Автор: Интернет Хостинг Центр

Играющий далеко не последнюю роль в мире IT-технологий, компилятор выполняет функции по созданию ПО. Знание принципов функционирования данной программы дает возможность программистам повысить качество разрабатываемого ими софта путем оптимизации кода. Работа с компилятором – основной момент для разработчиков, различных специалистов цифровых технологий.

Если говорить простыми словами, то программа рассчитана на создание софта, с помощью которого пишется большее количество другого ПО.

Что такое компилятор и для чего он нужен

Компилятором стал называться инструмент, который трансформирует исходный код, написанный на каком-то из языков программирования, в формат, понятный компьютеру (машинный). Если не выполнить такую операцию, устройство не сможет понять, каким образом необходимо выполнить данную ему инструкцию. Поэтому compiler предоставляются коды, он, учитывая содержание, сверяет их со своим словарем, показывает адаптированный под машинный комплект из нулей, единиц.

Рассмотрим, какие функции должен выполнять компилятор:

  • Разобрать синтаксис предоставляемого материала;
  • Проанализировать содержание;
  • Написать новый код, понятный компьютеру, так как иного варианта он понять не сможет.
Что такое компилятор и для чего он нужен.
Image by pikisuperstar on Freepik.

В чем разница между компилятором и интерпретатором

Интерпретатором называют программу, читающую предоставляемый код построчно, сразу его выполняющую. ПО реализует действие по мере прочтения. Такой подход замедляет запуск программы, чего нельзя сказать о компиляторе. Плюсы интерпретаторов в гибкости, позволяющей взаимодействовать с кодами динамически, это актуально для скриптов.

Работа компилятора заключается в полном переводе исходного кода в машинный вариант, только после – в исполнении. Процедура может занять некоторый промежуток времени, но потом работа по реализации кода пойдет намного быстрее. Стоит отметить, что подобному варианту потребуется перекомпиляция, если будут вноситься изменения.

В каких языках программирования используются компиляторы

На современном этапе компилируемыми языками называют Swift, C/C++, Go. Пользуются популярностью и другие варианты, например, Delphi, Lisp, Prolog. Не стоит забывать о «первопроходце» – ассемблере.

В отдельную группу выделяют языки, способные трансформироваться в байт-код (некоторые из них - Java, Kotlin).

На каких языках пишут компиляторы

Программы пишутся на любом языке. Первый из них был ассемблер, толчком послужило желание программистов облегчить работу с взаимодействием с компьютером. Алгоритм был следующий:

  • Специалист создает код на ассемблере;
  • Инструмент превращает все в инструкцию, понятную устройству;
  • Сгенерированный набор цифр начинает реализовываться.

В данном случае был задействован один и тот же язык. Позже свет увидели языки повыше уровнем. Возьмем в качестве примера C. Для этого варианта компилятор был создан на предыдущем языке, с той же последовательностью действий.

Еще позже для JS был задействован C++.

Для понимания всех «за» и «против» при использовании таких языков, как C++, Rust, Swift, Haskell и других, приведем ряд аргументов.

Преимущества компилируемых языков

  • Скорость выполнения. Компиляция производится один раз. По итогу все становится оптимизированным, готовым к работе. Поэтому подобный софт работает быстрее, так как нет необходимости в последующих переводах.
  • Рачительное применение ресурсов. Так как процедура предусматривает оптимизацию, то производительность программы от этого выигрывает.
  • Недоступность исходных данных. После компилирования изначально предоставляемый код становится сложно понять. Это своеобразная дополнительная защита от взломов.

Недостатки компилируемых языков

  • Долгий процесс. Он может потребовать немало времени. Для небольших объемов это не критично, но если число строк приближается к миллиону, то хочется любыми способами избежать повторной компиляции.
  • Сложная процедура исправления опечаток.
  • Привязка к определенным платформам. Если софт был создан для Windows, то на другой платформе он не запустится. Процесс необходимо будет начинать заново или применять кросс-компилятор.

Почему у одного языка может быть несколько компиляторов

Такая картина объясняется тем, что существуют различия в использовании платформ, применении определенных стандартов, требованиях к функционалу, играют роль вендоры, участвующие в процессе.

Компиляторы оптимизируются под различные платформы, могут отвечать необходимым стандартам.

Какие бывают компиляторы

На сегодняшний день еще не создан компилятор, который мог бы переводить исходные варианты на различных языках в понятный для машины формат.

Все существующие продукты можно распределить на несколько групп, где программы будут объединены определенными задачами:

  • Традиционные. О них мы относительно подробно говорили выше.
  • Кросс-компиляторы, например, GCC. Инструмент, который работает на определенной платформе, но создает свой продукт для другой. Такой тип любят разработчики встроенных систем, чьи ресурсов недостаточно для генерации машинного кода. Чаще кроссы находят свое применение в микроконтроллерах.
  • Обратные. Заточены под обратные алгоритмы: пытаются полученный текст превратить в исходник на языке высокого уровня. Такой способ востребован при проведении анализа.
  • Транспайлеры (Babel). ПО преобразует исходник высокоуровневого языка в исходник другого, такого же уровня.

Как работают компиляторы

Программа получает файл, в котором находится код, написанный на одном из имеющихся языков. Происходит процесс преобразования предоставленных данных в машинный формат. Далее файл возвращается в том виде, который компьютер поймет. Для преобразования применяется словарь, с помощью которого подменяются значения. Процесс длится до последней строки включительно, подразделяется на следующие этапы:

  • Анализ синтаксической составляющей – напоминает грамматический разбор, отслеживание синтаксических правил. Этим проверяется соответствие предложенных данных правилам определенного языка программирования.
  • Разбивка кода на элементы – токены, каждый из которых является словом, обозначением.
  • Проверка семантики.
  • Процесс оптимизации. Когда проведены все анализы, понятно, что надо делать софту, то приходит время работы по повышению скорости.
  • Формирования машинного формата.

Как использовать компилятор

Молодой программист не часто работает с компилятором напрямую. Обычно скачивается нужный язык, компилятор. Работа проводится в IDE.

Компиляторная программка запускается в среде разработки в тот момент, когда специалист активизирует сборку софта, дополнительных действий для этого не требуется.

Для процедуры вне среды разработки, компилятор вызывается, например, в командной строке, посредством определенной команды.

Заключение

Подводя итоги хотелось бы подчеркнуть, что плюсы компилятора очевидны: скорость функционирования софта, своеобразная маскировка исходных данных, эффективная оптимизация. ПО начинают разумнее расходовать мощности ПК, не ухудшая работоспособность.