“想入門編程,應(yīng)該學(xué)那種語言?” 這類問題在五湖四海,世界各地,應(yīng)當(dāng)都是比較常見的。給出的回答呢。
有的會直接告訴你去學(xué)Python;
有的呢會給一些比喻,說編程語言就像畫家手里的筆,有毛筆,鋼筆……;
有的會給出一個技術(shù)棧的圖表,告訴你如果你要做XXX,那就學(xué)XXX,如果做XXX就學(xué)XXXX;
感覺呢這些建議,也都不錯,但是通常都比較簡略,結(jié)果明確,但緣由一般不會展開太多解釋。純新手可能似懂非懂,將信將疑。
自上而下,由整體到具體的理解一個事物,效率往往比從具體到整體要高,更容易明白自己所處的位置, 更容易入門。
可惜,對于程序員在開發(fā)領(lǐng)域歸納總結(jié),融匯貫通來說, 可能是十幾,二十年后的事情了。所以在分析編程語言優(yōu)劣,或者選一個語言寫具體的Hello World之前, 我們最好對“編程語言”有一個更整體全面的了解。
一、學(xué)習(xí)編程語言是在學(xué)什么
百度百科——編程語言(programming language)可以簡單的理解為一種計算機和人都能識別的語言。一種計算機語言讓程序員能夠準(zhǔn)確地定義計算機所需要使用的數(shù)據(jù),并精確地定義在不同情況下所應(yīng)當(dāng)采取的行動。
維基百科——編程語言是一種規(guī)則, 這種規(guī)則,可以把文字, 或者圖形元素(可視化編程語言)轉(zhuǎn)化為機器碼。編程語言是一種計算機語言,用于在計算機上實現(xiàn)各種算法。
百度的定義顯然說了啥但好像又啥都沒說。-_-|| 。維基百科的則準(zhǔn)確了很多。編程其實就是把你寫的一段文字(代碼)按照特定的規(guī)則,
轉(zhuǎn)換成機器碼(機器能夠運行的指令),用于在計算機上實現(xiàn)算法(如顯示2個輸入數(shù)字中最大的)。你要學(xué)習(xí)的其實就是這種規(guī)則,比如當(dāng)我需要在屏幕上顯示
Hellow World時。按照不同語言的規(guī)則,我需要這樣寫出這樣的文字。
c語言:printf(" hello world!");
php語言:echo"hello world!";
java語言:System.out.println("Hello World!");
看上去有些差別,但又有些相似。實際上目前主流的高級語言如Java ,C#,javascript,Python他們的基礎(chǔ)語法規(guī)則是非常近似的。無論先學(xué)哪個入門,后面的切換成本,基本是幾小時搞定。當(dāng)你學(xué)會一門語言,除了學(xué)會了具體關(guān)鍵字,語法之外,更主要的是你會沉淀下來一種對編程語言模式的理解。當(dāng)你理解了一種語言中的 變量,函數(shù),控制結(jié)構(gòu)(順序,分支,循環(huán)),遷移其他語言時,你會發(fā)現(xiàn)在其他語言中,這些概念也是存在且完全適用的。
偽代碼是一種脫離具體語言的,體現(xiàn)編程思維的描述方式, 相同層次的語言,編程思維是共通的。如顯示2個輸入數(shù)字中最大的問題的編程思路。
變量A等于輸入的第一個數(shù)字
變量B等于收入的第二個數(shù)字
如果 變量A大于 變量B
屏幕顯示變量A
否則
屏幕顯示變量B
上面的算法思想, 在各種語言中都是可以實現(xiàn)的。僅僅變量定義的方式,判斷分支的書寫方式略有差別。所以,對于入門來說,學(xué)習(xí)一門編程語言,通常都狹義的指編程語言本身(基本不涉及第三方類庫框架等), 你所學(xué)到的語法細節(jié)切換成本是很低的,各個語言差不太多,而真正沉淀的是你在編寫過程中逐漸熟悉領(lǐng)會的,編程思路。即組合使用,變量,函數(shù),控制結(jié)構(gòu)(如果/那么/循環(huán))等要素,解決具體的算法問題的能力。
二、IDE與編譯原理
在糾結(jié)良久終于選定了學(xué)哪一門語言之后,可能開始接觸到的第一個東西是IDE,例如學(xué)Python可能是用PyCharm,我之前學(xué)Basic用的是Visual Basic。IDE的含義是“集成開發(fā)環(huán)境”, 名字雖然很準(zhǔn)確,但當(dāng)時還是小白的我其實是非常困惑的,壓根搞不清楚IDE與編程語言之間的關(guān)系。也搞不清楚,寫完代碼后在IDE中一點那個綠色的小三角(運行)過程中到底發(fā)生了什么。IDE可以方便程序的開發(fā),但是對于新手會影響他對編程語言的理解認識,很難理解IDE的確實含義,“集成開發(fā)環(huán)境”到底集成了什么。
——上面是Python的 Hello World。IDE為PyCharm
IDE大概集成這樣幾種東西。
