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編譯引入中間語言優勢

發布時間: 2022-11-14 20:08:19

1. 編譯型語言和解釋型語言的區別

編譯型語言在程序執行之前,有一個單獨的編譯過程,將程序翻譯成機器語言就不用再進行翻譯了。

解釋型語言,是在運行的時候將程序翻譯成機器語言,所以運行速度相對於編C/C++ 等都是編譯型語言,而Java,C#等都是解釋型語言。

雖然Java程序在運行之前也有一個編譯過程,但是並不是將程序編譯成機器語言,而是將它編譯成位元組碼(可以理解為一個中間語言)。
在運行的時候,由JVM將位元組碼再翻譯成機器語言。
註:腳本語言一般都有相應的腳本引擎來解釋執行。 他們一般需要解釋器才能運行。JAVASCRIPT,ASP,PHP,PERL,Nuva都是腳本語言。C/C++編譯、鏈接後,可形成獨立執行的exe文件。

編譯型語言:

  • 編譯型語言最大的優勢之一就是其執行速度。用C/C++編寫的程序運行速度要比用Java編寫的相同程序快30%-70%。

  • 編譯型程序比解釋型程序消耗的內存更少。

  • 不利的一面——編譯器比解釋器要難寫得多。

  • 編譯器在調試程序時提供不了多少幫助——有多少次在你的c語言代碼中遇到一個「空指針異常」時,需要花費好幾個小時來明確錯誤到底在代碼中的什麼位置。

  • 可執行的編譯型代碼要比相同的解釋型代碼大許多。例如,C/C++的.exe文件要比同樣功能的Java的.class文件大很多。

  • 編譯型程序是面向特定平台的因而是平台依賴的。

  • 編譯型程序不支持代碼中實現安全性——例如,一個編譯型的程序可以訪問內存的任何區域,並且可以對你的PC做它想做的任何事情(大部分病毒是使用編譯型語言編寫的)

  • 由於鬆散的安全性和平台依賴性,編譯型語言不太適合開發網際網路或者基於Web的應用。

  • 解釋型語言:

  • 解釋型語言提供了極佳的調試支持。一名Java程序員只需要幾分鍾就可以定位並修復一個「空指針異常」,因為Java運行環境不僅指明了異常的性質,而且給出了異常發生位置具體的行號和函數調用順序(著名的堆棧跟蹤信息)。這樣的便利是編譯型語言所無法提供的。

  • 另一個優勢是解釋器比編譯器容易實現

  • 解釋型語言最大的優勢之一是其平台獨立性

  • 解釋型語言也可以保證高度的安全性——這是互聯網應用迫切需要的

  • 中間語言代碼的大小比編譯型可執行代碼小很多

  • 平台獨立性,以及嚴密的安全性是使解釋型語言成為適合互聯網和Web應用的理想語言的2個最重要的因素。

  • 解釋型語言存在一些嚴重的缺點。解釋型應用佔用更多的內存和CPU資源。這是由於,為了運行解釋型語言編寫的程序,相關的解釋器必須首先運行。解釋器是復雜的,智能的,大量消耗資源的程序並且它們會佔用很多CPU周期和內存。

  • 由於解釋型應用的decode-fetch-execute(解碼-抓取-執行)的周期,它們比編譯型程序慢很多。

  • 解釋器也會做很多代碼優化,運行時安全性檢查;這些額外的步驟佔用了更多的資源並進一步降低了應用的運行速度。

2. .NET程序首先被編譯成中間語言IL,IL經過再次編譯後才生成機器碼。這樣做有什麼好處

方便獨立開發語言和虛擬機吧。
還有這樣就可以兼容各種語言,生成相同的il。

3. C# 為什麼要弄成中間代碼

1、因為c語言也不能說真正的跨平台,只是這種語言比較低級,各個平台的實現相對一致。
c語言的東西下載時還是會分平台的,比如for linux, for windows, for Mac等,不同平台的編譯器對c的解釋都有差異,所以只能說跨平台容易一些。
2、按微軟的規劃,以後的應用程序要從網上付費下載來使用,這樣就帶來下載軟體的安全與否的問題,而C#經編譯後形成的是中間代碼,不可以在本地機器上直接執行,必須經過CLR轉換成本地代碼後才能執行。
這樣,中間碼可以順利通過防火牆,而且安全性又有CLR來保證。

