『無為則無心』Python基礎 — 2、編譯型語言和解釋型語言的區別
1、什麼是電腦語言
電腦就是一台用來電腦的機器，人讓電腦幹什麼電腦就幹什麼。我們需要通過電腦的語言來控制電腦，所謂電腦的語言就是程式語言。
電腦語言其實和人類的語言沒有本質的區別，不同點就是交流的主體不同。也就是說中文、英文是人和人之間的交流語言，而電腦語言（程式語言）是人和電腦交流的語言。
電腦語言發展經歷了三個階段：
（1）機器語言
- 最早的一種電腦語言。
- 機器語言通過二進位編碼來編寫程式，二進位編碼就是1和0，電腦也只認識1和0。
- 執行效率高，但編寫起來太麻煩。
（2）彙編語言
- 使用符號（如ABC和各種符號）來代替二進位編碼。
編寫程式時，不需要使用二進位，而是直接編寫符號。
編寫完成後，需要將符號轉換為機器碼，然後再由電腦執行。 - 符號轉換為機器碼的過程稱為彙編。
- 將機器碼轉換為符號的過程，稱為反彙編 。
- 彙編語言一般只適用於某些硬體，和硬體的關係太緊密，兼容性比較差 。
就好比不同硬體廠商識別符號的標準是不一樣的。 - 現在的一些硬體驅動還是會用到彙編語言進行編寫。
（3）高級語言
- 高級語言的語法基本和現在英語語法類似，並且和硬體的關係沒有那麼緊密了。
也就是說通過高級語言開發程式可以在不同的硬體系統中運行。 - 高級語言都會有自己的編譯器，所編寫的程式碼都會運行在自己的編譯器上。
不同系統上安裝想對應的編譯器，實現一份源碼一次編譯，到處運行。 - 高級語言學習起來也更加的容易，現在我們知道的語言基本都是高級語言。如
C、C++、C#、Java、Golang、Python等等。
2、高級語言中的編譯型語言和解釋型語言
電腦是不能理解高級語言的，更不能直接執行高級語言，它只能直接理解機器語言（二進位編碼）。所以使用任何高級語言編寫的程式，若想被電腦運行，都必須將其轉換成電腦語言，也就是機器碼，這個過程就叫編譯。比如，一行Python的命令print('hello') ，必需要轉換為類似1010101 這樣的機器碼 ，電腦才能夠識別你的命令。
根據從源碼轉換二進位編碼的時機不同，語言分成了兩大類：編譯型語言和解釋型語言。
（1）編譯型語言
對於編譯型語言，開發完成以後需要將所有的源程式碼都轉換成可執行程式，比如 Windows 下的.exe文件，可執行程式裡面包含的就是機器碼。只要我們擁有可執行程式，就可以隨時運行，不用再重新編譯了，也就是「一次編譯，無限次運行」。
在運行的時候，我們只需要運行編譯生成的可執行程式，不再需要源程式碼和編譯器了，所以說編譯型語言可以脫離開發環境運行。
編譯型語言一般是不能跨平台的，也就是不能在不同的作業系統之間隨意切換。
編譯型語言使用的轉換工具稱為編譯器。常見的編譯型語言有C、C++、Golang等。
總結：
- 編譯一次後，脫離了編譯器也可以運行，並且運行效率高。
- 可移植性差，跨平台性比較差。
（2）解釋型語言
對於解釋型語言，每次執行程式都需要一邊轉換一邊執行，用到哪些源程式碼就將哪些源程式碼轉換成機器碼，用不到的不進行任何處理。每次執行程式時可能使用的功能不同，這個時候需要轉換的源程式碼也不一樣。
因為每次執行程式都需要重新轉換源程式碼，所以解釋型語言的執行效率天生就低於編譯型語言，甚至存在數量級的差距。電腦的一些底層功能，或者關鍵演算法，一般都使用 C/C++ 實現，只有在應用層面（比如網站開發、批處理、小工具等）才會使用解釋型語言。
在運行解釋型語言的時候，我們始終都需要源程式碼和解釋器，所以說它無法脫離開發環境或者運行環境 。
解釋型語言使用的轉換工具稱為解釋器。常見的解釋型語言有Python、JavaScript、PHP、Shell等。
總結：
- 每次執行程式碼都需要解釋一次，執行速度比較慢。
- 不能脫離解釋器獨立運行。
- 跨平台性比較好。
（3）編譯型語言和解釋型語言執行流程
如下圖所示：
3、知識擴展：
（1）擴展1
當我們說「下載一個程式（軟體）」時，不同類型的語言有不同的含義：
- 對於編譯型語言，我們下載到的是可執行文件，源程式碼被作者保留，所以編譯型語言的程式一般是閉源的。
- 對於解釋型語言，我們下載到的是所有的源程式碼，因為作者不給源程式碼就沒法運行，所以解釋型語言的程式一般是開源的。
（2）擴展2
編譯器就是一個「翻譯工具」，類似於將中文翻譯成英文、將英文翻譯成俄文。但是，翻譯源程式碼是一個複雜的過程，大致包括詞法分析、語法分析、語義分析、性能優化、生成可執行文件等五個步驟，期間涉及到複雜的演算法和硬體架構。解釋器與此類似，有興趣的讀者請參考《編譯原理》一書，本文不再贅述。
（3）擴展3
Java和 C#是一種比較奇葩的存在，它們是半編譯半解釋型的語言，源程式碼需要先轉換成一種中間文件（位元組碼文件），然後再將中間文件拿到虛擬機（JVM）中執行。Java引領了這種風潮，它的初衷是在跨平台的同時兼顧執行效率。C# 是後來的跟隨者，但是 C# 一直止步於 Windows 平台，在其它平台鮮有作為。
4、關於Python
Python 屬於典型的解釋型語言，所以運行 Python 程式只需要解釋器的支援，只要你在不同的平台安裝了不同的解釋器，你的程式碼就可以隨處運行，不用擔心任何兼容性問題，真正的「一次編寫，到處運行」。
Python 幾乎支援所有常見的平台，比如 Linux、Windows、Mac OS 等，你所寫的 Python程式碼無需修改，就能在這些平台上正確運行，Python 的可移植性是很強的。
