為什麼有些程式語言比其他語言快？
現在有很多編程語言，每種語言都有自己的特點。由於不同的設計選擇和用例，有些比另一些更快或更慢。當然，這種速度（或缺乏速度）通常是有代價的。簡單地說，正是這些差異導致了這些性能變化。
什麼是程序設計語言(a programming language)？
不管編程語言看起來如何，它們仍然在做同樣的事情：讓你的計算機做一些事情。所有的代碼行最終都被翻譯成一系列模糊的數字（也稱為機器代碼）。可以說，所有編程語言（包括彙編語言，它將數字映射到可讀的字）都是為了使創建軟件更容易。
這些語言可以通過它們為程序員所做的抽象級別來分類。基本上，這就是語言本身要處理多少事情，在較低的級別上需要手動處理的事情。這往往使高級語言更容易編程，因為要學習和記憶的東西少了一點。
內存管理就是一個例子。對於一些抽象程度較低的語言，程序員必須手動說出手頭的任務需要多少RAM，然後在任務完成後釋放它。如果他們不這樣做，或者發生了一些他們沒有考慮到的事情，那麼內存使用量可能會越來越大。像Java這樣的高級語言會自動完成這項工作。
自動化成本
也就是說，使用高級語言肯定有一些缺點。即速度。有時，程序員控制的範圍越廣，程序的效率就越低。
例如，具有自動內存管理（通常稱為垃圾收集）的語言可能比不實現此功能的語言慢。這是因為程序需要時間來遍歷自身，並以特定的間隔清除內存。
編譯：您的里程數可能會有所不同
一般來說，用C語言和C++語言編寫的程序比大多數程序都快。大多數操作系統都是使用它們編寫的，還有一些甚至更低級別的彙編代碼。其中一個主要因素來自於它們被編譯（與被解釋相比）。
這意味著在運行之前，程序的源代碼首先被翻譯成一個較低的級別：機器代碼。生成的產品稱為二進制文件（例如DLL文件），它們與相關文件鏈接在一起，使它們工作，從而創建所謂的可執行文件。
然而，這樣做的一個缺點是實際編譯此類程序所需的時間。像mozillafirefox這樣的大型瀏覽器可能需要半個小時左右的時間。幸運的是，現在的大多數軟件都提前完成了這個過程，使得安裝和使用變得更加容易。
由於最終結果是用一種計算機可以直接理解的語言編寫的，所以速度往往相當快。將其與經過另一個步驟的解釋語言進行比較。儘管如此，並不是所有的編譯語言都是相同的。
編譯器效率
為了把任何一種代碼翻譯成計算機能理解的東西（機器代碼），它需要通過一個叫做編譯器的特殊程序來運行。一種語言可以有多個編譯器。例如，GCC（GNU編譯器集合）和Clang都可以用來編譯用C編寫的程序。
既然編譯器的工作是將程序翻譯成機器代碼，那麼它的翻譯效果會在一定程度上影響它的速度。例如，根據編譯器的配置方式，同一個源代碼的結果可能略有不同。
這也意味著不同的編譯語言可以比其他語言執行得更快或更慢。一般來說，C和C++被認為是非常快的，因為它們的編譯器已經經歷了多年的發展和改進。其他語言並不總是那麼成熟。
解釋語言：又一步
如前所述，解釋語言不是預先編譯的。相反，它們是在運行時被翻譯的，通常由一個稱為解釋器的獨立程序來翻譯。例如，Java程序通過JVM（Java虛擬機）運行。
因為這些語言不需要事先編譯，所以用它們編寫的程序通常更容易**和測試。然而，其結果是，軟件本身的速度會明顯減慢。解釋器逐行執行程序的源代碼，這會導致速度損失。除此之外，解釋器本身也需要一點時間來啟動。
字節碼：一個小小的妥協
由於其較慢的特性，許多解釋語言實際上使用某種形式的編譯來加速其性能。在運行之前，這些程序會被翻譯成字節碼，這是一種易於口譯員使用的語言。例如，Java和Python在運行之前都會這樣做，分別創建類和PYC文件。
基本上，這是在開發的易用性和速度之間的一種折衷。它比僅僅解釋代碼更快，而且比完全編譯的代碼更容易設置。字節碼還有一個額外的好處，就是與編譯成機器碼的程序相比，字節碼的可移植性更強。如果CPU架構存在解釋器，它將運行。
在某些語言中，還有一種稱為JIT（just-In-time）編譯的方法。基本上，它接受字節碼並將其編譯成機器碼。顧名思義，這是在程序運行時發生的。它的目的是加快執行速度，但代價是第一次啟動速度較慢，因為它的某些部分需要時間來編譯。
別擔心
儘管如此，這些差異對大多數人來說並不是一個真正的問題，尤其是隨著計算機的速度越來越快。雖然某些編程語言的速度肯定比其他語言快，但真正重要的是它能完成一些事情。
當然，如果你對編程很有經驗的話，試著從你的代碼中獲得性能是很好的。但是，如果你剛開始學習，那麼首先要擔心的是如何學習動作。不管一門語言有多快或多慢，如果一開始什麼都不寫的話。
還有一個問題就是如何使用合適的工具來完成這項工作。例如，彙編語言非常適合編寫操作系統，因為它的級別非常低。但對於普通的桌面應用程序來說，這是一種過度的殺傷力。還有一些為web設計的語言，或者幫助減少錯誤的代碼，比如TypeScript等等。
當你學習一門編程語言時，你考慮了哪些因素？
- 發表於 2021-03-13 15:07
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- 分類：科技
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