The lack of abstraction is what makes C faster. If you write an output statement you know exactly what is happening. If you write an output statement in java it is getting compiled to a class file which then gets run on a virtual machine introducing a layor of abstraction. The lack of object oriented features as a part of the language also increases it's speed do to less code being generated. If you use C as an object oriented language then you are doing all the coding for things such as classes, inharitence, etc. This means rather then make something generalized enough for everyone with the amount of code and the performance penelty that requires you only write what you need to get the job done.

有什么能阻止其他语言 能够编译成二进制文件 运行速度和C一样快?

没什么。像Java或。net语言这样的现代语言更多地面向程序员的生产力，而不是性能。现在硬件很便宜。此外，编译到中间表示提供了很多好处，如安全性，可移植性等。net CLR可以利用不同的硬件-例如，你不需要手动优化/重新编译程序来使用SSE指令集。

主要的因素是它是一种静态类型的语言，可以编译为机器代码。此外，由于它是一种低级语言，它通常不会做任何您不让它做的事情。

这些是我想到的其他一些因素。

Variables are not automatically initialized No bounds checking on arrays Unchecked pointer manipulation No integer overflow checking Statically-typed variables Function calls are static (unless you use function pointers) Compiler writers have had lots of time to improve the optimizing code. Also, people program in C for the purpose of getting the best performance, so there's pressure to optimize the code. Parts of the language specification are implementation-defined, so compilers are free to do things in the most optimal way

大多数静态类型语言的编译速度可以和C语言一样快，甚至比C语言更快，特别是如果它们可以假设C语言因为指针别名等原因而不能这样做的话。

实际上，在某些应用程序(数字)中，甚至C也可以被击败，我指的不是汇编语言，而是老的、经常被嘲笑的Fortran。原因是，Fortran保证没有指针别名。

撇开诸如热点优化、预编译元算法和各种形式的并行等高级优化技术不提，语言的基本速度与支持通常在内部循环中指定的操作所需的隐含的幕后复杂性密切相关。

也许最明显的方法是对间接内存引用进行有效性检查——比如检查指针是否为空，检查索引是否符合数组边界。大多数高级语言隐式地执行这些检查，但C不这样做。然而，这并不一定是这些其他语言的基本限制——一个足够聪明的编译器可能能够通过某种形式的循环不变代码运动，从算法的内部循环中删除这些检查。

C语言(在类似程度上与c++密切相关)更基本的优势是严重依赖基于堆栈的内存分配，这本质上是快速的分配、回收和访问。在C(和c++)中，主调用堆栈可用于分配原语、数组和聚合(结构/类)。

虽然C语言确实提供了动态分配任意大小和生命周期的内存的能力(使用所谓的“堆”)，但默认情况下是避免这样做的(而是使用堆栈)。

诱人的是，有时可以在其他编程语言的运行时环境中复制C内存分配策略。asm.js已经证明了这一点，它允许用C或c++编写的代码被翻译成JavaScript的子集，并以接近本机的速度安全地运行在web浏览器环境中。

As somewhat of an aside, another area where C and C++ outshine most other languages for speed is the ability to seamlessly integrate with native machine instruction sets. A notable example of this is the (compiler and platform dependent) availability of SIMD intrinsics which support the construction of custom algorithms that take advantage of the now nearly ubiquitous parallel processing hardware -- while still utilizing the data allocation abstractions provided by the language (lower-level register allocation is managed by the compiler).

这些答案中的许多都给出了为什么C更快或更快的有效理由(无论是在一般情况下还是在特定的场景中)。不可否认的是:

Many other languages provide automatic features that we take for granted. Bounds checking, run-time type checking, and automatic memory management, for example, don't come for free. There is at least some cost associated with these features, which we may not think about—or even realize—while writing code that uses these features. The step from source to machine is often not as direct in other languages as it is in C. OTOH, to say that compiled C code executes faster than other code written in other languages is a generalization that isn't always true. Counter-examples are easy to find (or contrive).

尽管如此，我还是注意到另一件事，我认为它比其他任何因素都更能影响C与许多其他语言的比较性能。即:

其他语言通常更容易编写执行较慢的代码。通常，它甚至受到该语言的设计哲学的鼓励。推论:C程序员更有可能编写不执行不必要操作的代码。

例如，考虑一个简单的Windows程序，其中创建了一个主窗口。C版本将填充一个WNDCLASS[EX]结构，该结构将传递给RegisterClass[EX]，然后调用CreateWindow[EX]并进入消息循环。以下是高度简化和缩写的代码:

WNDCLASS wc;
MSG      msg;

wc.style         = 0;
wc.lpfnWndProc   = &WndProc;
wc.cbClsExtra    = 0;
wc.cbWndExtra    = 0;
wc.hInstance     = hInstance;
wc.hIcon         = NULL;
wc.hCursor       = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
wc.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_BTNFACE + 1);
wc.lpszMenuName  = NULL;
wc.lpszClassName = "MainWndCls";

RegisterClass(&wc);

CreateWindow("MainWndCls", "", WS_OVERLAPPEDWINDOW | WS_VISIBLE,
             CW_USEDEFAULT, 0, CW_USEDEFAULT, 0, NULL, NULL, hInstance, NULL);

while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)){
    TranslateMessage(&msg);
    DispatchMessage(&msg);
}

c#中类似的程序可能只有一行代码:

Application.Run(new Form());

这一行代码提供了近20行C代码所提供的所有功能，并添加了一些我们遗漏的功能，例如错误检查。这个更丰富、更完整的库(与典型C项目中使用的库相比)为我们做了很多工作，解放了我们的时间来编写更多的代码片段，这些代码对我们来说很短，但涉及到幕后的许多步骤。

但是，一个丰富的库使简单快速的代码膨胀并不是我真正想要的。当您开始检查我们的小一行程序实际执行时实际发生了什么时，我的观点就更加明显了。为了好玩，可以在Visual Studio 2008或更高版本中启用. net源代码访问，然后进入上面简单的一行代码。您将遇到的一个有趣的小珍宝是Control的getter中的这个注释。CreateParams:

// In a typical control this is accessed ten times to create and show a control.
// It is a net memory savings, then, to maintain a copy on control.
// 
if (createParams == null) {
    createParams = new CreateParams(); 
} 

十次。信息大致相当于存储在WNDCLASSEX结构中的内容和传递给CreateWindowEx的内容的总和，在它存储在WNDCLASSEX结构中并传递给RegisterClassEx和CreateWindowEx之前，从Control类中检索10次。

总而言之，在c#中执行这个非常基本的任务的指令数量比在C中多2-3个数量级，部分原因是使用了功能丰富的库，这是必然的，而我们简单的C代码只做了我们需要的事情，仅此而已。但部分原因是. net框架的模块化、面向对象的特性导致了大量的重复执行，而过程方法通常可以避免这些重复执行。

我并不是要挑c#或。net框架。我也不是说模块化、泛化、库/语言特性、OOP等等都是不好的东西。我曾经用C语言进行大部分开发，后来用c++，最近用c#。类似地，在使用C之前，我主要使用汇编。我的语言每“提高”一步，我就能在更短的时间内写出更好、更可维护、更健壮的程序。然而，它们的执行速度往往要慢一些。