談談程序設計語言、編譯器和開發環境之間的關係

轉載地址:http://computer.eefocus.com/lingyue/blog/09-03/167608_03695.html

許多初學者都會對這三個概念區分不清,應該說這三個概念是完全不同的,不能混爲一談。在本文中,我就盡我最大的能力來講講這三個概念以及他們之間的關係。


首先說程序設計語言,它同人類的自然語言一樣也是一個語言,並且它是自然語言的一個子集。大家都知道自然語言是極其龐大和複雜的系統,具有很多不不確定性和不精確性,因此至今我們也沒有辦法對自然語言進行形式化的描述。程序設計語言只是自然語言的一個很小的子集,在計算機系統中,一切都是需要確定性和精確性的描述,因此程序設計語言也是極爲規範的,在程序設計語言中,幾乎就不允許存在不確定性和不精確性,也就是說不能存在文法的二義性。這樣一個程序設計語言就可以通過一系列的產生式來進行形式化的描述,這一系列的產生式就被稱爲文法,語言就是由文法來定義的。從另外一個角度來說,一個程序設計語言,它僅僅是一個語言,它只對程序進行形式上的要求。或者說,程序設計語言對應於編程中的編碼階段。我們有必要對程序開發的三個階段進行了解,程序開發從時間先後順序上可以分爲三個階段:1.編碼階段,2.編譯階段,3.運行階段。在編碼階段,我們使用的就是程序設計語言。語言除了定義了文法以外,其他的任何事情他都不做。當然一種語言也有很多種版本,比如 BASIC 語言,就有很多種版本,C語言也是如此。這裏所講的語言的版本與編譯器的版本是不一樣的。C語言的標準版本就是 ANSI C,如果初學者會提出這樣的問題“C語言哪個更好?”,這樣的問題反映出他們對語言與編譯器之間的關係的認識的不足。如果從語言的角度來講 VC 和 TC 是沒有多大區別的,他們基本上都能支持 ANSI C。

再來看看編譯器。編譯器與語言的關係就是,翻譯者與語言的關係。編譯器就是一個翻譯,他把使用某種語言書寫的源程序,翻譯成爲等價的使用目標語言書寫的目標程序。前面我們也說了,語言是一個抽象的概念,是由文法來定義的。唯一實在的東西,也就是定義語言的文法。在使用語言時,我們只能說,使用這種語言去書寫一段程序。編譯器則是能夠將某種語言的源程序進行翻譯,然後生成目標程序。我們通常會說,某個編譯器支持了什麼語言,也就是說這個編譯器能識別並翻譯這種語言。現在的C編譯器,一般都是支持了 ANSI C 語言的,另外,編譯器的設計者可能還會對 ANSI C 進行一定的擴充,而且各個編譯器進行擴充功能都是不同的,因此可能就會出現一個編譯器誕生以後,就會出現一個新的語言的現象。TC 和 VC 就分別對 ANSI C 進行了不同的擴充,比如在 TC 中有 far 等關鍵字,ANSI C 中是沒有的,在 VC 中有內嵌彙編的語法 _asm,而在 TC 中則是使用 asm 關鍵字,這些內容在 ANSI C 中沒有的。編譯器的輸入時源程序,而其輸出則是目標程序。一般情況下,源程序是使用某種高級語言書寫的,而目標程序則是某個特定機器的機器語言程序。另一方面,編譯器除了提供編譯功能,還會提供一些運行庫。所謂運行庫就是由一些事先寫好的子程序所組成的子程序庫。例如C語言中的 printf 函數,就是由C的運行庫提供的。在 ANSI C 中定義了一些C語言的標準庫函數,這些庫函數是標準C必須具備的,也可以說這些庫函數成爲了 ANSI C 的一個部分。另外,不同的編譯器還可以提供自己的,非標準的庫給用戶使用,在 TC 中的 Graphics 庫,其實就是由 TC 提供的,它不是屬於 ANSI C 的。簡單的說,編譯器是由編譯程序和運行庫組成的。在程序的編譯階段,就是使用編譯器對源程序進行編譯生成目標程序。

