เอาล่ะทุกคน คุณพร้อมสำหรับความสนุกสุดมันส์แล้วหรือยัง? เพราะคุณกำลังจะได้เรียนหลักสูตรเร่งรัดเกี่ยวกับคอมไพเลอร์ที่จะทำให้ถุงเท้าของคุณพัง! (หรืออย่างน้อยก็ทำให้คุณรู้สึกขอบคุณพวกเขามากขึ้นอีกหน่อย)
ไม่เชื่อฉันเหรอ? ลองดูสักครั้ง ฉันสัญญาว่าคุณจะได้เรียนรู้สิ่งใหม่ๆ ใครจะรู้ ฉันอาจจะบอกเกร็ดเล็กๆ น้อยๆ ที่จะทำให้เพื่อนที่เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีของคุณอิจฉาก็ได้ เอนหลัง ผ่อนคลาย และดำดิ่งสู่โลกของคอมไพเลอร์กันเถอะ! และไม่ต้องกังวล ไม่มีการคลิกเหยื่อที่นี่ ฉันสัญญา;)
เดี๋ยวก่อนทำไมฉันต้องเรียนรู้เกี่ยวกับคอมไพเลอร์ด้วย!
เอาจริงๆ นะ คอมไพเลอร์เป็นเหมือนวีรบุรุษแห่งโลกการพัฒนาซอฟต์แวร์ แน่นอนว่าพวกเขาจะไม่ได้รับ UI ที่หรูหราหรือฟีเจอร์ที่ฉูดฉาด แต่ถ้าไม่มีพวกมัน โค้ดของเราจะไม่มีอะไรมากไปกว่าความยุ่งเหยิงของเลขและศูนย์ที่ยุ่งวุ่นวาย และเชื่อเราเถอะ คุณคงไม่อยากเป็นคนที่พยายามอ่านเรื่องนั้นหรอก
แล้วทำไมคุณถึงต้องสนใจคอมไพเลอร์ด้วย? สำหรับผู้เริ่มต้น การทำความเข้าใจว่าพวกมันทำงานอย่างไรสามารถช่วยให้คุณเขียนโค้ดได้ดีขึ้น
มันเหมือนกับการเล่นเกมโทรศัพท์โดยใช้รหัสแทนคำพูด เช่นเดียวกับการส่งข้อความจากคนสู่คน หากคุณเริ่มต้นด้วยโค้ดที่ชัดเจนและเขียนได้ดี โค้ดก็ควรจะสมเหตุสมผลแม้ว่าจะแปลเป็นภาษาเครื่องแล้วก็ตาม แต่ถ้าคุณเริ่มต้นด้วยโค้ดที่ยุ่งเหยิง มันก็เหมือนกับการพยายามเข้าใจข้อความของคนเมา โชคดีนะ!
ด้วยการทำความเข้าใจขั้นตอนต่างๆ ของการคอมไพล์และวิธีที่คอมไพลเลอร์ตีความและปรับโค้ดให้เหมาะสม คุณจะสามารถเขียนโค้ดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและเสี่ยงต่อข้อผิดพลาดน้อยลง
คอมไพเลอร์ยังเป็นส่วนพื้นฐานของกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ การทราบวิธีการทำงานจะช่วยให้คุณเข้าใจว่าคอมพิวเตอร์ประมวลผลโค้ดของคุณอย่างไร และทำให้การแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการคอมไพล์เป็นเรื่องง่าย
และนี่คือสิ่งสำคัญ เมื่อคุณเข้าใจ Compilers แล้ว คุณก็จะสามารถเข้าใจภาษาการเขียนโปรแกรมทุกประเภทได้ มันเหมือนกับการเรียนรู้ภาษาใหม่ แต่แทนที่จะท่องจำคำศัพท์ คุณกำลังเรียนรู้เกี่ยวกับการวิเคราะห์คำศัพท์และการแยกวิเคราะห์ ภาษาการเขียนโปรแกรมหลายภาษาใช้แนวคิดและเทคนิคที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้นการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของคอมไพเลอร์จะทำให้การเรียนรู้ภาษาใหม่ๆ ง่ายขึ้น
และอย่าลืมว่าความรู้เกี่ยวกับคอมไพเลอร์จะมีประโยชน์สำหรับผู้ที่สนใจด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์โดยทั่วไป คอมไพเลอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญของกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ และการทำความเข้าใจสิ่งเหล่านี้จะทำให้คุณมีความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับวิธีการสร้างและดำเนินการโปรแกรมคอมพิวเตอร์ นอกจากนี้ การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของคอมไพเลอร์สามารถช่วยให้คุณสร้างซอฟต์แวร์ที่สามารถทำงานบนแพลตฟอร์มและอุปกรณ์ที่หลากหลาย ซึ่งเหมือนกับการมีพลังพิเศษในโลกเทคโนโลยี
การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของคอมไพเลอร์จะเป็นประโยชน์สำหรับนักพัฒนา ผู้ที่ชื่นชอบวิทยาการคอมพิวเตอร์ และใครก็ตามที่สนใจวิธีสร้างและดำเนินการโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ช่วยให้พวกเขาเขียนโค้ดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แก้ไขข้อผิดพลาดได้ง่ายขึ้น และเข้าใจวิธีการทำงานของภาษาการเขียนโปรแกรมใหม่ๆ และเอาจริงเอาจัง ใครล่ะจะไม่อยากเป็นตัวช่วยสร้างโค้ด?
