00-编程语言简介

编程语言的概念

编程

编程:让计算机为解决某个问题而使用某种程序设计语言编写程序代码,并最终得到结果的过程。

计算机程序:就是计算机所执行的一系列的指令集合,而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的,所以人们如果要控制计算机,则需要通过计算机语言向计算机发出命令。

计算机语言

计算机语言:人与计算机之间通讯的语言。它是人与计算机之间传递信息的媒介,用来控制计算机的一系列指令。

计算机语言的种类非常的多,总的来说可以分成三大类:机器语言、汇编语言和高级语言。

计算机最终所执行的都是机器语言,它是由“0”和“1”组成的二进制数,二进制是计算机语言的基础。

编程语言

通过类似于人类语言的 ”语言”来控制计算机,让计算机为我们做事情,这样的语言就叫做编程语言。不同的编程语言,有不同的语法,必须遵守。

如今通用的编程语言有两种形式:汇编语言和高级语言。

  • 汇编语言:与机器语言实质是相同的,都是直接对硬件操作,只不过指令采用了英文缩写的标识符,容易识别和记忆。

  • 高级语言:主要是相对于低级语言而言,它并不是特指某一种具体的语言,而是包括了很多编程语言,比如:C 语言、C++、Java、C#、PHP、JavaScript、Python、Objective-C、Swift、Go 语言等。

编程语言的分类

翻译器

计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言,所以必须要把程序员所编写的高级语言翻译成机器语言,计算机才能执行程序。为此,我们需要一个翻译器。程序语言翻译成机器语言的工具,被称为翻译器

由此可见,所谓的“翻译”,指的是将人类所编写的源代码转换(翻译)为机器能够执行的指令,这也被称为二进制化。

翻译器翻译的方式有两种:一种是编译,另一种是解释。两种方式之间的区别在于翻译的时机不同。

  • 编译器:在代码执行之前,事前把所有的代码一次性翻译好,生成中间代码文件,然后整体执行。

  • 解释器:边翻译,边执行(在代码执行时进行及时翻译,并立即执行)。当编译器以解释的方式运行时,也称之为解释器。

对应的语言,称之为“编译型语言”、“解释型语言”。

1、编译型语言

  • 定义:需要事先通过编译器把所有的代码一次性翻译(编译/转换)好,然后整体执行。比如 exe 文件。

  • 优点:执行效率高,运行更快。

  • 不足:移植性不好,不跨平台;编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。

  • 编译型语言举例:C、C++

比如说,c 语言的代码文件是.c后缀,翻译之后文件是.obj后缀,系统执行的是 obj 文件;再比如, java 语言的代码文件是.java后缀,翻译之后的文件是.class后缀。(但是,Java 语言不是严格的 编译型语言,这个一会儿会讲)

以 C 语言的hello.c来举例:

  1. #include <stdio.h>
  2. int main(int argc, char const *argv[])
  3. {
  4. printf("Hello world!");
  5. return 0;
  6. }

对于以上 C 代码,main 是程序入口,实现的功能是打印字符串hello world到屏幕上,编译和执行过程如下:

  1. C 语言代码经过预处理(比如依赖处理、宏替换)。以上方代码示例,#include<stdio.h>会在预处理阶段被替换。
  2. 编译:编译器会把 C 语言翻译成汇编程序。一条 C 语言通常被编译为多条汇编代码,同时编译器会对程序进行优化,生成目标汇编程序。
  3. 汇编语言通过汇编器再汇编成目标程序hello.o
  4. 链接:程序中往往包含一些共享目标文件,如示例代码中的printf()函数位于静态库,需要经过链接器进行链接。

00-编程语言简介 - 图1

(上方图片的来源:JavaScript 基础-基本概念

00-编程语言简介 - 图2

(上方图片的来源:编译型语言

2、解释型语言

  • 定义:在运行过程中(runtime)通过解释器边翻译边执行(也就是逐行翻译:翻译一行,执行一行),不需要事先一次性翻译。

  • 优点:移植性好,跨平台。

  • 缺点:运行速度不如编译型语言。

  • 解释型语言举例:JavaScript、PHP、Python。

Java 语言

Java 语言是属于半编译半解释型语言。翻译过程:

(1)编译:.java代码文件先通过 javac 命令编译成.class文件。

(2)执行:.class文件再通过 jvm 虚拟机,解释执行。有了 jvm 的存在,让 java 跨平台了。

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