Начиная изучать программирование, будущие программисты сталкиваются с большим количеством новых слов и словосочетаний. Например:
компилятор и компиляция,
интерпретатор и интерпретация,
структурирование,
архитектура приложения,
сборка программы,
контейнеры,
и др.
Задача таких веб-ресурсов, как наш, — разъяснять эти термины и помогать программистам адаптироваться в разработке. Поэтому сегодня мы поговорим о таких терминах, как «интерпретатор» и «компилятор». Обсудим, что это такое и какая между ними разница.
Интерпретатор и компилятор — это способ преобразовать код на любом известном вам языке программирования в «нечто», понятное компьютеру. Различаются они по способу преобразования программного кода. Подробнее на этом остановимся ниже.
Каждый язык программирования, который вы знаете, — это способ передать команды компьютеру с помощью текстового описания. Язык программирования создан для людей, чтобы им проще было разбираться, что происходит в программе. Процессор компьютера не воспринимает текст, соответственно, он не воспринимает языки программирования. Поэтому, если задать ему команду в виде текста, он не сможет ее обработать. Процессор компьютера воспринимает только машинный код. Машинный код — это код, который состоит из двоичного представления, то есть «единиц» и «нулей», либо примитивного кода, который состоит из двоичного представления и набора каких-то символов, например, букв или специальных символов.
Компилятор и интерпретатор — что это в теории?
Мы выяснили, что компьютер воспринимает исключительно машинный код, поэтому, чтобы он исполнял команды программистов, они должны быть написаны на машинном коде. Однако проблема в том, что люди практически не способны писать на машинном коде. Правильно сказать, способны написать только какие-то примитивные вещи типа:
сложить два числа,
написать буквы,
вывести на экран,
и др.
Написать более сложную программу на машинном коде, например, аудиоплеер или редактор текста, — непосильная задача. Машинный код трудно понять, также трудно проводить в нем какие-то корректировки, поэтому люди пошли дальше — они придумали языки программирования, на которых им удобно писать. В этой категории находятся практически все языки программирования, которые сейчас на слуху. Например:
Python,
Java,
C++,
PHP,
JavaScript,
Kotlin,
Swift,
и др.
Однако эти языки не понятны компьютеру, поэтому люди придумали узкоспециализированные программы, которые «конвертируют» программный код на «человеческих» языках в машинный код, понятный процессору устройства. Этими «узкоспециализированными программами» являются интерпретатор и компилятор. Почему они считаются «узкоспециализированными программами»? Потому что для каждого отдельного языка пишется собственный компилятор или интерпретатор.
Введем еще два понятия:
высокоуровневые языки программирования — это языки, которые понятны только людям; сюда входит большинство популярных языков;
низкоуровневые языки программирования — это языки, которые понятны людям и компьютерным устройствам, сюда относят: машинный код, двоичный код, языки Ассемблера, язык С и др.
Компилятор и компиляция — что это такое?
Компиляция — это процесс преобразования программного кода из одного языка программирования в другой. Компилятор — это программа, которая проводит компиляцию.
Компилятор использует всю программу сразу и преобразует ее в код, который сможет запуститься на устройстве. Самый простой пример — это файлы с расширением «.ехе» на Windows. То есть вы пишите какую-то программу для работы под управлением Виндовс, допустим, на языке С++. Сразу запустить ее в системе не получится, потому что система ее не поймет. Поэтому вам нужно будет провести ее через компилятор, то есть скомпилировать. Сделав это, вы получите вашу же программу, но уже в «.exe»-файле. Если вы откроете «.exe»-файл вашей программы, тогда вы заметите, что ничего общего с исходным кодом программы на С++ там нет. В «.ехе»-файлах вы увидите непонятный набор символов, но пока еще не двоичный код.
Суть компилятора — это взять всю программу и перевести ее из высокоуровневого представления в низкоуровневое.
Интерпретация и интерпретатор — что это такое?
Интерпретация — это процесс преобразования программного кода из одного языка в другой. Интерпретатор — это программа, которая проводит интерпретацию. Несложно заметить из описания, что интерпретатор и компилятор выполняют похожие операции — они переводят код из высокоуровневого представления в низкоуровневое, однако делают это по-разному.
Интерпретатор не преобразует всю программу сразу. Процесс преобразования у него поставлен на поток прямо во время работы программы, то есть вы запускаете программный код, написанный на интерпретируемом языке, и он преобразуется в машинное представление прямо в процессе.
Так мы дошли до главной мысли: интерпретатор и компилятор, по сути, выполняют одну и ту же работу, однако компилятор преобразует весь код программы перед ее запуском, а интерпретатор преобразует код программы в процессе ее выполнения.
Компилятор и интерпретатор: особенности подходов
Компилятор хорош тем, что перед запуском программы он полностью ее обрабатывает. Соответственно, в процессе компиляции происходит оптимизация программного кода; операторы, переменные, методы, функции проверяются на ошибки. Если в программном коде есть какие-то проблемы, то компилятор сообщит об этом, и тогда разработчик сможет их исправить. По сути, компилятор как бы «моделирует» новую программу из того кода, что вы написали.
Интерпретатор не моделирует никаких программ. Принцип его функционирования построен очень просто: он прочитал строчку кода и сразу ее выполнил. Соответственно, если в коде есть ошибка, интерпретатор либо выполнит код с ошибкой, либо не выполнит его вообще, а разработчику придется самостоятельно искать, где возникла проблема у интерпретатора и как исправить эту ошибку.
Невозможно сказать, что лучше: компилятор или интерпретатор, потому что это совершенно разные подходы, которые имеют свои особенности. В некоторых случаях их применяют вместе, чтобы достичь максимальной производительности программы.
Отметим ряд особенностей интерпретации и компиляции:
После компиляции программный код готов к исполнению на устройстве, так как уже имеет машинное представление.
Скомпилированный код выполняется быстрее, чем исходный код при интерпретировании.
Скомпилированный код сложно откорректировать, поэтому тут два эффекта: с одной стороны, компиляция защищает исходный код программы от постороннего вмешательства. С другой стороны, если разработчику программы нужно внести какие-то изменения, он это делает в исходном коде, а потом нужно перекомпилировать программу.
Компилятор оптимизирует и определяет наличие ошибок в коде во время компиляции.
Компилятор требует больше системных ресурсов, чем интерпретатор.
Интерпретатор не «грузит» систему, потому что преобразует по одной инструкции за один раз.
Интерпретируемые программы легко корректировать.
При интерпретации путь программы от исходного кода и до ее исполнения короче, чем при компиляции.
Компилятор сохраняет результат своей работы в виде отдельного файла, а интерпретатор выполняет работу «на лету».
Интерпретируется или компилируется программа — зависит от того, на каком языке программирования она написана.
Заключение
Теперь вы знаете, что «компилятор или компиляция» и «интерпретатор или интерпретация» — это разные инструменты одного действия. Это инструменты, которые конвертируют программы, написанные на высокоуровневых языках, в код, который понимает процессор устройства.
Существует много разных мнений насчет того, какой процесс лучше: интерпретация или компиляция. Главный минус интерпретации — это маленькая скорость работы программ, потому что интерпретатору приходится построчно выполнять программу. Главный плюс — программы на интерпретируемых языках пишутся быстрее и легче поддерживаются.
Главный минус компиляции — это сложность поддержки и сложность компилируемых языков. Главный плюс — компилируемые программы работают быстрее.
Другое
