翻譯高階語言成機器語言-編譯器與直譯器

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有兩種方式將人類所撰寫的是 source code 翻譯電腦能夠看得懂的是 machine code：編譯器或直譯器。

編譯器

Translation with compiler

  • Source code 在 compile time 被 編譯成 machine code ，然後在 runtime 被執行。
  • Runtime 時不進行 parse（or syntactic analysis，語法分析），執行效率較快速。
  • 每次的執行是一支程式，執行編譯過後的執行檔來執行程式。
  • 若是程式中存在語法錯誤，則程式會無法通過編譯，整支程式都無法執行。
  • 無法即時測試局部的程式，除錯速度通成較慢。
  • 使用編譯器的語言包括 C/C++, Fortran, Java, rust, go…

Source code in C：

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2
printf("hello world\n") //executable
pppprintf("hello world\n") //syntax error

Output：

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2
3
識別項\"pppprintf\" 未定義 C/C++(20)
`pppprintf` was not declared in this scope gcc
#nothing executable

直譯器

Translation with interpreter

  • Source code 在 runtime 被直譯。
  • Runtime 時進行 parse，執行效率較緩慢。
  • 每次的執行是一行程式，不會產生額外的檔案。
  • 若是程式存在語法錯誤，則程式會執行到語法錯誤的那行程式碼才會無法繼續。
  • 可以即時測試局部的程式，除錯速度通成較快。
  • 使用直譯器的語言包括 Python, Matlab, Bash, Lisp，Pascal, BASIC…

Source code in bash：

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~$ echo hello world && echoooo hello world #executable && syntax error

Output：

1
2
hello world #executable
echoooo: command not found #syntax error

Note

有時候可見某個語言被分類為「編譯語言」或是「直譯語言」（e.g, C語言是編譯語言），但這樣的描述並不全然正確，不經過任何轉換，程式碼也僅是文字檔。一個語言是「編譯」或是「直譯」的理由並不源自語言本身，而是傳換成被電腦理解的過程；而一個幾乎使用的編譯器的語言（e.g, C語言），也可以藉由直譯器來實現。

參考資料：
Understanding Python Bytecode | Interpreter (computing) | Compilers vs Interpreters – An overview of the differences | Difference between CPython, Jython, IronPython, PyPy, and Cython