VB.net 2010 视频教程 VB.net 2010 视频教程 python基础视频教程
SQL Server 2008 视频教程 c#入门经典教程 Visual Basic从门到精通视频教程
当前位置:
首页 > python入门教程 >
  • 编译型语言与解释型语言

上一章我们已经了解到,编程语言其实就是一种我们人类易于理解的程序语言。我们用这种编程语言编写的程序就称为源代码。这些源代码是通过翻译器这么个东西,被翻译成二进制指令,从而让计算机能够执行我们的指令。

那么,这其中发挥很大作用的翻译器又是怎么回事?

编译型语言与解释型语言

其实,翻译器不止一种。我们根据翻译器翻译的时机,将它分为了编译器和解释器。

相应的,编程语言也分为了编译型语言和解释型语言。

编译型语言要求将所有的源代码通过编译器转换成二进制指令,也就是生成一个可执行程序(比如Windows下的.exe文件),比如汇编语言、C语言、C++等都是编译型语言。

解释型语言,顾名思义就是将源代码一边转换,一边执行。就好像你阅读文章一样,读到哪程序执行到哪。这种方式不需要生成可执行程序,使用会更加方便,比如Python、PHP、JavaScript、MATLAB等都是解释型语言。

虽然文中对编译器和解释器讲解的比较简单,但事实上,翻译源代码的过程十分复杂,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5个步骤,其中涉及到复杂的算法和硬件架构,这一点本文不再赘述。

操作系统

另外大家需要了解的一点是,计算机程序都是运行在操作系统中的,目前我们比较熟知的操作系统平台都有Windows、Linux、MacOS,当然这三种操作系统都不是瞬间诞生的,也都经历了操作系统几十年的发展,才完善成我们目前熟知的版本。
长时间不同发展,导致不同的操作系统平台之间底层的内部结构截然不同,也就是说能够在Windows系统运行的程序,拿到MacOS下便会无法运行,同理,能在Linux平台下执行的程序,也不能在Windows平台下执行。

另外,就算是相同的操作系统,不同的版本之间也不一定兼容。比如不能将Windows64位程序拿到Windows32位平台下运行。但反之一般都可以,这是因为64位Windows对32位程序做了兼容性处理。这也是几乎所有程序版本之间的通病,新版本可以兼容老版本,老版本兼容不了新版本。

除了程序不能跨平台使用之外,源代码也不能跨平台使用。例如C语言中,可以让程序暂停的“睡眠”函数,在Windows平台下函数名是Sleep,但在Linux平台下该函数名是sleep,首字母大小写不同。而且函数中的参数含义也不同,Sleep的参数是毫秒,sleep的参数是秒。

这是一件相当麻烦的事情,这意味着同一个软件,你不仅需要开发3种不同的源代码,还要生成3种平台的可执行程序,分别兼容Windows、Linux、Mac OS这3种平台(现在大部分软件都有不同操作系统下的版本就是因为这个原因),未来的更新维护也需要同时更新3个版本。而且,万一以后新出来个鸿蒙操作系统,是不是又需要从头开发新的版本呢?

当然,以程序员的勤劳度来看,是不会做出这么费力不讨好的事情的。事实上,程序员有各种方法来解决这个问题。

比较经典的办法,就是开发一套支持跨平台的语言。诞生于1995年的Java就是其中的引领者。目前国内Java之所以火爆,很大部分原因就是Java的跨平台特性。虽然后来微软的C#也追随了Java的脚步,但由于更新太慢,几乎都要被人遗忘了。至于C语言,C++,由于太古老,它们诞生的时候还没有操作系统呢,所以基本指望不上跨平台了。

跨平台语言运行原理

编译型语言

事实上,关于跨平台,编译型语言和解释型语言走上了不同的道路。虽然道路不同,但原理是一样的。

比如Java这门语言,之所以能够跨平台,是因为它在操作系统上层,又搭建了一个叫做Java虚拟机(Java Virtual Machine,简称 JVM)的东西。你可以把JVM理解成一个底层软件,而且针对不同的平台有不同的版本:Windows版,Linux版、MacOS版,这三个版本的JVM安装在了这三个平台上,我们编写的Java源代码会被JVM转换成字节码,字节码是可以在Java虚拟机上运行的。流程如下图:

 

 

Java语言运行流程 

这样一来,你只需要写一份源代码就可以了,只要在操作系统中安装上对应的Java虚拟机,就可以平滑运行Java软件了。所以Java打出的口号就是:一次编译,处处运行。

 

 

 编译型语言运行原理

解释型语言

相对于编译型这种只有少数语言支持跨平台的语言来说,解释型语言几乎都能跨平台。“一次编写,处处运行”就是解释型语言的特点。

那么为什么解释型语言就能跨平台呢?

这一切其实都归功于解释器。

解释器其实就类似于Java虚拟机,也是编程语言与操作系统之间的中间层。官方会针对不同的平台开发不同的解释器,这些解释器会把同样的源代码在不同的操作平台下转换成对应平台“认识”的机器码,兼容了不同平台之间的差异,从而解决了跨平台的问题。

编译型和解释型语言另外一个明显的区别就是:

使用编译型语言开发的可执行程序,源代码是无法获取的,所以程序一般是闭源的。

而解释型语言由于一边转换一边执行的特性,软件下载下来的都是源代码,否则就无法运行,所以解释型语言的程序一般是开源的。

 

 

 解释型语言运行原理

关于Python

Python属于解释型语言,所以运行Python程序需要安装对应平台的解释器。也就是说我们使用Python无需考虑不同平台的兼容性问题,目前常见的如Linux、Windows、MacOS、Android、PocketPC等操作系统,Python都可以完美运行!

总结

我们将编译型语言和解释型语言的差异总结如下:

类型 原理 优点 缺点
编译型语言  通过编译器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 编译一次,脱离编译器也能运行,效率高 可移植性差,不够灵活 
解释型语言  通过解释器将源代码转换为操作系统平台对应的机器码 跨平台性好 边转换机器码边执行,效率较低 

原文链接:http://pythonjishu.com/compile-type/


相关教程