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2022/10/31阅读:13主题:自定义主题1

【不可不知系列】编译器|编辑器|集成开发环境的区别和联系

本文将以编译器、编辑器和集成开发环境为主线,为大家科普一些日常开发中经常会涉及到的一些知识和概念,帮助大家更好的巩固和学习。

编译器

编译器[1],即Compiler,是一种计算机程序,其主要作用便是将由高级语言编写的源程序翻译成机器所能理解的低级语言。

首先,先简单为大家科普下计算机学科中常用的三门语言。

  • 机器语言

机器语言,即Machine Language,是指机器能直接识别的程序语言或指令代码,无需经过编译,每一位操作码在计算机内部都有相应的电路来完成它。由0、1所组成的二进制表示,对应电路上的高、低电平。

  • 汇编语言

汇编语言,即Assembly Language,是指任何一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言,亦称为符号语言。在汇编语言中,用助记符代替机器指令的操作码,用地址符号或标号代替指令或操作数的地址。

  • 高级语言

高级语言,即High-level Programming Language,是一种独立于机器,面向过程或对象的语言。高级语言是参照数学语言而设计的近似于日常会话的语言,便于人们阅读、理解和维护。


此处之外,大家可能经常会涉及的两个关于语言的名称便是静态语言和动态语言。

  • 静态语言

静态语言,是在编译时变量的数据类型即可确定的语言,大多数静态类型语言要求在使用变量之前必须声明数据类型,如C/C++、Java等。

  • 动态语言

动态语言,是指在运行时确定数据类型的语言。变量使用之前不需要类型声明,通常变量的类型是被赋值的那个值的类型,如Python和PHP等。

总而言之,静态语言的优势便是调试方便,代码规范,缺点是代码不够简洁(需要明确定义);与之相反,动态语言的代码简洁,易于阅读和理解,但劣势便是当命名不规范时不利于理解且调试不方便。


一个现代编译器的主要工作流程:源代码 → 预处理器 → 编译器 → 目标代码 → 链接器 → 可执行程序.

源代码,即Source code,指的是由高级计算机语言所编写的程序,如Python、C/C++,Java等。

预处理器,即Preprocessor,在计算机科学中是指程序中用于处理输入数据,产生能用来输入到其他程序所需数据的程序。

目标代码,即Object code,指的是目标机器平台上的目标代码或汇编语言,有时也成为了机器代码。

链接器,即Linker,指的是可以将一个或多个由编译器或汇编器生成的目标文件外加库链接为一个可执行文件的程序。目标文件是包括机器码和链接器可用信息的程序模块。简单的讲,链接器的工作就是解析未定义的符号引用,将目标文件中的占位符替换为符号的地址。

可执行程序,即Executable program,指的是可在操作系统存储空间中浮动定位的二进制可执行程序。它可以加载到内存中,由操作系统加载并执行。如Windows系统中*.exe文件。

每种语言都有其特定的编译器,如C++编译器GCC、LLVM+Clang,Java编译器Javac等,说到这里,需要大家区分的几个概念如下所示。

  • GNU、GCC、gcc和g++之间的关系

GNU,是一个开源平台,里面包含了大量的开源项目。其中,GCC便是比较出名的编译器项目,集成了多种语言的编译器,如gccg++,即对应的c编译器和c++编译器。Clang 是LLVM的前端,可以用来编译C,C++,ObjectiveC等语言。

  • LLVM和Clang的关系

LLVM,即Low Level Virtual Machine,底层虚拟机,是由C++编写而成的构架编译器的框架系统,用于优化以任意程序语言编写的程序的编译时间、链接时间、运行时间及空闲时间。

Clang,则是LLVM的前端,可以用来编译C,C++,ObjectiveC等语言。

  • Python解释器

在Python中经常会提及到的一个概念便是解释器。解释器是由编译器和虚拟机所构成,其中编译器负责将源代码转换成字节码文件,而虚拟机则负责执行字节码,用于与操作系统交互。常用的Python解释器有CPythonIPythonJythonPyPy等。

