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简单谈谈编程语言(一)

2019-03-29 07:55:37 来源:www.45fan.com 【

 

本文基于我个人的一些学习和开发经验,以机器语言、汇编语言、C/C++、Java、C#为例,谈谈我的看法,如有不对的地方,欢迎指出。感谢我的老师和师兄师姐在我提出这个问题后,给出了他们的看法。本文尽可能用更容易理解的角度去编写,帮助理解编程语言。

对于编程语言的初学者,以及学过一些编程语言的科班学生、培训机构的学生等等而言,编程语言似乎很难理解。为什么会有这么多编程语言?为什么需要这么多编程语言?为什么有了这么多编程语言了还不停出新的编程语言?编程语言之间的区别是什么?等等一系列的问题就出来了。如果不能很好地去理解,望着层出不穷的编程语言,以及语言流行上不断变化的最火的编程语言,最火的框架,然后我们就开始害怕,开始犹豫,开始抱怨,开始焦虑,开始跟不上时代的步伐。

这样的感觉我也有过,但是我并没有后面这么复杂的情绪,因为我还只是个大三的学生。但是,我知道如果我没有去解决这个问题,我以后的情绪可能会更复杂。百度、谷歌很难找到合适的答案,说的过于抽象或者太深,所以,我还是决定说说自己的理解,简单谈谈。

最开始出现的,就是传说中的机器语言,就是那一大串0和1做成的符号。我们都知道,计算机比较笨,它所能理解的状态只有两种,开(1),关(0),你也可以看成开关变量。为什么只有它只能理解两种状态?不深入讲,从浅层来说,有一个电路,最简单的控制方式是什么?毫无疑问,给它一个开关,开(1)对应的电路就开始工作,关(0)对应电路就不工作。所以,机器语言的操作就是基于二进制(0,1)来操作,最接近底层,计算机能看懂的语言。然后就出现了一大串0,1的代码,你也可以称作操作码,但是计算机是看着舒服了,可苦了编写机器语言的程序员了。前几天刚写完的代码,成就感满满,然后招了新人进来,新人看了好久才看懂,密密麻麻的0和1。所以,那时候能编程的人都非常厉害,但是谁又愿意一直看着这一堆可怕的0和1呢?

后来,想出了一个办法,给特定的操作加上一些英文符号,用来代替机器指令的操作码,这样看起来就容易懂很多了,编写、维护和阅读都方便了很多,最具代表性的,就是汇编语言了。容易懂,当然是相对于机器语言来说。我们最常见到的可能就是MOV这个指令了,亲切而自然。但是汇编中还是涉及到了大量的硬件方面的知识,比如寻址方式、寄存器,并且不同的机器中,对应着不同的汇编指令集,这让汇编基本不可能做到跨平台。那么,我们能不能再封装一层,让编程与当前的硬件环境再分一分,然后去掉汇编中那些相对难理解的知识,让编程更加贴近我们的思维,更加简单一点?

时光加速一下,我们便来到了我们高级语言的世界了,最负盛名的便是C语言了。函数、条件、分支、循环等等用的非常舒服,而指针,相对于汇编来说就容易理解多了,虽然也有地址的概念,但是也做了相当多的包装,理解起来也相对容易很多。而C语言又相对好地解决跨平台的问题(没有完全解决,但是语法上已经没有什么差异了,移值性也非常强了),并且指针的操作也能让我们更贴近底层去编写高速运行的代码。经常听到一种说法,C语言是高级语言中的低级语言,高级贴近我们人类的思维,而低级在于贴近底层,有指针能直接操作地址,甚至寄存器。C语言的优秀,我们不需要去质疑,一门语言能流行这么长时间,自然是有它的强大之处。

C语言虽然很优秀,但是随着需求的增大,代码量的增大,是不是可以对C语言进行拓展?C语言的思路是将整个过程完整地做下来,更加侧重于实现的过程,我们往往称之为面向过程的语言。但是如果我们换一种思路,把我们的需求分成几个对象,每个对象都有自己的特性、还有自己特有的动作,然后我们再将这些对象的关系处理一下,然后便完成了整个程序的编程工作。但是仅仅有对象可不行,如果我把一个学生看成一个对象,那么我一个班有50个学生怎么办?难道也要写50个对象?当然不是,我们把对象再抽象一下,把他们的共性都找出来装在一起,我们称之为类。这样是不是更加贴近我们日常生活的思维?把现实中的事物看成对象,再抽象成装有共性的类。面向对象思维的优势就不描述了,可自行百度、谷歌。

这样在C语言的基础上不断做新的拓展,然后就成为了我们非常熟悉的C++了。从后面的“++”就可以明显看出,C++的特性了,能向下兼容C语言,我们常用的指针在C++中也非常出色。当然,这样也使得C++的难度变得很高,掌握如此大量的API并非易事。并且,指针操作也让很多程序员饱受折磨,即使是很厉害的程序员也不例外。终于还是有一批程序员受不了了,决定出逃,建立他们的新天地,编写一门更加简单易用的编程语言。

他们决定将他们最痛恨的指针打入禁地,封起来,自己研制了一套很好的方案,由他们自己编写的库去操作指针。然后他们包装包装,形成了一个虚拟机,专门用于转化。上层开发人员都不能直接使用,一用就给你报错。封好指针后,他们就开始编写API/库,将一些常用的操作都封装起来,供开发人员调用,然后慢慢形成了一门新的语言。因为它是在C++的基础上做了简化,那就叫它C++--吧。可是又太长了,一番折腾考虑之后,决定叫Java。没错,就是鼎鼎大名的Java,上面的虚拟机就是Java虚拟机,API/库就是JDK。

简单易用的特性,让越来越多的程序员转向了Java,Java越混越好。后来又出现了一门语言,C#。接触过Java和C#的人,就会发现两种语言的相似度很高。C#可以看做C++++,只是后面的“++”不再是拓展的意思,更有一些简化优化的意思,添加了一些很不错的特性,也更加简单易用,同时向下兼容C/C++,但C#一直不温不火。

上面是一部跳跃版的编程语言发展史,阅读下来后,相信大家对编程语言已经有了自己的理解和看法。对于第一段提出的问题,相信也已经有了自己的答案。可以简单地理解为:

编程语言从来都只是工具,帮助我们解决问题的工具,并一直致力于成为简单易用的工具。

 

后记:

第二篇已经更新,可以继续查看,简单谈谈编程语言(二)

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Tags: 编程语言 谈谈 简单
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