编程语言的可移植性探寻——为什么C语言也号称具有强大的可移植性?

W3Cschool小编 2021-09-13 16:55:33 浏览数 (100)
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学习编程的第一课,就是介绍这门编程语言的特点。翻开C语言的教程,你就会在他的特性中发现这样一点:拥有很强的可移植性。然后翻开java语言的教程,你也会发现可移植性高的描述。再多翻几本手册,你会发现可移植性好像是编程语言都具有的一种特性。那么编程语言在提到自身的优势的时候,为什么要把这样一个近乎人人都有的特性提出来呢?他们之间又有什么差异呢?请听小编慢慢分解。

编译&解释

一门编程语言从源代码到机器可执行的程序,有两种方式,一种是编译,一种是解释,这并不是对编程语言的一种界定,因为有些语言既可以编译执行也可以解释执行(有种说法是,一些编程语言在开发的时候使用解释的方式进行调试,在后期再改成编译方式执行,这样能快速调整语言的特性,比如JavaScript的V8引擎就引入了即时编译功能)。就像作一道菜,源代码就是菜谱,编译执行就是先将代码遍扫一遍,然后进行执行,就像先把菜谱看一遍,学会了再执行;而解释执行是代码逐行解释,就像是看菜谱的步骤,一个步骤看一遍,逐步执行。理想情况下编译执行和解释执行应该是效率相同的,但是解释执行并不能预测到后面的结果,所以需要花费一些算力去进行优化(比如有有一个变量,在某处用完后就可以释放了,在编译执行过程中就可以直接释放,而解释执行就不能释放,因为他不知道这个变量后面是否还会使用)。

编译和解释的区别不仅仅在运行过程上,在运行方式上也有区别:编译是将高级语言转化成专属于目标机器的机器语言。解释则是直接执行高级语言(执行高级语言的过程,是将单行代码转换为机器语言的过程)。

可移植性

讲了那么多,还是没有提到可移植性。但实际上,上面的内容正是决定可移植性的一个因素。我们知道,编译过程,是将一门高级语言转化为目标机器语言,而中间需要编译器的介入。实际上,不同的机器使用的机器语言是不同的,所以使用的编译器也是不同的,高级语言的通用特性,就是高级语言可以通过不同的编译器转换成不同的机器语言。虽然最终的编译结果不同,但源代码是相同的,运行结果也是相同的,所以高级语言的源代码基本都具有代码可移植性。

而解释过程就更加厉害了,一门语言要适用于一个平台,首先要在这个平台上实现相应的解释器。然后,我们知道,解释型语言是直接用解释器执行高级语言的,这也就决定了同样的代码可以在不同的机器上运行出相同的效果。

另一个因素

实际上上面的内容只是一种比较理想的存在,Windows和linux的内核是完全不同的,他们能提供的系统操作也是不同的。所以要适配这样的不同平台的代码,实际上还是得进行一定的修改。

一处编译,处处执行

还有一种神奇的存在,号称一处编译处处执行,那就是java。关于java的一处编译处处执行,可以参考小编的这篇文章:一处编译处处运行如何实现?浅析语言的跨平台性

java的这个特性,又叫跨平台可移植性,是一种比较高级的存在。c语言这种编译型语言和JavaScript这种解释型语言的优点被其融合在一起。java在编译过程中避免了解释型语言的一些问题,使最后编译出来的字节码在解释执行的时候尽可能的达到接近编译执行的速度。而在最后执行的过程中使用解释执行,继承了解释型语言的跨平台的优点。

由于python有一个版本(JPython)是使用java实现的,这个版本也可以将python编译成java字节码文件,然后再jvm上解释执行,所以JPython也是这样的高级存在。

小结

接下来是对本文章的一个总结:

可移植性,是高级语言都有的一个特点,只要具有可移植性,他的源代码就可以在不同的平台编译出相应的结果。

跨平台性,是解释型语言的一个特点,只要目标平台拥有对应的解释器,源代码就可以在这个平台运行出相应的结果。


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