在程序的運行階段則是在一個特定的平臺上,由這個平臺來執行編譯生成的程序。Java 虛擬機是一個平臺,DOS 和 Windows 也是平臺,編譯器的作用就是溝通源程序和程序的運行平臺。源程序相對於一個運行平臺來說是不可識別的,但當編譯器將源程序編譯成爲這個平臺所能夠識別的目標語言以後,程序就可以在這個平臺上運行了。

應該看到,編譯器在其中起到了很重要的作用。我們現在可以明確一些概念了,程序設計語言只是語言,它本身很難說有什麼好壞,這就如同說“漢語和英語哪個好”一樣。使用某一種程序設計語言,我們可以書寫自己的程序,從而向計算機表達自己希望完成的功能。這個階段,我們稱爲編碼階段。編譯器由編譯程序和運行庫組成,編譯程序負責將源程序翻譯成爲目標程序,運行庫提供了一些基本的子程序給程序編寫者使用。我們可以說編譯器是否支持某種語言,例如 TC 編譯器是支持 ANSI C 的,而 GCC 則是一個能夠支持多種語言的編譯器。然而不同的編譯器除了提供對某種語言的支持以外,還可能對該語言進行了某些功能擴充。編譯器在對語言的支持上,差別都是不太大的,這是因爲許多語言都制定了一個標準,例如 ANSI C。編譯器的另外一個重要特性,就是對運行平臺的支持。平臺指的是一個程序運行所需要的所有軟件和硬件的基礎。編譯器對運行平臺的支持,是通過將源程序編譯成爲目標程序,以及編譯器所提供的運行庫來實現的。例如,TC只能將C源程序編譯生成,使用 80x86 CPU,操作系統爲 DOS 的 16bit DOS 程序。VC只能將C源程序編譯生成 80x86 CPU、操作系統爲 Windows 的 32bit Windows 程序。使用編譯器對源程序進行編譯被稱爲編譯階段,這個階段編譯程序將源程序編譯爲某個平臺的目標代碼。程序在具體的平臺上運行時,被稱爲運行階段。應該指出,在編碼階段使用到的是程序設計語言,以及編譯器所提供的庫函數,這個階段產生的是源程序。在編譯階段使用的是源程序和編譯器,這個階段產生的是目標程序。在運行階段使用到的是目標程序和運行平臺,這個時候產生的是程序運行結果。

因此說討論一個程序設計語言好壞沒有多大意義,因爲他們使用的場合不同,比如彙編語言和 Java 語言,要談論這兩個語言的好壞是沒有實際意義的。而說“C語言哪個好”之類的話也是沒有意義的,我想大家學的C也就是在 ANSI C 基礎上的C,並且不同的C語言之間的差別是極小的。我們通常指的 TC、VC 都是指編譯器,而不是語言。編譯器能夠支持一種或者多種的程序設計語言,TC 能夠支持 ANSI C,VC 能夠支持 ANSI C 和 ANSI C++,而 GCC 則是一個支持多語言的編譯器。如果真要說 VC 比 TC 好,只能說 VC 編譯器提供的庫函數更多,並且 VC 能夠支持的平臺是 Windows,而 VC 編譯出來的代碼也都是 32bit 的。

在以上概念中糾纏了這麼久,我也不再想多說了。再來看開發環境。爲了能夠方便程序設計者進行編碼、調試等工作,編譯器製造商在製作好一個編譯器以後,都會提供一個集成開發環境(又稱爲IDE)。在這個 IDE 中,用戶可以完成編碼、編譯、調試、運行的全部工作。並且在最新的IDE中,可能還會提供一個可視化的設計功能,可以方便用戶進行程序界面的設計。例如 VB 等。另外一個方面,開發環境除了包括 IDE 以外,還包括了程序運行的平臺。比如硬件是 IBM PC 兼容機,操作系統是 Windows 等。

可能,能講的也就這麼多了,感覺講的並不是很好,不過我已經盡力了。有些東西是很難說清楚的,“只能意會不可言傳”指的就是這個了。不要怪我講的不好,還是自己用心去理解和體會吧。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章