4. 編譯型語言和解釋型語言各自的優缺點是什麼

一、編譯型語言

優點:運行速度快,代碼效率高,編譯後的程序不可修改,保密性較好。

缺點:代碼需要經過編譯方可運行,可移植性差,只能在兼容的操作系統上運行 。

二、解釋型語言

優點:可移植性較好,只要有解釋環境,可在不同的操作系統上運行。

缺點:運行需要解釋環境,運行起來比編譯的要慢,佔用資源也要多一些,代碼效率低,代碼修改後就可運行,不需要編譯過程。

(4)編譯引入中間語言優勢擴展閱讀:

編譯型語言:程序在執行之前需要一個專門的編譯過程,把程序編譯成 為機器語言的文件,運行時不需要重新翻譯,直接使用編譯的結果就行了。程序執行效率高,依賴編譯器,跨平台性差些。如C、C++、Delphi等。而相對的,解釋性語言編寫的程序不進行預先編譯,以文本方式存儲程序代碼。在發布程序時,看起來省了道編譯工序。但是在運行程序的時候,解釋性語言必須先解釋再運行。

5. 什麼是中間語言(IL)它的作用

IL是.NET框架中中間語言(Intermediate Language)的縮寫。使用.NET框架提供的編譯器可以直接將源程序編譯為.exe或.dll文件,但此時編譯出來的程序代碼並不是CPU能直接執行的機器代碼,而是一種中間語言IL(Intermedate Language)的代碼。
使用中間語言的優點有兩點,一是可以實現平台無關性,既與特定CPU無關;二是只要把.NET框架某種語言編譯成IL代碼,就實現.NET框架中語言之間的交互操作。(《C#程序設計及應用教程》(第2版),馬駿 主編)

