Interpreții și compilatorii: ce sunt și prin ce diferă?

Codul sursă al limbajelor de programare de nivel înalt precum PHP, Swift și JavaScript arată puțin ca limbajul natural. Veți vedea cuvinte în limba engleză într-un astfel de cod și veți putea înțelege o parte din funcționalitatea acestuia, chiar dacă nu cunoașteți limba în sine. Dar un astfel de cod sursă trebuie să fie într-un format care poate fi citit de mașină pentru ca computerul să ruleze programul final.

Pentru a face acest lucru, mașina are nevoie de un intermediar pentru a vă traduce codul în ceva pe care îl poate procesa. Acest intermediar poate fi un interpret, un compilator sau un asamblator. Toți fac un lucru similar: traduc codul sursă dintr-o formă care poate fi citită de om într-una care poate fi citită de mașină. Dar modul în care o fac este cu totul diferit.

Ce este un interpret?

Un interpret citește fiecare linie de cod, pe rând, și o execută imediat în timpul execuției. Un interpret nu așteaptă ca întregul cod sursă să fie convertit în cod de mașină înainte de a-l trimite la CPU. În schimb, convertește fiecare linie de cod în codul octet specific interpretorului și execută fiecare instrucțiune pe măsură ce este tradusă. În timp ce sarcina de execuție se bazează direct pe interpret, CPU-ul alimentează interpretul însuși.

Deoarece analizează și rulează fiecare linie la un moment dat, procesul este adesea relativ mai lent. Având în vedere acest lucru, erorile în limbajele de programare interpretate sunt ușor de detectat, deoarece oferă feedback instantaneu pentru fiecare linie de cod.

Cu toate acestea, un dezavantaj al acestui comportament este că o eroare de rulare blochează programul în timpul execuției, ceea ce duce la o experiență slabă a utilizatorului, mai ales dacă proiectul dvs. nu are testarea adecvată.

Ce este un compilator?

Un compilator citește codul sursă și îl traduce într-un executabil care poate fi citit de mașină. Spre deosebire de un interpret, acesta citește întregul cod sursă dintr-o singură mișcare, generând codul mașinii pentru procesarea ulterioară de către CPU. Deoarece compilatorul realizează această sarcină o singură dată, programele compilate sunt de obicei mai rapide și mai eficiente din punct de vedere al memoriei.

Totuși, compilatorul nu ține cont de erorile de rulare. În schimb, va semnala anumite erori în timpul compilării, ceea ce este de obicei mai bun. Acest tip de eroare apare în timpul dezvoltării, nu atunci când programul începe să ruleze. Cu toate acestea, rețineți că erorile de rulare sunt încă posibile, chiar și în programele compilate.

Diferențele cheie

Interpreții și compilatorii sunt ambii obișnuiți, așa că este util să cunoașteți diferențele cheie dintre ei.

Execuția codului: procesare de intrare și ieșire

Un interpret poate colecta, traduce și executa numai fiecare intrare pe linie. Rulează fiecare linie a codului sursă secvenţial, după cum vine, iar rezultatul final depinde de ceea ce scoate fiecare linie în timpul execuţiei.

Un compilator reunește întregul cod sursă și îl traduce o singură dată. Deci, ia întregul cod sursă ca intrare, pe care îl convertește și îl trimite la procesor pentru a obține o ieșire.

Depanare și trasabilitatea erorilor

Pentru codul interpretat, erorile sunt mai urmăribile, deoarece interpretul le poate raporta referindu-se direct la sursa originală. Cu toate acestea, odată ce apare o eroare în orice moment în timpul execuției, interpretul se oprește. Deci, erorile de depanare pot fi puțin dificile, deoarece trebuie să le reproduceți în timpul execuției. Se poate chiar și mai rău dacă există o înregistrare inadecvată a timpului de rulare.

Pe de altă parte, erorile de rulare într-un limbaj compilat ar putea fi mai dificil de urmărit, deoarece nu există un interpret care să le raporteze. Dar erorile pe care le descoperiți în timpul compilării sunt de obicei mai ușor de tratat, deoarece compilatorul le va identifica în mod constant.

Majoritatea limbajelor compilate au, de asemenea, un mecanism pentru detectarea variabilelor neutilizate, a incompatibilității de tip și a sintaxei greșite, prevenind astfel de greșeli de la început.