1.文本編輯器是一個用于編寫文本的工具,像上圖寫print Hello World 的地方。編程其實就是在編寫一段文字,保存成一個文件。常見的簡單文本編輯器比如windows中的記事本,也是一個文本編輯器。理論上記事本完全可以用來編程,但IDE中的文本編輯器會提供很多額外功能,如文本著色,智能提示(敲pr會自動提示 print),這些快捷功能是語言相關(guān)的。當(dāng)然也會提供文本編輯器的常見功能, 保存,查找,替換等。
2.編譯器,連接器 對于非腳本語言(最終生成獨立的可執(zhí)行程序)如C,編寫好的程序文件是無法被運行的。例如在windows中,系統(tǒng)層次,典型的可執(zhí)行文件擴展名為EXE,這是一種特定的文件格式PE文件格式。編譯器與連接器的作用是,將編寫好的程序文件最終轉(zhuǎn)化為EXE文件。編譯器針對不同的CPU將程序文件,編譯為對應(yīng)的CPU指令。鏈接器是平臺相關(guān)的,將編譯后的中間文件組裝成約定格式,如 Windows ExE。
3.解釋器對于腳本語言,解釋器能夠直接執(zhí)行,文編編輯器編寫完成的程序文件。如點擊上圖的運行。實際是運行了python ./a.py其中的 python 可以理解為解釋器。
4.調(diào)試器為你提供了一個可視化的調(diào)試器,你可以直接點擊按鈕,進行調(diào)試操作,而不是在黑洞洞的命令行上敲命令。
——gdb 調(diào)試界面
5.其他工具插件通常會具有集成其他插件的能力,如集成版本管理。可以直接把你的代碼上傳云端,進行版本控制。或者統(tǒng)計分析,寫了多少代碼,是否編寫規(guī)范等。
通過以上對IDE 的介紹可以看出, 編程語言是一種規(guī)則,準(zhǔn)確的說是一種規(guī)范。舉例來說其中可能存在一條,
當(dāng)你寫了一行printf(hello),之后就在屏幕上顯示hello。所以規(guī)則是穩(wěn)定不變的。而你過程中要到的工具,IDE的各個組成部分都是可以替換的。只要編譯器符合語言的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范即可,因此會有多種編譯器存在,其性能特點可能會有一些差異。
三、廣義的編程語言
想入行的同學(xué)經(jīng)常會說,我想學(xué)Java 該怎么學(xué), 我想學(xué)Python該怎么學(xué)。這其實通常來說不太準(zhǔn)確。狹義來說,你只需要花幾天,老手可能是幾小時幾十分鐘,去看下這個語言的語法規(guī)則,如何定義變量,如何寫判斷,循環(huán),如何調(diào)用方法。然后做一些算法問題練習(xí),比如對10個數(shù)字排排序。寫個猜數(shù)字的游戲,基本就算學(xué)會了。但這可能跟你的期望不一致,你說的學(xué)Java 可能是覺得你學(xué)會了Java 就可以寫出一個像WOW那樣的游戲 :-),或者像QQ那樣的聊天工具,或者像淘寶那樣的網(wǎng)站,而學(xué)會了語言之后你仍然會覺得無從下手,只會在命令行控制臺中做點簡單的輸入輸出。那么這中間的gap究竟在哪里呢?是因為:
——圖片來源于知乎回答“互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)棧
就是說,要規(guī)范專業(yè)的做一個能支持一定訪問量的互聯(lián)網(wǎng)站點(如淘寶),會涉及上面大部分的技術(shù)內(nèi)容。這遠超“編程語言”定義的范圍。其中很大一部分是語言無關(guān)的,例如運維,工具,中間件中的分支內(nèi)容。其中后端中的語言分支之下是語言相關(guān)的,而前端中如果不考慮移動端Android Ios, 對于Web來說其實只有HTML,CSS,Javascript三種語言,angularjs以及VUE,屬于屬于Javasciprt語言中的不同框架,但差異較大。
綜合以上涉及的語言類型主要分為以下幾類
命令式
關(guān)注步驟細節(jié), 如查詢一堆數(shù)字中最大的一個, 需要寫循環(huán)、判斷、 定義變量進行比較,最終得到結(jié)果。計算機的算法過程完全由你定義。通常學(xué)習(xí)的Java javascrfipt PHP C都可以理解為這一類語言。
結(jié)構(gòu)化查詢——聲明式
多用于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫查詢(“數(shù)據(jù)庫”是為了解決程序存儲,查詢數(shù)據(jù)問題,想象一個圖書管理程序),SQL語言。取得最大數(shù)字如下, 你并不需要關(guān)心它的具體算法。
SELECTmax(num)FROMtable
標(biāo)記語言
HTML,XML,CSS等屬于標(biāo)記語言,用于定義布局,沒有邏輯。嚴格來說不屬于編程語言。如HTML標(biāo)記語言規(guī)定
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