C语言标准 C23（ISO/IEC 9899:2024）示例

C/C++ wes 1 day ago (2026-08-10) 14 views
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简介

2026年8月时，C语言最新的正式标准是 C23（ISO/IEC 9899:2024），是自C11/C17以来的一次重大更新，引入了众多旨在提升语言安全性、表达力与现代化程度的新特性。开始了解并逐步在项目中采用C23的新特性，将有助于编写更安全、更清晰、更高效的代码。

版本更新历史：

标准 年份 重点
C89(C90) 1989 基础 C 语言
C99 1999 stdint.h、bool、变长数组 VLA、_Generic、指定初始化器
C11 2011 原子、多线程、静态断言_Static_assert、泛型_Generic
C17 2018 仅缺陷修复，无新语法
C23 2024 nullptr、auto、typeof、_BitInt、[[属性]]、ckd 溢出检查、memset_explicit、#embed

C23 不会改变 C“简单、底层、无 GC” 的定位，主要解决历史坑，增加安全工具。

 

一、语言核心新特性（带示例）

1. nullptr 关键字，类型安全空指针

旧 C：NULL本质是0或者(void*)0，容易和整数混淆； C23：nullptr是关键字，类型nullptr_t，只能赋值给指针，不能隐式转 int。

#include <stddef.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int* p = nullptr;
    if(p == nullptr){
        printf("p is null pointer\n");
    }
    // int x = nullptr; //编译报错，不能赋值给整型
    return 0;
}

2. auto局部变量类型推导（仅局部变量，不能函数参数 / 返回值）

⚠️ 和 C++ 不一样：C23 的auto必须带初始化器，不能用于函数、数组参数、返回值。

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    auto a = 10;         // int
    auto b = 3.14;       // double
    const auto c = 99UL; // const unsigned long

    // auto v; //错误，没有初始化器

    printf("%d %.2f %lu\n", a, b, c);
    return 0;
}

3. typeof() / typeof_unqual() 类型萃取

获取表达式的类型，宏、泛型编程非常好用。

  • typeof(expr)：保留 cv 限定符 (const/volatile)
  • typeof_unqual(expr)：去掉 const/volatile 限定符
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    const int x = 100;
    typeof(x) v1 = 200;         // const int
    typeof_unqual(x) v2 = 300;  // int，可以修改

    v2 = 400;
    printf("%d %d\n", v1, v2);
    return 0;
}

4. _BitInt(N) 精确位宽整数类型

不需要<stdint.h>，直接声明 N 位的有符号 / 无符号整数，嵌入式位操作神器，N 为编译期常量。

#include &lt;stdio.h&gt;

int main(void)
{
    _BitInt(7) i7 = 0x3F;        //7位有符号
    unsigned _BitInt(12) u12 = 0xFFFU; //12位无符号

    printf("_BitInt(7):%d\n", (int)i7);
    printf("u12:%u\n", (unsigned)u12);
    return 0;
}

5. 属性语法 [[attr]] 标准化（C23 正式纳入）

GCC/Clang 扩展属性标准化，取代__attribute__。

  • [[nodiscard]]：返回值必须被使用，否则警告
  • [[maybe_unused]]：消除未使用变量警告
  • [[unreachable]]：标记代码永远不会执行到，用于优化，UB 如果走到这里GitHub。
#include &lt;stdio.h&gt;

[[nodiscard]] int calc(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main(void)
{
    [[maybe_unused]] int temp = 10;
    // calc(1,2); //警告：nodiscard返回值被丢弃

    int x = calc(1,2);
    printf("%d\n", x);

    switch(x){
        case 3: break;
        default: [[unreachable]];
    }
    return 0;
}

6. 无参函数简化：void func();等价于void func(void);

C 旧标准：void f();代表任意参数； C23 修改规则：void f();等价于void f(void);，代表无参数，消除历史大坑。

void foo(); //C23：等价 void foo(void);

void foo(){
    printf("no args\n");
}

int main(void){
    foo();
    // foo(123); //C23编译报错，不允许传参
    return 0;
}

7. UTF‑8 字符字面量 u8'c'

之前只有u8"字符串"，C23 支持 u8 单字符字面量。

char ch = u8'中';