คอมไพเลอร์คืออะไรกันแน่??
ในฐานะโปรแกรมเมอร์ คุณน่าจะคุ้นเคยกับกระบวนการเขียนโค้ดในภาษาโปรแกรมระดับสูง อย่างไรก็ตาม จะเกิดอะไรขึ้นกับโค้ดนั้นเมื่อคุณเขียนมันแล้ว? เพื่อให้คอมพิวเตอร์เข้าใจและรันโค้ดของคุณ จะต้องแปลเป็นโค้ดเครื่อง นี่คือที่มาของคอมไพเลอร์
คอมไพเลอร์เป็นซอฟต์แวร์ประเภทหนึ่งที่รับซอร์สโค้ดที่คุณเขียนด้วยภาษาระดับสูงแล้วแปลงเป็นรหัสเครื่องซึ่งสามารถดำเนินการได้ด้วยคอมพิวเตอร์ กระบวนการนี้เรียกว่าการรวบรวม
แต่กระบวนการคอมไพล์ไม่ง่ายเหมือนกับการแปลโค้ด กระบวนการนี้มีหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง รวมถึงการวิเคราะห์คำศัพท์ การแยกวิเคราะห์ การวิเคราะห์เชิงความหมาย การสร้างโค้ด และการเพิ่มประสิทธิภาพ
ขั้นแรก การวิเคราะห์คำศัพท์และการแยกวิเคราะห์ใช้เพื่อแยกซอร์สโค้ดออกเป็นองค์ประกอบแต่ละส่วน และทำความเข้าใจโครงสร้างของโปรแกรม ถัดไป การวิเคราะห์เชิงความหมายจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่าโค้ดสมเหตุสมผลและเป็นไปตามกฎการเขียนโปรแกรมที่เหมาะสม จากนั้น การสร้างโค้ดจะใช้เพื่อสร้างโค้ดเครื่องจากซอร์สโค้ดที่แยกวิเคราะห์และวิเคราะห์ สุดท้ายนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพจะใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของโค้ดที่สร้างขึ้น
คอมไพเลอร์มีบทบาทสำคัญในกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ โปรแกรมเมอร์จะถูกจำกัดให้เขียนโค้ดในโค้ดเครื่องระดับต่ำ ซึ่งไม่เพียงแต่อ่านและทำความเข้าใจได้ยากเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพน้อยกว่าอีกด้วย ด้วยความช่วยเหลือของคอมไพเลอร์ โปรแกรมเมอร์สามารถเขียนโค้ดในภาษาระดับสูงที่อ่านและเข้าใจได้ง่าย ในขณะที่ยังสามารถรันโค้ดบนคอมพิวเตอร์ได้ ภาษาโปรแกรมยอดนิยมบางภาษาที่คอมไพล์ ได้แก่ C, C++ และ C#
เวลาโค้ด!
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("Compiling C code...\n");
// The command below uses GCC compiler to translate the source code into machine code
system("gcc -o outputfile main.c");
printf("Compilation complete.\n");
printf("Now you can go ahead and run it! And remember, if it breaks, you get to keep both pieces!\n");
return 0;
}
โปรแกรม C แบบง่ายนี้สาธิตวิธีการใช้คอมไพลเลอร์ ในกรณีนี้คือ GCC เพื่อแปลงซอร์สโค้ดที่เขียนด้วยภาษาระดับสูง เช่น C ให้เป็นโค้ดเครื่องที่คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้ โปรแกรมใช้ฟังก์ชัน system เพื่อเรียกคอมไพเลอร์ GCC และส่งคำสั่งเพื่อคอมไพล์ไฟล์เฉพาะ ในกรณีนี้คือ 'main.c' และส่งออกรหัสเครื่องไปยังไฟล์ปฏิบัติการที่เรียกว่า 'outputfile' ฟังก์ชัน printf ใช้เพื่อส่งออกข้อความ 'กำลังคอมไพล์โค้ด C...' และ 'คอมไพล์เสร็จสมบูรณ์' บนคอนโซล ระบุจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของกระบวนการคอมไพล์ และอารมณ์ขันเล็กๆ น้อยๆ เพื่อเตือนให้คุณระมัดระวังในการรันโปรแกรมและสนุกกับการเดินทาง!
