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。

（上方图片的来源：JavaScript 基础-基本概念 ）

（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。