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2022-07-22 17:06:42 +08:00

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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:

#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。

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(上方图片的来源:JavaScript 基础-基本概念

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(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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