ファイルのサイズが小さく、処理速度が高速なC言語が選ばれることがあります。

同様にIoT機器もハードウェア的な制約が大きく、加えて持続的な電源供給がない場所で長期間使用されることもあるため、省電力である必要があります。その点においても、ハードウェアの制御まで踏み込んでプログラミングできるC言語は他の言語よりも強みがあります。

基幹系システム

基幹系システムは、万一障害が発生するとその損害は膨大なものです。そこで、長い歴史のなかで積み上げられた信頼と実績があるC言語は、安定性と処理速度が高速である特徴を生かして、基幹系システムの開発に使用されています。

基幹系システムは処理が集中することもあり、高速な処理を実現しやすいC言語が選ばれることがあります。

C言語はこんな人におすすめ

これからプログラミング言語を学ぼうと考えている場合、キャリアを目指したい分野や目標によってはC言語がおすすめです。C言語は習得のハードルが高い言語であることはすでに説明したとおりですが、古い言語でも最先端で活用されているため、最新の分野を目標とする場合、C言語を選択するのが最適な場合も少なくありません。

具体的にどのような分野にC言語が適しているのか、分野別にご紹介しましょう。

IoT/AIをやりたいと考えている人

モノのインターネットと言われるIoTやエッジAIは、通信網が5Gで強化されることで、これからさらに需要が伸び、人気が高くなると予想されています。

最先端のIoT/AIの分野に挑戦したい人にとって、組み込みに強く、ハードウェアの制御が得意なC言語は必須ともいえる言語といえます。

プログラムの基本をしっかり学びたい人

C言語は歴史が長い言語であり、プログラミングについて基礎から学ぶことができます。スクリプト言語であるPHPやJavaScript、Rubyなどと比較して習得が難しいとされていますが、その分、ほとんどの言語では言語のコア部分で自動的に処理しているメモリ管理について理解を深めたり、より効率の良いプログラムの書き方などを他の言語よりも詳しく学んだりすることができます。