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システム開発やソフトウェア開発でよく使われているプログラミング言語の一つに「C言語」（しーげんご）があります。
本記事では、「C言語の特徴」や「C言語で開発するメリット・デメリット」、「C言語の活用事例」をわかりやすく解説します。また、C++やC#とC言語との違いについても紹介します。
C言語とは
C言語は、数あるプログラミング言語の一つです。C言語の歴史は古く、1972年にAT&T社のベル研究所で作られたのが始まりです。
C言語が作られた目的は、UNIXというオペレーティングシステム(OS)を開発するためでしたが、その汎用性の高さから、さまざまなシステム開発やアプリ開発で使われるようになりました。現在でも、C言語は多くの開発分野で活躍しています。
C言語には次のような特徴があります。
- ・高級言語とアセンブラ言語の特性をあわせ持っている
- ・複数人で分担しての開発がしやすい
- ・幅広い分野で活用されている実績がある
高級言語とアセンブラ言語の特性をあわせ持っている
プログラミング言語は一般的に「低級言語」と「高級言語」に分けられます。
- ・低級言語：ハードウェアに近く、ハードウェアの制御に向いている言語
- ・高級言語：人間が理解しやすい構文の言語
C言語はこの両方の特性を持っており、人間が理解しやすい構文でプログラミングできて、かつ直接的なハードウェア制御やメモリ管理も実現できるのが特徴です。
複数人で分担しての開発がしやすい
C言語は、「構造化プログラミング言語」と呼ばれるプログラミング言語に属します。構造化プログラミング言語とは、複雑な処理を小さな処理単位（関数）に分割し、その関数の集まりによって大規模なプログラムを構成するプログラミング手法です。処理を関数に分割するため、複数人で分担して開発しやすいといった特徴があります。
幅広い分野で活用されている実績がある
C言語は幅広い分野で活用されています。例えば、家電の制御、携帯電話の通信処理、銀行の基幹システム、ゲーム機のOS、ロボット制御などでC言語が採用されており、数多くの実績があります。この実績の多さもC言語の特徴の一つです。
C言語で開発するメリット
C言語で開発するメリットを3つ紹介します。
- ・細かいハードウェア制御ができる
- ・実行速度が速い
- ・移植性が高い
細かいハードウェア制御ができる
C言語は、ハードウェアの制御に必要なビット操作などの命令を持っており、直接的なハードウェア制御が可能です。そのため、細かなハードウェア制御が容易に実現でき、シビアなタイミングが要求される機械制御やマイコン制御にも対応できるといったメリットがあります。
実行速度が速い
C言語で開発すると、実行速度が速いシステムやアプリを作成できます。実行速度が速い理由は、C言語がコンパイル言語であるためです。
プログラムは実行時に機械語（CPUが直接理解できる命令）に翻訳する必要があり、その翻訳の仕方によってコンパイル言語とインタプリタ言語に大別されます。
- ・コンパイル言語：実行前に全てのプログラムを機械語に翻訳しておく
- ・インタプリタ言語：プログラムを1ステップずつ機械語に翻訳しながら実行する
一般的に、C言語のようなコンパイル言語はインタプリタ言語に比べて処理が速くなります。
移植性が高い
C言語は、異なるハードウェア間やOS間でのプログラム移植が容易に行えます。
その理由は、C言語の標準規格がANSI(米国国家規格協会)によって制定されているためです。ANSIの標準規格にのっとって書かれたプログラムはさまざまなハードウェアやOS上で動作できるため、古いシステムから新しいシステムへのプログラム移植などが簡単に実施できます。
また、C言語は歴史が長く実績が多いため、移植のノウハウが豊富にあるのも移植性が高い理由の一つです。
C言語で開発するデメリット
C言語での開発には次のデメリットもあります。
- ・拡張性や再利用性が低い
- ・開発するソフトウェアによっては開発効率が悪い
拡張性や再利用性が低い
C言語はオブジェクト指向の言語ではありません。オブジェクト指向の言語とは、処理とデータを一つのまとまり（オブジェクト）として扱う書き方ができる言語のことで、プログラムの再利用や拡張をオブジェクト単位で効率良く行うことが可能です。
C言語は、オブジェクト指向の言語ではないため、オブジェクト指向言語と比べて、プログラムの拡張性や再利用性が劣ります。
開発するソフトウェアによっては開発効率が悪い
C言語は、厳密なメモリ管理ができるのが特徴の一つですが、一方で開発者にはメモリの使い方を意識したプログラミングが求められます。このため、Web開発のような厳密なメモリ管理が必要ないソフトウェア開発では、効率が落ちる場合があります。
C言語の活用事例
OS開発
C言語は、もともとUNIX OSを開発するために作られたプログラミング言語であり、OSの必須機能であるメモリ管理を実現できます。そのため、現在でもゲーム機などのOS開発に活用されています。
組み込みソフトウェア開発
組み込みソフトウェアとは、特定のハードウェアデバイスの機能を制御するために専用に設計されたソフトウェアのことです。C言語は、細かいハードウェア制御が実現できるため、家電や機械製品、スマートフォンなどさまざまな製品の組み込みソフトウェア開発に活用されています。
基幹系システム開発
基幹系システムは、ひとたび障害が発生するとその影響や損害が極めて大きくなるため、障害を発生させないことが重要となります。C言語は、以下の理由から障害が発生しにくいシステムを開発するのに適しています。
- ・多くのシステムで使われてきた実績があり、ライブラリのバグが出尽くしている
- ・処理速度が速く、多くの処理が集中しても対応できる
そのため、さまざまな基幹系システムの開発に活用されています。
C++やC#との違い
C言語と名称が似ているプログラミング言語に、「C++」（シープラスプラス）や「C#」（シーシャープ）があります。これらの言語は、名称こそC言語と似ていますが、特性や用途はC言語と異なります。
C言語とC++の違い
C++はC言語を拡張して作られたプログラミング言語です。
C言語との一番の違いは、C++ではオブジェクト指向のプログラミングが可能という点です。これにより、C++はC言語が抱える「拡張性と再利用性の低さ」というデメリットを克服しており、大規模なソフトウェア開発にも適しています。
しかし、直接的なハードウェア制御やシビアなミング制御はC言語の方が向いています。
C言語とC#との違い
C#はMicrosoft社がC++をベースに作った言語です。
C++と同様オブジェクト指向のプログラミングが可能で、主にWindowsアプリケーションやWebアプリの開発に使われています。C言語と違い、厳密なメモリ管理やハードウェア制御には向かないため、OS開発や組み込みソフトウェア開発では使われません。
まとめ
C言語は、1972年に作られて以降多くのシステムやソフトウェアの開発に使われてきた、非常に実績があるプログラミング言語です。
厳密なメモリ管理や細かなハードウェア制御、高い処理速度が求められるソフトウェアの開発に適しています。そのため、OS開発や組み込みソフトウェア開発、基幹システム開発といったプロジェクトではC言語が採用されることが多くないっています。その一方で、メモリ管理やハードウェア制御が必要ないWebアプリなどの開発には向いていません。
また、C++やC#といったC言語と名称が似ているプログラミング言語もありますが、その特性や用途はC言語とは異なっています。
システム開発やソフトウェア開発では、そのニーズや環境によって適切なプログラミング言語を採用することが成功の鍵となります。システム開発やスマホアプリ開発のご要望がございましたら、ぜひGeNEEまでご相談ください。お客様のニーズや将来的な事業方針をヒアリングした上で最適な開発手法をご提案いたします。
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