『无为则无心』Python基础 — 2、编译型语言和解释型语言的区别

时间:2021-11-01 22:37:01

1、什么是计算机语言

计算机就是一台用来计算机的机器,人让计算机干什么计算机就干什么。我们需要通过计算机的语言来控制计算机,所谓计算机的语言就是编程语言。

计算机语言其实和人类的语言没有本质的区别,不同点就是交流的主体不同。也就是说中文、英文是人和人之间的交流语言,而计算机语言(编程语言)是人和计算机交流的语言。

计算机语言发展经历了三个阶段:

(1)机器语言

  • 最早的一种计算机语言。
  • 机器语言通过二进制编码来编写程序,二进制编码就是1和0,计算机也只认识1和0。
  • 执行效率高,但编写起来太麻烦。

(2)汇编语言

  • 使用符号(如ABC和各种符号)来代替二进制编码。

    编写程序时,不需要使用二进制,而是直接编写符号。

    编写完成后,需要将符号转换为机器码,然后再由计算机执行。
  • 符号转换为机器码的过程称为汇编。
  • 将机器码转换为符号的过程,称为反汇编 。
  • 汇编语言一般只适用于某些硬件,和硬件的关系太紧密,兼容性比较差 。

    就好比不同硬件厂商识别符号的标准是不一样的。
  • 现在的一些硬件驱动还是会用到汇编语言进行编写。

(3)高级语言

  • 高级语言的语法基本和现在英语语法类似,并且和硬件的关系没有那么紧密了。

    也就是说通过高级语言开发程序可以在不同的硬件系统中运行。
  • 高级语言都会有自己的编译器,所编写的代码都会运行在自己的编译器上。

    不同系统上安装想对应的编译器,实现一份源码一次编译,到处运行。
  • 高级语言学习起来也更加的容易,现在我们知道的语言基本都是高级语言。如CC++C#JavaGolangPython等等。

2、高级语言中的编译型语言和解释型语言

计算机是不能理解高级语言的,更不能直接执行高级语言,它只能直接理解机器语言(二进制编码)。所以使用任何高级语言编写的程序,若想被计算机运行,都必须将其转换成计算机语言,也就是机器码,这个过程就叫编译。比如,一行Python的命令print('hello') ,必需要转换为类似1010101 这样的机器码 ,计算机才能够识别你的命令。

根据从源码转换二进制编码的时机不同,语言分成了两大类:编译型语言解释型语言

(1)编译型语言

对于编译型语言,开发完成以后需要将所有的源代码都转换成可执行程序,比如 Windows 下的.exe文件,可执行程序里面包含的就是机器码。只要我们拥有可执行程序,就可以随时运行,不用再重新编译了,也就是“一次编译,无限次运行”。

在运行的时候,我们只需要运行编译生成的可执行程序,不再需要源代码和编译器了,所以说编译型语言可以脱离开发环境运行。

编译型语言一般是不能跨平台的,也就是不能在不同的操作系统之间随意切换。

编译型语言使用的转换工具称为编译器。常见的编译型语言有CC++Golang等。

总结:

  • 编译一次后,脱离了编译器也可以运行,并且运行效率高。
  • 可移植性差,跨平台性比较差。

(2)解释型语言

对于解释型语言,每次执行程序都需要一边转换一边执行,用到哪些源代码就将哪些源代码转换成机器码,用不到的不进行任何处理。每次执行程序时可能使用的功能不同,这个时候需要转换的源代码也不一样。

因为每次执行程序都需要重新转换源代码,所以解释型语言的执行效率天生就低于编译型语言,甚至存在数量级的差距。计算机的一些底层功能,或者关键算法,一般都使用 C/C++ 实现,只有在应用层面(比如网站开发、批处理、小工具等)才会使用解释型语言。

在运行解释型语言的时候,我们始终都需要源代码和解释器,所以说它无法脱离开发环境或者运行环境 。

解释型语言使用的转换工具称为解释器。常见的解释型语言有PythonJavaScriptPHPShell等。

总结:

  • 每次执行代码都需要解释一次,执行速度比较慢。
  • 不能脱离解释器独立运行。
  • 跨平台性比较好。

(3)编译型语言和解释型语言执行流程

如下图所示:

『无为则无心』Python基础 — 2、编译型语言和解释型语言的区别

3、知识扩展:

(1)扩展1

当我们说“下载一个程序(软件)”时,不同类型的语言有不同的含义:

  • 对于编译型语言,我们下载到的是可执行文件,源代码被作者保留,所以编译型语言的程序一般是闭源的。
  • 对于解释型语言,我们下载到的是所有的源代码,因为作者不给源代码就没法运行,所以解释型语言的程序一般是开源的。

(2)扩展2

编译器就是一个“翻译工具”,类似于将中文翻译成英文、将英文翻译成俄文。但是,翻译源代码是一个复杂的过程,大致包括词法分析、语法分析、语义分析、性能优化、生成可执行文件等五个步骤,期间涉及到复杂的算法和硬件架构。解释器与此类似,有兴趣的读者请参考《编译原理》一书,本文不再赘述。

(3)扩展3

JavaC#是一种比较奇葩的存在,它们是半编译半解释型的语言,源代码需要先转换成一种中间文件(字节码文件),然后再将中间文件拿到虚拟机(JVM)中执行。Java引领了这种风潮,它的初衷是在跨平台的同时兼顾执行效率。C# 是后来的跟随者,但是 C# 一直止步于 Windows 平台,在其它平台鲜有作为。

4、关于Python

Python 属于典型的解释型语言,所以运行 Python 程序只需要解释器的支持,只要你在不同的平台安装了不同的解释器,你的代码就可以随处运行,不用担心任何兼容性问题,真正的“一次编写,到处运行”。

Python 几乎支持所有常见的平台,比如 Linux、Windows、Mac OS 等,你所写的 Python代码无需修改,就能在这些平台上正确运行,Python 的可移植性是很强的。

参考:http://c.biancheng.net/view/4136.html