1.3　编程语言

本书要介绍的编程语言是 Java，这是一种高级语言（high-level language）。你可能还听说过其他高级语言，如 Python、C、C++、Ruby 和 JavaScript。

要想运行用高级语言编写的程序，必须将其转换为低级语言（low-level language），即“机器语言”。这种转换需要一定的时间，这是高级语言的一个小小的缺点，但高级语言有两个优点。

  • 用高级语言编程容易得多：编写程序所需要的时间更短，程序更简洁、更容易理解，同时更容易确保程序正确无误。

  • 高级语言是可移植的（portable），这意味着用高级语言编写的程序只需做少量修改甚至无需修改，就可在不同类型的计算机上运行。用低级语言编写的程序只能在一种计算机上运行，这种程序必须重写才能在其他计算机上运行。

有两种将高级语言转换为低级语言的程序：解释器和编译器。解释器（interpreter）读取并执行用高级语言编写的程序，这意味着程序怎么说它就怎么做。它每次处理程序的一小部分，即交替地读取代码行并执行计算。图 1-1 展示了解释器的结构。

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图 1-1：解释型语言是如何执行的

相反，编译器（compiler）读取并转换整个程序，然后才开始运行程序。在这种情况下，用高级语言编写的程序称为源代码（source code），而转换得到的程序称为目标代码（object code）或可执行程序（executable）。程序编译后可反复执行，无需在每次执行前都进行转换。因此，编译型程序的运行速度通常比解释型程序更快。

Java 既是解释型的又是编译型的。Java 编译器不将程序直接转换为机器语言，而是生成字节码（byte code）。字节码类似于机器语言，解释起来既轻松又快捷，同时也是可移植的，即可在一台机器上编译程序，在另一台机器上运行生成的字节码。运行字节码的解释器被称为 Java 虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）。

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图 1-2：Java 程序的编译和运行过程

图 1-2 展示了这个过程包含的步骤。这个过程看似复杂，但在大多数程序开发环境中，这些步骤都是自动完成的：通常只需按一下按钮或输入简单的命令，就能编译并运行程序。然而，知道幕后执行了哪些步骤很重要，这样就可以在出现问题时找出问题所在。