Performanță și viteză

După cum era de așteptat, un compilator ajută mașina să ruleze codul programului mai rapid, deoarece CPU-ul procesează codul o singură dată. Acest lucru nu este așa pentru interpreți, care traduc fiecare linie în timpul execuției.

Deși există principiile de programare pe care le puteți folosi pentru a optimiza codul interpretat, interpretul va petrece în continuare timp analizând și executând fiecare linie înainte de a trece la următoarea. Cu toate acestea, ajutoarele de compilare sunt disponibile pentru a face limbajele interpretate mai rapid.

De exemplu, browserul Chrome procesează JavaScript folosind motorul V8; aceasta rulează pe compilatorul Just-In-Time (JIT). Modulul Pyinstaller este un alt ajutor care reunește și compilează un script Python într-un pachet executabil.

Deși acești ajutoare sunt la îndemână pentru gruparea unui limbaj interpretat într-un compilator, aceasta nu schimbă faptul că traducătorul de bază este încă un interpret.

Folosirea memoriei

Comportamentul de utilizare a memoriei al interpretului și al compilatorului este relativ și adesea depinde de codul sursă și de alți factori. În timp ce unii programatori susțin că fragmentarea codului în interpreți reduce utilizarea memoriei, interpreții înregistrează și utilizarea agregată a memoriei.

De exemplu, când examinezi profilul de utilizare a memoriei codului dvs. Python, cantitatea de memorie pe care o consumă s-ar putea să vă surprindă.

În general, totuși, programele compilate necesită mai puțină memorie de rulare. Deoarece convertesc în avans întregul cod sursă în cod care poate fi citit de mașină, ele oferă CPU mai puțină muncă. Acest lucru este în contrast cu interpreții, care traduc codul numai în timpul execuției.

Suport limbaj de programare

Interpretul și compilatorul au o parte echitabilă de distribuția limbajului de programare. Unele limbaje compilate populare includ C, C#, Rust și Golang. Limbile interpretate sunt, de asemenea, populare, printre care Python, JavaScript și PHP.

Mai mulți programatori tind să prefere limbaje interpretate. În timp ce JavaScript și Python folosesc interpreți, acestea sunt, în general, cele două limbi cele mai dorite, conform 2023 Stack Overflow Developer Survey. Rust și C# reprezintă grupurile compilate în pozițiile a cincea și a șasea.

Unde strălucesc limbile interpretate

Interpreții strălucesc în aceste domenii:

• Acestea permit urmărirea ușoară a erorilor, deoarece interpretul execută fiecare linie de cod separat.
• Este adesea mai rapid să obțineți mai devreme un produs minim viabil cu limbaje interpretate, deoarece acestea au sintaxe mai puțin complexe în comparație cu limbajele compilate.
• Spre deosebire de limbajele compilate tipizate static, limbajele interpretate folosesc tastarea dinamică, reducând complexitatea codului și îmbunătățind lizibilitatea.

Unde câștigă limbile compilate

Dar compilatoare? Iată câteva aspecte în care limbile lor arată o oarecare putere:

• Limbile compilate sunt de obicei mai rapide la execuție, necesitând o memorie mai mică de rulare, deoarece traducerea codului are loc o singură dată în avans.
• Execuția după compilare ajută la detectarea timpurie a erorilor. Compilatorul se asigură că implementarea eșuează odată ce apare o eroare. Acest lucru este mai bine decât prinderea erorilor în timpul rulării.
• Deși sunt tipărite static, limbajele compilate definesc clar intențiile variabilelor și funcțiilor, făcându-le mai documentate.

Alegerea traducătorului potrivit pentru proiectul dvs

După cum ați văzut, compilatorul și interpretul au domeniile lor respective în care excelează. În timp ce unii programatori susțin că limbajele compilate sunt în general mai rapide și mai bune, alții susțin că performanța depinde de structura codului și de platformă.

Dar, mai important, alegerea traducătorului ar trebui să depindă și de câțiva alți factori, în afară de mecanismele lor tehnice. Ușurința de învățare, comunitatea și intenția proiectului se numără printre factorii de luat în considerare atunci când alegeți între limbajele interpretate și cele compilate.