參考:http://ke..com/view/2278922.htm

6. 什麼叫中間語言

中間語言MSIT
在.Net框架中,公共語言基礎結構使用公共語言規范來綁定不同的語言。通過要求不同的語言至少要實現公共類型系統(CTS)包含在公共語言規范中的部分,公共語言基礎結構允許不同的語言使用.Net框架。因此在.Net框架中,所有的語言(C#,VB.Net,Effil.Net等)最後都被轉換為了一種通用語言:微軟中間語言(MSIL)。
MSIL是將.Net代碼轉化為機器語言的一個中間過程。它是一種介於高級語言和基於Intel的匯編語言的偽匯編語言。當用戶編譯一個.Net程序時,編譯器將源代碼翻譯成一組可以有效地轉換為本機代碼且獨立於CPU 的指令。當執行這些指令時,實時(JIT)編譯器將它們轉化為CPU特定的代碼。由於公共語言運行庫支持多種實時編譯器,因此同一段MSIL代碼可以被不同的編譯器實時編譯並運行在不同的結構上。從理論上來說,MSIL將消除多年以來業界中不同語言之間的紛爭。在.Net的世界中可能出現下面的情況:一部分代碼可以用Effil實現,另一部分代碼使用C#或VB完成的,但是最後這些代碼都將被轉換為中間語言。這給程序員提供了極大的靈活性,程序員可以選擇自己熟悉的語言,並且再也不用為學習不斷推出的新語言而煩惱了。
解密微軟中間語言的系列文章將通過一些簡單易懂的方式來揭示中間語言的復雜原理。這些原理通過詳細的例子來闡述。在一些例子中同時給出了源代碼和中間代碼,通過比較源代碼和中間代碼,我們可以更好地理解編譯器的局限性,指導我們編寫出更好更快的代碼。
微軟中間語言概述 1.用中間語言編寫的一個簡單程序
讓我們從經典的Hello World例子開始。首先在一個文本編輯器中輸入以下的代碼,並保存為HelloWorld.il:
.assembly HelloWorldIL {}
.method static void HelloWorld() {
.entrypoint
ldstr "Hello World."
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(class System.String)
ret
}
在一個中間語言程序中,如果某一行以「.」開始,則代表這是一個傳輸給匯編工具的指令,該指令要求匯編工具執行某些操作,例如生成一個函數或類。而沒有以「.」開始的行是中間語言的代碼。在中間語言中方法通過匯編命令method來定義,匯編命令後跟方法的返回值、名稱和參數。方法體被包含在{}中。例子中的ret代表該方法的結束。
一個中間語言文件可以包含很多函數,匯編工具沒有辦法分辨應該首先執行哪一個方法。在諸如C#或VB這一類高級語言中,程序的入口方法通常都有特定的名稱,例如在C#中的public static void Main()。這就是上面的匯編工具發出錯誤提示的原因。在中間語言中,第一個被執行的方法被稱為入口函數(EntryPoint Function)。為了告訴匯編工具HelloWorld是入口函數,我們需要在代碼中增加一條匯編命令entrypoint,該命令可以放在方法體中的任何位置。需要注意的是在一個程序集中只能有一個入口函數。
中間語言代碼通常被編譯成一個模塊,該模塊隸屬於一個程序集。在.Net中模塊和程序集的概念非常重要,因此開發人員需要很清楚地了解它們。在後面的文章中我們將詳細討論.Net程序的結構。通過在代碼中加入assembly命令,可以告訴匯編工具中間代碼隸屬於那個程序集。assembly命令的格式如下:
.assembly <程序集名稱> {}
需要注意在method命令後加入了static關鍵字,這是因為每個入口函數必須是靜態的,例如在C#中我們將Main方法定義為public static void Main()。
接下來我們需要調用WriteLine方法將HelloWorld字元串輸出到屏幕。通過使用call指令(Instruction)我們可以達到這個目的。指令的格式如下:
call <return type> <namespace>.<class name>::<method name>
這里我們可以看到當調用一個方法時,中間語言和其他的編程語言有很大的區別。在中間語言中,如果需要調用一個方法,需要指定方法的全名,包括他的名稱域(namespace)、類名、返回值類型和參數的數據類型。這樣就保證了匯編工具能夠找到正確的方法。
在調用WriteLine方法時需要一個字元串參數。所有傳遞給方法或函數的參數都被保存在內存的堆棧中。在中間語言中有一個指令ldstr可以從堆棧中載入一個字元串。(堆棧是內存中的一塊區域,它被用於將參數傳輸給方法,在後面我們會詳細討論堆棧的問題)。所有的方法都從堆棧中獲取它們的參數,因此ldstr指令是必不可少的。ldstr指令的格式如下所示:
ldstr <parameter string>
我們可以用ILAsm.exe來編譯這個程序。在運行ILAsm.exe之前,首先需要確認一下該程序已經包含在了Windows操作系統的Path環境變數中。ILAsm.exe 可在下面的路徑中找到:
%windir%\Microsoft.NET\Framework\v1.0.xxxx
其中xxxx是正在使用的.NET框架的內部版本號。例如我使用的版本號是3705,則應該如下設置Path環境變數:
Set Path = %Path%;c:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v1.0.3705
然後運行cmd.exe(開始->運行->輸入cmd->按下確認鍵)。在彈出的命令窗口中輸入:
J:\Testcode>ilasm HelloWorld.il
匯編代碼後運行程序就可以看到Hello World.的輸出。
通過上面的例子,我們了解了中間語言的程序結構,一些命令和指令。同時需要提醒大家的是中間語言是區分大小寫的。
2.改進的HelloWorld例子
在.Net中的所有語言都是面向對象的語言,但是上面的HelloWorld例子是一個結構化的例子。下面讓我們來看一下如何將它轉化為面向對象的代碼。在面向對象的編程中,我們將操作定義在類中。為了將上面的HelloWorld例子轉化為面向對象的代碼,可以使用class命令:
.class HelloWorld { }
class命令後緊跟的是類的名稱。類的名稱在中間語言中是可選的。同時我們還需要為該指令添加一些屬性,例如存取控制類在內存中的布局和互用性等。這樣代碼就變成了:
.assembly HelloWorldIL {}
.class public auto ansi HelloWorld extends [mscorlib]System.Object {
.method public hidebysig static void HelloWorld() cil managed {
.entrypoint
ldstr "Hello World."
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(class System.String)
ret
}
.method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed {
ldarg.0
call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
ret
}
}
在代碼中用到了三個屬性:
· public:public是訪問控制屬性,它表明了對於訪問該類的成員沒有限制。
· auto:auto屬性表明了當類被載入到內存中時,在內存中的布局是由公共運行庫而不是程序決定的。
· ansi:指定ansi屬性是為了在沒有被管理和被管理的代碼之間實現無縫的轉化。在.Net中,那些不可直接應用在公共語言基礎設施之上的代碼被稱為沒有被管理的代碼,例如C、C++和VB6的代碼。我們需要一個屬性來處理被管理的代碼和沒有被管理的代碼之間的互用性。在被管理的代碼中,字元串用雙位元組的Unicode字元表示,而在被管理的代碼中,字元串有可能用單位元組的ANSI字元表示。指定了ansi屬性就可以在不同的代碼間轉化字元串了。
我們知道在.Net框架中,所有的類都直接或間接地繼承了System.Object類。在代碼中我們明確指定了HelloWorld繼承了System.Object。
在HelloWorld方法中加入了public、hidebysig、cil managed屬性,下面是對這些屬性的解釋:
· public:在C#或VB.Net中,當我們定義一個方法時,需要指定方法的訪問修飾符。訪問修飾符可以是public、protected、internal或private 。
· hidebysig:一個類可以繼承其他的類,hidebysig屬性保證當前類中的方法在作為父類時不會被子類繼承。例如如果HelloWorldChild類繼承了HelloWorld類,在HelloWorldChild中不會看到HelloWorld方法。
· cil managed:該屬性將在後面討論。
在高級語言中(C#,VB.Net等),每個類必須有構造函數,而且構造函數的第一行需要調用基類的構造函數。如果類中沒有構造函數,基類的構造函數將被自動調用。通常這是由編譯器自動完成的,現在我們要在的代碼中加入構造函數,該構造函數通過.ctor命令調用基類的構造函數。
小結
本文我們從經典的Hello World例子開始,通過實例了解了微軟中間語言的基本語法規則以及中間語言與其他開發語言的關系。在下一篇文章中,我們將在此基礎上,運用實常式序講述.net應用程序的格式和結構等內容。