คอมไพเลอร์กับล่าม
ล่ามก็เหมือนกับคอมไพเลอร์ คือซอฟต์แวร์ประเภทหนึ่งที่ช่วยรันซอร์สโค้ดที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรม แต่แตกต่างจากคอมไพเลอร์ตรงที่ล่ามใช้แนวทางที่แตกต่างในการดำเนินการ แทนที่จะแปลงซอร์สโค้ดทั้งหมดเป็นโค้ดเครื่องก่อนดำเนินการเหมือนคอมไพเลอร์ ผู้แปลจะอ่านและรันโค้ดทีละบรรทัดแบบเรียลไทม์
ตอนนี้ คุณอาจจะกำลังคิดว่า "แต่เดี๋ยวก่อน ไม่ใช่ว่าล่ามและผู้เรียบเรียงเหมือนกันใช่ไหม" และในระดับหนึ่งคุณก็พูดถูก ทั้งสองใช้เพื่อรันซอร์สโค้ดที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรมและแปลงเป็นโค้ดเครื่องที่คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทั้งสองอยู่ที่วิธีการรันโค้ด คอมไพเลอร์จะแปลงซอร์สโค้ดทั้งหมดเป็นโค้ดเครื่องก่อนดำเนินการ ในขณะที่ล่ามจะอ่านและรันโค้ดทีละบรรทัดแบบเรียลไทม์ โดยทั่วไปล่ามจะใช้สำหรับภาษาสคริปต์ เช่น Python, Perl, JavaScript ฯลฯ ซึ่งใช้สำหรับโปรเจ็กต์ขนาดเล็กและไม่ต้องการการปรับให้เหมาะสมมากนัก ในทางกลับกัน คอมไพเลอร์มักใช้สำหรับภาษาการเขียนโปรแกรมระบบ เช่น C, C++, C# ฯลฯ ซึ่งใช้สำหรับโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่และต้องการการปรับให้เหมาะสม
ความแตกต่างอีกประการหนึ่งคือความเร็วในการดำเนินการ โดยทั่วไปล่ามจะช้ากว่าคอมไพเลอร์เพราะต้องแปลโค้ดทีละบรรทัดทุกครั้งที่รันโปรแกรม อย่างไรก็ตามคอมไพเลอร์จะแปลงซอร์สโค้ดทั้งหมดเป็นโค้ดเครื่องก่อนดำเนินการ ซึ่งอาจเร็วกว่า แต่มีบางกรณีที่ล่ามอาจเร็วกว่าคอมไพเลอร์สำหรับภาษาที่ถูกตีความในรันไทม์เช่น python
ทั้งล่ามและคอมไพเลอร์ใช้ในการรันซอร์สโค้ดที่เขียนในภาษาการเขียนโปรแกรม แต่ทำในรูปแบบที่แตกต่างกัน ล่ามรันโค้ดทีละบรรทัด ในขณะที่คอมไพเลอร์แปลงซอร์สโค้ดทั้งหมดเป็นโค้ดเครื่องก่อนที่จะดำเนินการ และเช่นเดียวกับเรื่องราวดีๆ ทั้งหมด มันไม่เกี่ยวกับว่าคุณเริ่มต้นอย่างไร แต่สำคัญว่าคุณจะจบมันอย่างไร
ทำไมฉันถึงเพิ่งเรียนรู้เรื่องนี้? เพราะความรู้คือพลังนะเพื่อน และการรู้เกี่ยวกับคอมไพเลอร์และล่ามก็เหมือนกับการมีอาวุธลับในโลกของการพัฒนาซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ ตอนนี้คุณสามารถสร้างความประทับใจให้กับเพื่อนโปรแกรมเมอร์ของคุณด้วยความเข้าใจที่เพิ่งค้นพบเกี่ยวกับการทำงานภายในของการเรียกใช้โค้ด เชื่อฉันสิ พวกเขาจะเขียวด้วยความอิจฉา
รหัส?
