| Authors: | Kenneth Lee |
|---|---|
| Version: | 0.1 |
| Date: | 2022-09-29 |
| Status: | Draft |
这一章我们独立解释一下解释型和编译型程序的区别。
程序是给计算机下命令。在第一章里面我们就解释了：计算机只能听懂“汇编指令”。如果 你想给它高级指令，那么你就需要人给它做翻译。
这种翻译有两种办法，一种是，你说一句，它翻译一句，马上告诉计算机要干什么。基于 这个逻辑写出来的程序，就叫“解释型程序”，典型的代表是：Shell脚本，Python等。翻译 型程序则不一样，它是把你整个程序全部翻译成汇编指令，然后把整个汇编指令告诉CPU， 这样的程序，就叫编译型程序，也叫“翻译型程序”。
比如下面这个Python程序：:
.. figure:: _static/python_exec.svg
你的源代码怎么写的，它一句一句解释，每解释一句，执行一句，解释不了，就报错。
所以，下面这个Python程序是可以正常运行的：:
print("1000+2000=", 1000+2000)
我也不知道我在干什么()
因为解释第一句的时候，当场就执行了，所以，你其实是可以看得到1000+2000的那个结果 的，只是第二句话的意思是调用“我也不知道我在干什么”函数，这句话解释不了，它才报 错了。
但C++是不同的，C++首先会翻译成汇编，比如下面这个程序：
所以，如果翻译不对，程序一句话都不会执行，如果你在C++里面一样调用一个“我也不知 道我在干什么”，那么编译器直接就会说，你错了，你也看不见前面的执行结果。
正因为这样，解释型的程序的程序写的顺序，和执行的顺序是完全一样的，但编译型的程 序的顺序是可以规定的，对于C/C++来说，就是从main开始，在main的最后结束，中间是否 经过其他函数，只看你的main里面有没有调用它。
也正因为如此，在C++里面，你是可以把程序写成这样的：:
#include <iostream>
using namespace std;
int add(int a, int b); // 这句话是不用翻译的，只是给编译器的一个提醒，告诉它后面如果提到这个add，
// add是一个函数而已，add具体包括什么指令，它是不需要管的，因为现在还没有执行。
int main(void) {
int x1 = 3;
int x2 = 4;
int x3 = add(x1, x2);
cout << "x3=" << x3 << endl;
return 0;
}
int add(int a, int b) { // 虽然前面使用了add，但把add定义在main后面一点问题没有，
// 因为执行的时候，这个地方已经翻译过了
return a+b;
}
所以，对于编译型的程序，里面是可以放很多给“编译本身”的命令的，这些命令其实不是 命令CPU怎么工作，而是命令编译器怎么完成后面的编译。比如#define就是一个编译器命 令：:
#include <iostream>
using namespace std;
#define MY_VALUE 3 //这是一个编译器命令，不产生汇编代码的，只是说，如果后面提到
//MY_VALUE，就用3代替而已。
int add(int a, int b);
int main(void) {
int x1 = MY_VALUE;
int x2 = 4;
int x3 = add(x1, x2);
cout << "x3=" << x3 << endl;
return 0;
}
int add(int a, int b) {
return a+b;
}
所以，理解编译型程序的逻辑顺序，我们就要分清楚：到底我们在考虑的是编译器解释代 码的顺序，还是程序执行的时候的顺序。
其实编译和执行都是用了计算机的计算能力，前面这个main函数，你写成这样：:
int main(void) {
int x1 = 3;
int x2 = 4;
int x3 = (x1, x2);
cout << x3 << endl
return 0;
}
你生成了一个代码，在编译的时候生成了一个加法，到运行的时候把3和4加起来，这是运 行的时候，用CPU的计算能力得到3+4的结果。
但如果你写成这样：:
int main(void) {
cout << 3+4 << endl
return 0;
}
编译器一看，“你要求打印3+4，这个结果我知道啊”，它直接就在这个地方给你放一个7。 这时，这个计算是编译的时候就已经完成了的，如果看它翻译的结果，就是这样的：:
00000000000011c1 <main>:
11c1: f3 0f 1e fa endbr64
11c5: 55 push %rbp
11c6: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
11c9: be 07 00 00 00 mov $0x7,%esi <-- 这个地方直接用了7个计算结果了，运行的时候根本不需要算了
11ce: 48 8d 05 6b 2e 00 00 lea 0x2e6b(%rip),%rax # 4040 <_ZSt4cout@GLIBCXX_3.4>
...