7. 簡述什麼是源語言,目標語言,中間語言

源語言是外語翻譯專業術語,和目標語相對。 源語言(可以引導出另一種語言的語言。在最初編寫計算機程序時所使用的語言,就是源語言。源語言一般指的是,編寫源程序所用的語言,它必須翻譯成機器語言*才能在計算機中使用。) 目標語言:目標語 中間語言:獨立於任何特定自然語言的中介表達式,能夠統攝機器翻譯所需的句法和語義信息,在機器翻譯系統中表示源語和目標語之間的聯系。

8. 一個典型的編譯程序通常由哪些部分組成

1、詞法分析

詞法分析的任務是對由字元組成的單詞進行處理,從左至右逐個字元地對源程序進行掃描,產生一個個的單詞符號,把作為字元串的源程序改造成為單詞符號串的中間程序。執行詞法分析的程序稱為詞法分析程序或掃描器。

2、語法分析

編譯程序的語法分析器以單詞符號作為輸入,分析單詞符號串是否形成符合語法規則的語法單位,如表達式、賦值、循環等,最後看是否構成一個符合要求的程序,按該語言使用的語法規則分析檢查每條語句是否有正確的邏輯結構,程序是最終的一個語法單位。

3、中間代碼生成

中間代碼是源程序的一種內部表示,或稱中間語言。中間代碼的作用是可使編譯程序的結構在邏輯上更為簡單明確,特別是可使目標代碼的優化比較容易實現。中間代碼即為中間語言程序,中間語言的復雜性介於源程序語言和機器語言之間。

4、代碼優化

代碼優化是指對程序進行多種等價變換,使得從變換後的程序出發,能生成更有效的目標代碼。所謂等價,是指不改變程序的運行結果。所謂有效,主要指目標代碼運行時間較短,以及佔用的存儲空間較小。這種變換稱為優化。

5、目標代碼生成

目標代碼生成是編譯的最後一個階段。目標代碼生成器把語法分析後或優化後的中間代碼變換成目標代碼。

(8)編譯引入中間語言優勢擴展閱讀:

編譯程序把用高級程序設計語言書寫的源程序,翻譯成等價的機器語言格式目標程序的翻譯程序。編譯程序屬於採用生成性實現途徑實現的翻譯程序。它以高級程序設計語言書寫的源程序作為輸入,而以匯編語言或機器語言表示的目標程序作為輸出。

編譯出的目標程序通常還要經歷運行階段,以便在運行程序的支持下運行,加工初始數據,算出所需的計算結果。

編譯程序的實現演算法較為復雜。這是因為它所翻譯的語句與目標語言的指令不是一一對應關系,而是一多對應關系;同時也因為它要處理遞歸調用、動態存儲分配、多種數據類型,以及語句間的緊密依賴關系。

但是,由於高級程序設計語言書寫的程序具有易讀、易移植和表達能力強等特點,編譯程序廣泛地用於翻譯規模較大、復雜性較高、且需要高效運行的高級語言書寫的源程序。

9. 編譯過程中,源程序為什麼要通過中間代碼生成目標程序

源程序是指程序員編寫的代碼,可以被編譯程序編譯為目標程序。
如果是c++,那麼後綴為.cpp
目標程序是編譯程序將源程序編譯後的結果,如果是c++,那麼後綴是.o
編譯程序一般是編譯器公司(比如微軟
intel他們都生產編譯器)做的,它將源代碼轉化為機器可識別的文件,經過鏈接,生成可執行程序。
解釋程序即解釋器,它不需要經過編譯階段即可根據用戶源程序執行。
程序語言分編譯類和解釋類語言。

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