程序员和编译器之间的关系

Posted 2021-03-22 qzhj-pipeofnaturalrule

编程工作的演进史

CPU需要的只是1和0组成的二进制数据

• 不管编程怎么变，最终编程得到的可执行二进制程序都是给CPU运行的。CPU需要的只是按照CPU设计时的规律（机器指令）排布的一串二进制1和0组成的数字（机器码），CPU根本不关心这些二进制是怎么来的。
• 这些二进制可能是一个很厉害的程序员直接用1和0拼出来的；也可以是用汇编语言编写最终编译得到的；也可以是用C语言编写最终编译得到的；也可以是用java C# php bash等语言编写然后解释得到的；
• 编程工作的演进其实一直是在处理上一个层次段落：就是使用何种语言编写程序（用某种语言进行编程），然后如何把这种程序源代码转成二进制（编译器的发明）。
• CPU接收到一串1010序列后如何工作达到目的，这就是设计制造CPU的公司要考虑的事情了，与软件工程师完全无关。

早期的纸卡打孔编程者

• 最早期的时候，CPU也很简单，指令集很少，二进制位数也不多。那时候编译器也没被发明，编程语言也没被发明，那时候就是用二进制直接编程的。
• 总结：最早的编程没有语言也没有编译器，程序员直接使用二进制和机器（CPU）对话。
• 这种方式的坏处就是不容易扩展，随着CPU的进一步复杂化，指令的变多，指令位数的变多，编程难度呈几何倍数增长。人的大脑慢慢就跟不上这个节奏。

编程工作的第一次革命：由二进制机器码到汇编语言

• 第一次革命就是：发明了汇编语言。汇编语言的本质就是用一个符号来代替一串二进制。
• MOV 10101010101010
• SUB 01010101010101
• 有了汇编语言之后，程序员就不用再去记忆二进制序列了。编程时只需要用汇编指令来编程即可，汇编指令就是一个符号（符号就是由文字构成的，如MOV）。因为人类大脑天生对文字符号更加友好，因此用符号编程更简单。
• 用汇编语言编写的源程序不能直接给CPU运行，必须通过一个翻译过程，把源代码翻译成二进制序列才能给CPU。这个翻译的过程就叫汇编，执行翻译动作的就是汇编器。

编程工作的第二次革命：由汇编语言到C语言

• 汇编语言也有一些不尽如人意的地方，譬如：没有可移植性。在这个CPU上写的汇编程序无法直接在另一个CPU上运行。因此汇编语言是和CPU一一对应的。
• 为了可移植性于是乎发明了高级语言。第一个高级语言就是C语言。C语言进一步靠近人的思维，为人的思维发明了很多CPU没有的东西，譬如数组。最终的目的就是降低编程难度，让高级语言更接近人的思维，然后通过编译器、汇编器等的翻译将这些源代码变成二进制然后给CPU运行。

革命无穷尽、层次变更多

• 在C语言之上还有更高级语言，譬如：C++、Java、C#、bash等。越往上越靠近人的思维，越往上语言本身提供的封装越多，越往上编程难度越低、语言的掌握越容易。

程序员、编译器、CPU之间的三角恋

    CPU只认识二进制机器指令

• CPU是最终干活的，而CPU只认识只接受二进制。

    人类喜欢符号而不是二进制

• 人类的大脑本身不喜欢二进制而喜欢符号、文字。
• 人类和机器之间天生有代沟，于是乎编程不容易。

连接人（程序员）与机器（CPU）的桥梁：编译器

• 编译器降低了编程难度。编译器的代表就是编程语言，每一种编程语言都有对应的编译器，这个编译器的作用就是把这种语言的源文件编译成可执行程序。
• 关键是：有了编译器（高级语言）之后，我们程序员就不再盯着CPU（二进制），而是改为盯着编译器（编程语言、编程语言的语法），所以我们学习编程的关键变成了学习编译器的习性，也就是编程语言的语法。

发明一门语言关键就在于发明它的编译器

• 编译语言的关键就是编译器。yacc和lex工具就是用来发明编程语言的。

高级语言与低级语言的差别

• 越高级的语言越靠近人类思维；越低级的语言越靠近机器的需要。
• 人与机器总劳动量（总复杂度）守恒。人要是复杂一点机器就可以简单一点；人简单一点机器就需要复杂一点。这个规律描述的就是：编程语言越简单，人使用起来越简单，编译器设计起来就更复杂；编程语言越复杂、程序员使用起来越麻烦，则编译器设计越简单，CPU执行效率越高。

 

像编译器一样思考吧

语法是什么？语法就是编译器的习性

• 编译器反应在编程中就是语法。
• 譬如1：

for (i=0; i<10; i++);
{
    xxx;
}

• 譬如2：
• int i; !!i;
• 解析：!在C语言中是逻辑取反的意思，逻辑取反意思就是0取反就是1，不是0的数取反就是0.
• 问题：让你用C语言编程实现：如果一个数i是0则返回0，如果不是0则返回1
• 一般实现： if (i == 0){return 0;} else{return 1;}
• 或者可以用三目运算符： (i==0)?(0):(1);
• 极客式写法： !!i;

习得一门语言就像认识一个朋友

• 从新开始认识一个人到成为好朋友，这里面要经历：时间、共事。
• 学习一门编程语言也需要：时间、实践（共事）

学习编程语言要懂得换位思考

• 预处理中处理程序注释、空行。

注意实践中的摸索和总结

• 要点一：在实践中
• 要点二：摸索
• 要点三：总结

 

转载于:https://www.cnblogs.com/icefree/p/8537090.html