C23特性简介

C23（ISO/IEC 9899:2024）是 C 语言的最新正式修订版，__STDC_VERSION__ 定义为 202311L。它引入了许多提升可读性、安全性、与 C++ 兼容性和现代浮点/整数支持的功能，同时移除或废弃了一些过时特性。

核心语言特性

属性（Attributes）

C23 采用 C++11 风格的双中括号属性语法 [[...]]，并新增/标准化多个属性。

  • [[nodiscard]]（带或不带消息）
  • [[maybe_unused]]
  • [[deprecated]]（带或不带消息）
  • [[fallthrough]]
  • [[noreturn]]
  • [[unsequenced]] 和 [[reproducible]]（用于函数优化提示）

示例代码：

[[nodiscard("检查返回值")]]
int create_resource(void);

void process(void) {
    [[maybe_unused]] int unused_var = 42;
    switch (x) {
        case 1:
            [[fallthrough]];
        case 2:
            // ...
    }
}

二进制整数常量和数字分隔符

支持 0b / 0B 前缀的二进制字面量，以及 ' 作为数字分隔符。

示例代码：

int flags = 0b1010'1100;
long big = 1'000'000'000;
double pi_approx = 3.141'592'653;

static_assert 简化与关键字化

static_assert 现在支持单参数形式（无消息），且成为关键字（兼容宏仍可能存在）。

示例代码：

static_assert(sizeof(int) >= 4);  // 无消息版本
static_assert(CHAR_BIT == 8, "字节必须为 8 位");

nullptr 常量和 nullptr_t 类型

引入 nullptr 关键字和对应的 nullptr_t 类型，提升空指针安全性。

示例代码：

#include <stddef.h>

nullptr_t np = nullptr;
int* p = nullptr;  // 更清晰

true / false 成为关键字

bool、true、false 正式标准化（兼容旧 _Bool 等）。

示例代码：

bool flag = true;
if (flag == false) { /* ... */ }

类型推断 auto（对象定义）

auto 用于对象定义时进行类型推断（保留原有存储类说明符语义）。仅限对象定义，不支持函数返回类型或参数推断。

示例代码：

auto x = 42;           // int
auto y = 3.14;         // double
auto str = "hello";    // const char*
auto arr = (int[]){1,2,3};  // 复合字面量

typeof 和 typeof_unqual

类型查询运算符，支持 unqual 去除限定符。

示例代码：

int i = 10;
typeof(i) j = i;                    // int j
typeof_unqual(const volatile int) k; // int k

位精确整数类型 _BitInt(N)

精确指定位宽的整数类型（_BitInt(N) 和 unsigned _BitInt(N)），支持 wb/uwb 后缀。

示例代码：

_BitInt(24) precise24 = 0xABCDEFwb;
unsigned _BitInt(16) u16 = 65535uwb;

_BitInt(128) big = 1;  // 支持大位宽

空初始化器 {}

支持使用 {} 进行零初始化（包括 VLA）。

示例代码：

int arr[10] = {};          // 全零
struct S s = {};
int n = 5;
int vla[n] = {};           // VLA 也支持

其他语言改进

  • 标签可置于声明之前和复合语句末尾。
  • 函数定义中允许未命名参数。
  • 移除无原型函数定义/声明（K&R 风格废弃）。
  • #elifdef / #elifndef、#warning、__has_include、__has_c_attribute、__VA_OPT__ 等预处理器增强。
  • #embed 指令（嵌入二进制资源）。
  • constexpr 对象（非函数）。
  • u8 字符常量和字符串字面量类型改为 char8_t。
  • 十进制浮点类型（_Decimal32 等，可选）。

示例代码（预处理器）：

#if __has_include(<stdbit.h>)
#  include <stdbit.h>
#else
#  warning "stdbit.h not available"
#endif

标准库更新

<limits.h> 新增位宽常量

新增一系列 *_WIDTH 宏，用于标准整数类型的位宽。

示例代码：

#include <limits.h>

printf("int 位宽: %d\n", INT_WIDTH);
printf("bool 位宽: %d\n", BOOL_WIDTH);
printf("long long 位宽: %d\n", LLONG_WIDTH);

<math.h> 新增 nextup / nextdown 系列

nextup、nextupf、nextupl、nextdown、nextdownf、nextdownl：返回大于/小于给定值的下一个可表示浮点值。

示例代码：

#include <math.h>

double x = 1.0;
double next = nextup(x);      // 大于 1.0 的下一个可表示值
float fnext = nextdownf(0.0f); // 小于 0.0f 的下一个可表示值

其他库特性

  • memset_explicit()：安全清除敏感内存（防止优化消除）。
  • <stdbit.h>：位操作工具（如 stdc_count_ones() 等）。
  • <stdckdint.h>：带溢出检查的整数运算宏（ckd_add 等）。
  • 扩展的 printf/scanf 支持（%b 二进制、%wN 宽度修饰符等）。
  • UTF-8 支持增强（char8_t、mbrtoc8 等）。
  • 更多 IEEE 754 兼容函数和十进制浮点支持。

废弃/移除特性

  • K&R 无原型函数定义/声明。
  • 三字符序列（trigraphs）。
  • 非二补码有符号整数表示。
  • 某些旧特性测试宏和 <stdnoreturn.h> 等。
  • NAN, INFINITY 等常数的 <math.h> 定义废弃，现移动至 <float.h>。