BCPL语言详解：C语言诞生前，系统编程的基石与设计思想

BCPL 可能已经过时，但它的设计思想却通过C语言，深刻地影响着现代编程的世界。

什么是 BCPL？

BCPL（Basic Combined Programming Language，基本组合编程语言）是计算机编程语言发展史上一个里程碑式的存在。

项目	信息
全称	Basic Combined Programming Language
开发者	Martin Richards（马丁·理查德），剑桥大学
诞生时间	1967 年
前身	CPL 语言（Combined Programming Language，1963 年）
后继	B 语言 → C 语言 → C++/Java 等

核心特点

1. 无类型系统

BCPL 是一种典型的 无类型语言。这意味着所有数据都被视为一个“字”（word），字的长度取决于硬件平台（通常是 16 位或 32 位）。它没有 int、float、char 这样的类型区分，这种设计直接影响到了后来的B语言，也是C语言早期形态的雏形。

/* 所有变量都是“字”，没有 int、float 等类型区分 */
LET x = 5
LET y = 10
LET z = x + y

😂 是否很有 Javascript 的感觉？早期的语言设计思路总有些奇妙的共鸣。

2. 花括号代码块

BCPL 是最早使用花括号 {} 来分隔代码块的语言之一。这一看似简单的语法特性，被后来的 C 语言全盘接收，并成为了数十年间主流编程语言的标志性符号。

LET start() = VALOF {
    /* 函数体用花括号包裹 */
    writef("Hello, World!*n")
    RESULTIS 0
}

3. 编译器小巧可移植

BCPL 被设计成可以编写小而简单的编译器。据说有些编译器甚至能在 16KB 内存 内运行。更关键的是，编译器本身也是用 BCPL 编写的，这种“自举”特性让它在不同硬件平台间的移植变得异常简单，为系统编程语言的普及铺平了道路。

4. 适合系统编程

BCPL 最初被用作 牛津大学 OS6 操作系统 的开发工具，它证明了高级语言同样可以用于编写贴近硬件的系统软件，是首个真正意义上可移植的系统编程语言。

语法特点详解

特性	BCPL 语法	C 语言对应
函数定义	LET func() = VALOF { ... }	int func() { ... }
返回值	RESULTIS 值	return 值;
条件语句	IF 条件 THEN 语句	if (条件) 语句;
循环	FOR i = 0 TO 9 DO 语句	for (i=0; i<=9; i++) 语句;
数组访问	arr!i	arr[i]
注释	/* 注释 */	/* 注释 */
输出	writef("格式串", 参数)	printf("格式串", 参数)

代码示例

示例 1：Hello World

GET "libhdr"
LET start() = VALOF {
    writef("Hello, World!*n")
    RESULTIS 0
}

示例 2：计算阶乘

GET "libhdr"

/* 递归函数计算阶乘 */
LET factorial(n) = VALOF {
    IF n <= 1 THEN RESULTIS 1
    RESULTIS n * factorial(n-1)
}

LET start() = VALOF {
    LET i = 5
    writef("Factorial of %i is %i*n", i, factorial(i))
    RESULTIS 0
}

示例 3：数组操作

GET "libhdr"

LET start() = VALOF {
    /* 声明一个长度为 10 的数组 */
    LET arr = vec 10

    /* 初始化数组 */
    FOR i = 0 TO 9 DO
        arr!i = i * i

    /* 打印数组 */
    FOR i = 0 TO 9 DO
        writef("%i ", arr!i)
    writef("*n")

    RESULTIS 0
}

历史地位与影响

要理解BCPL的地位，看下面这条清晰的演化链就明白了：

ALGOL 60 (1960)
    ↓
CPL (1963) — 太复杂，难以实现
    ↓
BCPL (1967) — 简化 CPL，确立无类型系统
    ↓
B 语言 (1970) — Ken Thompson 基于 BCPL 开发
    ↓
C 语言 (1972) — Dennis Ritchie 在 B 语言基础上增加类型系统
    ↓
C++ / Java / C# 等现代语言

其具体影响包括：

1. 花括号语法 — 被 C、C++、Java、JavaScript、Go 等主流语言继承，成为块结构的事实标准。
2. 系统编程理念 — 奠定了“贴近硬件、高效且可移植”的系统编程语言设计哲学。
3. 编译器自举 — 证明了用语言自身来编写其编译器的可行性，极大地提升了语言的可移植性和生命力。
4. 转义序列 — BCPL 使用 *n 表示换行，C 语言将其改为 \n，并扩展出一套完整的转义序列体系。

可以说，没有BCPL在无类型系统和编译器设计上的探索，后续 C语言 的诞生与发展恐怕会是另一番景象。这种技术的传承与演进，正是计算机基础领域最迷人的部分之一。

缺点与局限

当然，作为早期的语言，BCPL的局限性也很明显：

缺点	说明
无类型系统	所有数据都是“字”，缺乏编译时类型检查，增加了调试难度和出错风险。
字符串支持差	没有原生的字符串类型，处理文本非常繁琐，这个缺点也延续到了早期的 B 和 C 语言中。
内存管理糟糕	需要程序员完全手动管理内存，极易导致内存泄漏或访问越界。
语法对新手不友好	过程式语法和特殊的关键字（如 VALOF, RESULTIS）让现代开发者感到陌生。

结语

BCPL 就像一位低调的奠基者。它本身可能已很少被直接使用，但它的灵魂——花括号、简洁的编译器设计、系统编程的基因——早已通过 C 语言，渗透到几乎每一个现代操作系统和无数应用程序的底层。回顾这段历史，不仅能让我们更理解 C 语言的“何以至此”，也能从中一窥语言设计者们如何在对效率、可移植性和表达力的永恒求索中，一步步塑造了今天的编程世界。对这类编程语言演变故事感兴趣的朋友，欢迎到 云栈社区 的相应板块深入交流探讨。