CPython,顾名思义就是基于C语言所开发的Python解释器,也是官方默认的,应用最为广泛。类似的,Jython便是为Java平台所涉及的Python解释器,其可以将Python代码编译成Java的字节码执行。而IPython则是增强型的Python解释器,是CPython的扩展。

编辑器

不同于编译器,编辑器是一种软件程序,开发人员可以在上面编写代码。一款好的编辑器有利于节省开发时间,提高开发效率,下面将为大家介绍几款必备的代码编辑器。

Notepad++

Notepad++
Notepad++

Notepad++是一款在Microsoft Windows系统下使用的文本和源代码编辑器。它支持标签式编辑,允许在一个窗口中处理多个打开的文件。该产品的名称来自于C语言的后缀增量运算符,由C++编写的,并使用纯Win32 API和STL,这确保了更高的执行速度和更小的程序大小。通过在不失去用户友好性的前提下尽可能多地优化程序,同时支持代码高亮、代码自动补全、代码块折叠和拖拽功能、支持多语言尤其是中文同时具备极佳的定制化。

下载地址:https://notepad-plus-plus.org/

Sublime Text

Sublime Text
Sublime Text

Sublime Text具有漂亮的用户界面和强大的功能,例如代码缩略图,Python的插件,代码段等,还可自定义键绑定,菜单和工具栏,是开发者社区中最流行的编辑器之一。Sublime Text 的主要功能包括:拼写检查,书签,完整的 Python API , Goto 功能,即时项目切换,多选择,多窗口等等。Sublime Text 是一个跨平台的编辑器,同时支持Windows、Linux、Mac OS X等操作系统。

下载地址:https://www.sublimetext.com/

Vim

Vim
Vim

Vim是从 vi 发展出来的一个文本编辑器。代码补全、编译及错误跳转等方便编程的功能特别丰富,在程序员中被广泛使用,和Emacs并列成为类Unix系统用户最喜欢的文本编辑器。

Vim 有许多有用的功能,可以与现代文本编辑器竞争,如Sublime Text,Atom,UltraEdit或jEdit。它们包括支持正则表达式的搜索,轻松重复命令的能力,直接记录和执行宏,自动完成,文件合并,鼠标集成,拼写检查,语法突出显示,分支撤消/重做历史,支持流行网络协议和文件存档格式等。

集成开发环境

集成开发环境(IDE,Integrated Development Environment),是用于提供程序开发环境的应用程序,一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。下面为大家着重介绍几款常用的Python IDE。

IDLE

IDLE
IDLE

IDLE是开发 Python 程序的基本IDE,具备基本的IDE的功能,是非商业Python开发环境的不错选择。当安装好python以后,IDLE就会自动安装,不需要额外安装。同时,使用Eclipse这个强大的框架式IDLE也可以非常方便的调试Python程序。基本功能:语法加亮、段落缩进、基本文本编辑、TABLE键控制、调试程序。

VSCode

VSCode
VSCode

VSCode是一款免费的、超轻量级的跨平台开发的代码编辑器,由微软公司所研发,支持Mac OS、Windows和Linux。VSCode提供了非常丰富的插件库,同样支持语法高亮、括号匹配、智能提示、代码跳转、代码重构、远程连接等功能。

下载地址:https://code.visualstudio.com/

PyCharm

PyCharm
PyCharm

PyCharm是由JetBrains公司打造的一款Python IDE,带有一整套可以帮助用户在使用Python语言开发时提高其效率的工具,比如调试、语法高亮、项目管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制、远程连接。此外,该IDE提供了一些高级功能,以用于支持Django框架下的专业Web开发。

下载地址:https://www.jetbrains.com/pycharm/


一般来说,对于刚入门的小伙伴可能会纠结选择哪款IDE,其实刚学习Python的话可考虑使用IDEA编辑器,去熟练使用Python相关的一些语法特性;后期熟悉后建议优先选择VSCode;而Pycharm则通常用于构建中大型项目。至此,关于环境的一些介绍就到此结束了,后面将正式开始我们的Python学习小课堂~~~

参考资料

[1]

Compiler: https://en.wikipedia.org/wiki/Compiler.

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后端

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