『无为则无心』Python基础 — 2、编译型语言和解释型语言的区别

1、什么是计算机语言
2、高级语言中的编译型语言和解释型语言
3、知识扩展：
4、关于Python

1、什么是计算机语言

计算机就是一台用来计算机的机器，人让计算机干什么计算机就干什么。我们需要通过计算机的语言来控制计算机，所谓计算机的语言就是编程语言。

计算机语言其实和人类的语言没有本质的区别，不同点就是交流的主体不同。也就是说中文、英文是人和人之间的交流语言，而计算机语言（编程语言）是人和计算机交流的语言。

计算机语言发展经历了三个阶段：

（1）机器语言

最早的一种计算机语言。
机器语言通过二进制编码来编写程序，二进制编码就是1和0，计算机也只认识1和0。
执行效率高，但编写起来太麻烦。

（2）汇编语言

使用符号（如ABC和各种符号）来代替二进制编码。

编写程序时，不需要使用二进制，而是直接编写符号。

编写完成后，需要将符号转换为机器码，然后再由计算机执行。
符号转换为机器码的过程称为汇编。
将机器码转换为符号的过程，称为反汇编。
汇编语言一般只适用于某些硬件，和硬件的关系太紧密，兼容性比较差。

就好比不同硬件厂商识别符号的标准是不一样的。
现在的一些硬件驱动还是会用到汇编语言进行编写。

（3）高级语言

高级语言的语法基本和现在英语语法类似，并且和硬件的关系没有那么紧密了。

也就是说通过高级语言开发程序可以在不同的硬件系统中运行。
高级语言都会有自己的编译器，所编写的代码都会运行在自己的编译器上。

不同系统上安装想对应的编译器，实现一份源码一次编译，到处运行。
高级语言学习起来也更加的容易，现在我们知道的语言基本都是高级语言。如C、C++、C#、Java、Golang、Python等等。

2、高级语言中的编译型语言和解释型语言

计算机是不能理解高级语言的，更不能直接执行高级语言，它只能直接理解机器语言（二进制编码）。所以使用任何高级语言编写的程序，若想被计算机运行，都必须将其转换成计算机语言，也就是机器码，这个过程就叫编译。比如，一行Python的命令print('hello') ，必需要转换为类似1010101 这样的机器码，计算机才能够识别你的命令。

根据从源码转换二进制编码的时机不同，语言分成了两大类：编译型语言和解释型语言。

（1）编译型语言

对于编译型语言，开发完成以后需要将所有的源代码都转换成可执行程序，比如 Windows 下的.exe文件，可执行程序里面包含的就是机器码。只要我们拥有可执行程序，就可以随时运行，不用再重新编译了，也就是“一次编译，无限次运行”。

在运行的时候，我们只需要运行编译生成的可执行程序，不再需要源代码和编译器了，所以说编译型语言可以脱离开发环境运行。

编译型语言一般是不能跨平台的，也就是不能在不同的操作系统之间随意切换。

编译型语言使用的转换工具称为编译器。常见的编译型语言有C、C++、Golang等。

总结：

编译一次后，脱离了编译器也可以运行，并且运行效率高。

可移植性差，跨平台性比较差。

（2）解释型语言

对于解释型语言，每次执行程序都需要一边转换一边执行，用到哪些源代码就将哪些源代码转换成机器码，用不到的不进行任何处理。每次执行程序时可能使用的功能不同，这个时候需要转换的源代码也不一样。

因为每次执行程序都需要重新转换源代码，所以解释型语言的执行效率天生就低于编译型语言，甚至存在数量级的差距。计算机的一些底层功能，或者关键算法，一般都使用 C/C++ 实现，只有在应用层面（比如网站开发、批处理、小工具等）才会使用解释型语言。

在运行解释型语言的时候，我们始终都需要源代码和解释器，所以说它无法脱离开发环境或者运行环境。

解释型语言使用的转换工具称为解释器。常见的解释型语言有Python、JavaScript、PHP、Shell等。

总结：

每次执行代码都需要解释一次，执行速度比较慢。

不能脱离解释器独立运行。

跨平台性比较好。

（3）编译型语言和解释型语言执行流程

如下图所示：

3、知识扩展：

（1）扩展1

当我们说“下载一个程序（软件）”时，不同类型的语言有不同的含义：

对于编译型语言，我们下载到的是可执行文件，源代码被作者保留，所以编译型语言的程序一般是闭源的。
对于解释型语言，我们下载到的是所有的源代码，因为作者不给源代码就没法运行，所以解释型语言的程序一般是开源的。

（2）扩展2

编译器就是一个“翻译工具”，类似于将中文翻译成英文、将英文翻译成俄文。但是，翻译源代码是一个复杂的过程，大致包括词法分析、语法分析、语义分析、性能优化、生成可执行文件等五个步骤，期间涉及到复杂的算法和硬件架构。解释器与此类似，有兴趣的读者请参考《编译原理》一书，本文不再赘述。

（3）扩展3

Java和 C#是一种比较奇葩的存在，它们是半编译半解释型的语言，源代码需要先转换成一种中间文件（字节码文件），然后再将中间文件拿到虚拟机（JVM）中执行。Java引领了这种风潮，它的初衷是在跨平台的同时兼顾执行效率。C# 是后来的跟随者，但是 C# 一直止步于 Windows 平台，在其它平台鲜有作为。

4、关于Python

Python 属于典型的解释型语言，所以运行 Python 程序只需要解释器的支持，只要你在不同的平台安装了不同的解释器，你的代码就可以随处运行，不用担心任何兼容性问题，真正的“一次编写，到处运行”。

Python 几乎支持所有常见的平台，比如 Linux、Windows、Mac OS 等，你所写的 Python代码无需修改，就能在这些平台上正确运行，Python 的可移植性是很强的。

参考：http://c.biancheng.net/view/4136.html