8. #embed 预处理指令：源代码直接嵌入二进制文件

把外部文件的二进制字节嵌入编译后的程序，替代xxd工具生成头文件。

//把logo.bin全部字节嵌入数组
const unsigned char bin_data[] = {
#embed "logo.bin"
};

9. 十进制浮点数 _Decimal32 / _Decimal64 / _Decimal128

金融计算，十进制精确运算，规避二进制浮点数误差；后缀DF DD DL。注意：部分编译器是可选实现。

_Decimal64 money = 123.45DD;

10. 弃用的旧特性

  • 弃用<stdnoreturn.h>，直接用[[noreturn]]属性
  • 弃用<stdalign.h>宏，直接使用关键字_Alignas、_Alignof。

二、C23 新增标准库

1. 溢出检查整数运算 <stdckdint.h>

ckd_add、ckd_sub、ckd_mul：计算同时检测整数溢出。返回溢出布尔，结果输出到指针参数。

#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stdckdint.h&gt;

int main(void)
{
    int res;
    int overflow = ckd_add(&amp;res, INT_MAX, 1);
    if(overflow){
        printf("integer overflow!\n");
    }
    return 0;
}

2. <string.h>新增函数

  1. memset_explicit：安全擦除内存，编译器不能优化消除，用于清除密码、密钥等敏感内存；普通 memset 会被编译器优化删掉GitHub。
char password[] = "secret123";
memset_explicit(password, 0, sizeof password);
  1. memccpy：拷贝内存，遇到指定字节或者拷贝满 n 字节就停止，POSIX 进标准。
  2. strdup、strndup正式纳入 C 标准（之前是 POSIX 扩展）。

3. IEEE‑754 浮点库增强

新增大量浮点函数：roundeven、fmaxmag，浮点环境编译期#pragma STDC FENV_ROUND设置舍入模式等isocpp.ope…。

4. 弃用库函数

asctime()被标记弃用，建议使用asctime_s()。

三、完整可编译 C23 综合 demo 单文件

编译命令：gcc -std=c23 c23_demo.c -o c23_demo -Wall 注意：stdckdint.hGCC14 + 才完整支持。

#include &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;stddef.h&gt;
#include &lt;limits.h&gt;
#include &lt;stdckdint.h&gt;
#include &lt;string.h&gt;

[[nodiscard]]
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int main(void)
{
    printf("==== C23 Demo start ====\n");

    //1. nullptr
    int* p = nullptr;
    if(p == nullptr){
        printf("1. nullptr test ok\n");
    }

    //2. auto局部推导
    auto va = 100;
    auto vb = 2.718;
    printf("2. auto: va=%d vb=%g\n", va, vb);

    //3. typeof
    const int cx = 999;
    typeof_unqual(cx) vcx = cx;
    vcx = 888;
    printf("3. typeof_unqual: vcx=%d\n",vcx);

    //4. _BitInt精确位宽
    unsigned _BitInt(10) bit10 = 0x3FFU;
    printf("4. _BitInt(10): %u\n", (unsigned)bit10);

    //5. nodiscard属性
    int sum = add(11,22);
    printf("5. nodiscard add=%d\n", sum);

    //6. ckd_add溢出检查
    int out;
    int ov = ckd_add(&amp;out, INT_MAX, 1);
    printf("6. ckd_add overflow=%d\n", ov);

    //7. memset_explicit 擦除敏感内存
    char secret[] = "my_passwd";
    memset_explicit(secret, 0, sizeof secret);
    printf("7. memset_explicit done\n");

    printf("==== Demo end ====\n");
    return 0;
}

其他

  1. C23 的auto不是 C++auto，仅限局部变量，必须初始化；
  2. _BitInt、_DecimalXX属于可选特性，不是所有硬件平台编译器都实现；
  3. #embed二进制嵌入，部分编译器版本支持不全；
  4. void f();含义变更，老项目迁移注意。

C23 定位：增强安全性、现代化语法、补齐长期痛点、少量新类型、标准库扩充，没有颠覆性改动，向下兼容 C11/C17。


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