# Here is a simple example of using an interpreter to execute code
# written in the Python programming language
# First, we'll define a simple function that takes in two numbers
# and returns their sum
def add_numbers(a, b):
return a + b
# Next, we'll use the built-in `input()` function to get input from the user
num1 = input("Enter a number: ")
num2 = input("Enter another number: ")
# Then, we'll use the `add_numbers` function to add the numbers together
result = add_numbers(num1, num2)
# Finally, we'll use the `print()` function to output the result
print("The sum of", num1, "and", num2, "is", result)
// Here is a simple example of using a compiler to execute code
// written in the C# programming language
// First, we'll define a simple function that takes in two numbers
// and returns their sum
int add_numbers(int a, int b)
{
return a + b;
}
// Next, we'll use the Console.ReadLine() method to get input from the user
Console.WriteLine("Enter a number: ");
int num1 = int.Parse(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Enter another number: ");
int num2 = int.Parse(Console.ReadLine());
// Then, we'll use the `add_numbers` function to add the numbers together
int result = add_numbers(num1, num2);
ตัวอย่างแรกคือ ตัวอย่างของการใช้ล่ามเพื่อรันโค้ดที่เขียนในภาษาการเขียนโปรแกรม Python มันเหมือนกับการมีนักแปลส่วนตัวที่สามารถเข้าใจโค้ดที่คุณเขียนและดำเนินการให้กับคุณได้
ขั้นแรก เราจะกำหนดฟังก์ชันง่ายๆ ที่รับตัวเลขสองตัวแล้วส่งคืนผลรวม คิดว่ามันเป็นอัจฉริยะทางคณิตศาสตร์ที่สามารถเพิ่มตัวเลขได้ในพริบตา
def add_numbers(a, b): คืนค่า a + b
ต่อไป เราจะใช้ฟังก์ชัน input() ในตัวเพื่อรับอินพุตจากผู้ใช้ เหมือนกับการขอให้คอมพิวเตอร์แจ้งตัวเลขสองตัวที่จะบวก
num1 = input("ใส่ตัวเลข: ") num2 = input("ใส่ตัวเลขอื่น: ")
จากนั้น เราจะใช้ฟังก์ชัน add_numbers เพื่อบวกตัวเลขเข้าด้วยกัน เช่นเดียวกับกลเม็ดมหัศจรรย์ ตัวเลขจะถูกบวกเข้าในเวลาไม่นาน
ผลลัพธ์ = add_numbers (num1, num2)
สุดท้ายนี้ เราจะใช้ฟังก์ชัน print() เพื่อแสดงผลลัพธ์ แล้วก็เอาล่ะ! ผลรวมของตัวเลขจะปรากฏราวกับเวทย์มนตร์
พิมพ์ ("ผลรวมของ", num1, "และ", num2, "คือ", ผลลัพธ์)
มันเหมือนกับการสั่งหุ่นยนต์ มันจะตามมันไปหา T และให้ผลลัพธ์แก่คุณ แม้ว่าหุ่นยนต์ตัวนี้จะไม่สามารถชงกาแฟให้คุณได้
โค้ดส่วนที่สองคือตัวอย่างของการใช้คอมไพเลอร์เพื่อรันโค้ดที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรม C# โค้ดกำหนดฟังก์ชันง่ายๆ ที่เรียกว่า add_numbers ซึ่งรับตัวเลขสองตัวคือ a และ b และส่งคืนผลรวมโดยใช้คำสั่ง return
จากนั้น โค้ดจะใช้เมธอด Console.WriteLine("Enter a number: "); เพื่อแจ้งให้ผู้ใช้ป้อนตัวเลข ซึ่งจากนั้นจะจัดเก็บไว้ในตัวแปร num1 โดยใช้เมธอด int.Parse(Console.ReadLine()) กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำสำหรับตัวแปร num2
สุดท้ายนี้ โค้ดใช้ฟังก์ชัน add_numbers เพื่อเพิ่มตัวเลขเข้าด้วยกันและกำหนดผลลัพธ์ให้กับตัวแปร result ตัวแปร result ไม่ได้ใช้ในตัวอย่างโค้ด แต่สามารถใช้ได้ในภายหลังเพื่อแสดงผลลัพธ์หรือดำเนินการอื่นๆ กับตัวแปรนั้น
ตัวอย่างนี้แสดงวิธีใช้ C# เพื่อรับอินพุตจากผู้ใช้และดำเนินการทางคณิตศาสตร์อย่างง่าย นอกจากนี้ยังแสดงวิธีดำเนินการโค้ด C# โดยใช้คอมไพเลอร์ ซึ่งจะแปลงโค้ด C# ระดับสูงให้เป็นโค้ดเครื่องที่คอมพิวเตอร์สามารถดำเนินการได้ มันเหมือนกับกลเม็ดมหัศจรรย์ที่คุณออกคำสั่งระดับสูงให้คอมพิวเตอร์ และคอมพิวเตอร์รู้ว่าต้องทำอย่างไร เช่นเดียวกับนักมายากลดึงกระต่ายออกจากหมวก
