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編譯型語言、解釋型語言、靜態型別語言、動態型別語言概念與區別

最近在研究Python和Erlang。反覆提到動態型別語言、動態語言、解釋型語言這些概念。這些概念很生澀,在這裡做一個總結。

編譯型語言和解釋型語言

1、編譯型語言

需通過編譯器(compiler)將原始碼編譯成機器碼,之後才能執行的語言。一般需經過編譯(compile)、連結(linker)這兩個步驟。編譯是把原始碼編譯成機器碼,連結是把各個模組的機器碼和依賴庫串連起來生成可執行檔案。

優點:編譯器一般會有預編譯的過程對程式碼進行優化。因為編譯只做一次,執行時不需要編譯,所以編譯型語言的程式執行效率高。可以脫離語言環境獨立執行。

缺點:編譯之後如果需要修改就需要整個模組重新編譯。編譯的時候根據對應的執行環境生成機器碼,不同的作業系統之間移植就會有問題,需要根據執行的作業系統環境編譯不同的可執行檔案。

代表語言:C、C++、Pascal、Object-C以及最近很火的蘋果新語言swift

2、解釋型語言

解釋性語言的程式不需要編譯,相比編譯型語言省了道工序,解釋性語言在執行程式的時候才逐行翻譯。

優點:有良好的平臺相容性,在任何環境中都可以執行,前提是安裝瞭解釋器(虛擬機器)。靈活,修改程式碼的時候直接修改就可以,可以快速部署,不用停機維護。

缺點:每次執行的時候都要解釋一遍,效能上不如編譯型語言。

代表語言:JavaScript、Python、Erlang、PHP、Perl、Ruby

3、混合型語言

既然編譯型和解釋型各有缺點就會有人想到把兩種型別整合起來,取其精華去其糟粕。就出現了半編譯型語言。比如C#,C#在編譯的時候不是直接編譯成機器碼而是中間碼,.NET平臺提供了中間語言執行庫執行中間碼,中間語言執行庫類似於Java虛擬機器。.net在編譯成IL程式碼後,儲存在dll中,首次執行時由JIT在編譯成機器碼快取在記憶體中,下次直接執行(博友回覆指出)。我個人認為拋開一切的偏見C#是這個星球上最好的程式語言。可惜微軟的政策限制了C#的推廣。

Java先生成位元組碼再在Java虛擬機器中解釋執行。

嚴格來說混合型語言屬於解釋型語言。C#更接近編譯型語言。

動態語言和靜態語言

1、動態語言

是一類在執行時可以改變其結構的語言:例如新的函式、物件、甚至程式碼可以被引進,已有的函式可以被刪除或是其他結構上的變化。通俗點說就是在執行時程式碼可以根據某些條件改變自身結構。

主要動態語言:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。

2、靜態語言

與動態語言相對應的,執行時結構不可變的語言就是靜態語言。如Java、C、C++。

3、注意:

很多人認為解釋型語言都是動態語言,這個觀點是錯的!Java是解釋型語言但是不是動態語言,Java不能在執行的時候改變自己結構。反之成立嗎?動態語言都是解釋型語言。也是錯的!Object-C是編譯型語言,但是他是動態語言。得益於特有的run time機制(準確說run time不是語法特性是執行時環境,這裡不展開)OC程式碼是可以在執行的時候插入、替換方法的。

C#也是動態語言,通過C#的反射機制可以動態的插入一段程式碼執行。所以我說C#是這個星球最好的程式語言。

動態型別語言和靜態型別語言

1、動態型別語言

很多網上資料把動態型別語言和動態語言混為一談,簡直是誤人子弟。動態型別語言和動態語言是完全不同的兩個概念。動態型別語言是指在執行期間才去做資料型別檢查的語言,說的是資料型別,動態語言說的是執行是改變結構,說的是程式碼結構。

動態型別語言的資料型別不是在編譯階段決定的,而是把型別繫結延後到了執行階段。

主要語言:Python、Ruby、Erlang、JavaScript、swift、PHP、Perl。

2、靜態型別語言

靜態語言的資料型別是在編譯其間確定的或者說執行之前確定的,編寫程式碼的時候要明確確定變數的資料型別。

主要語言:C、C++、C#、Java、Object-C。

3、注意:

相當一部分程式設計師,也包括曾經的我,認為解釋型語言都是動態型別語言,編譯型語言都是靜態型別語言。這個也是錯的。swift是編譯型語言但是它也是動態型別語言。C#和Java是解釋型語言也是靜態型別語言。

強型別語言和弱型別語言

1、強型別語言:

強型別語言,一旦一個變數被指定了某個資料型別,如果不經過強制型別轉換,那麼它就永遠是這個資料型別。你不能把一個整形變數當成一個字串來處理。

主要語言:Java、C#、Python、Object-C、Ruby

2、弱型別語言:

資料型別可以被忽略,一個變數可以賦不同資料型別的值。一旦給一個整型變數a賦一個字串值,那麼a就變成字元型別。

主要語言:JavaScript、PHP、C、C++(C和C++有爭議,但是確實可以給一個字元變數賦整形值,可能初衷是強型別,形態上接近弱型別)

3、注意:

一個語言是不是強型別語言和是不是動態型別語言也沒有必然聯絡。Python是動態型別語言,是強型別語言。JavaScript是動態型別語言,是弱型別語言。Java是靜態型別語言,是強型別語言。

如果我的理解有誤,請在回覆中不吝指出,謝謝。