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title: 00-编程语言简介
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## 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：

```c
#include <stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
  printf("Hello world!");
  return 0;
}
```

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。

![20211030-0031-2](https://img.smyhvae.com/20211030-0031-2.png)

（上方图片的来源：[JavaScript 基础-基本概念](https://www.jianshu.com/p/230093183f47) ）

![20211030-0026-2](http://img.smyhvae.com/20211030-0026-2.png)

（上方图片的来源：[编译型语言](https://p.0x06.cn/zh/program/) ）

### 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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