什么是编程语言？定义与类型

众所周知，与人沟通需要一种特定的语言，同样，程序员与计算机沟通也需要一种语言，这叫做编程语言。

软件工程师用来编写计算机程序的工具就是编程语言。它们是与计算机系统交互和命令计算机的手段。存在许多不同的编程语言，每种语言都有其优点和缺点。某些语言比其他语言更适合特定的角色。例如，一些语言用于基础编程，而另一些语言则用于网络、统计生成以及 Web 和应用程序开发等特定领域。

在学习编程语言之前，让我们先了解一下什么是语言？

什么是语言？

语言是一种交流方式，用于相互分享想法、意见。例如，如果我们想教某人，我们需要一种双方都能理解的语言。

什么是编程语言？

编程语言是计算机语言，供程序员（开发人员）与计算机进行交流。它是一组用任何特定语言（C、C++、Java、Python）编写的指令，用于执行特定任务。

编程语言主要用于开发桌面应用程序、网站和移动应用程序。

为什么需要编程语言？

许多软件程序都是使用编程语言编写的，包括：

• 操作系统
• 网络浏览器
• 移动应用
• 桌面程序
• 电子游戏
• 通用软件程序
• 商业相关软件程序
• 嵌入式系统

编程语言的类型

1. 低级编程语言

低级语言是依赖于机器（0和1）的编程语言。处理器直接运行低级程序，无需编译器或解释器，因此用低级语言编写的程序可以运行得非常快。

低级语言又分为两类——

i. 机器语言

机器语言是一种低级编程语言。它也被称为机器码或目标代码。机器语言更容易阅读，因为它通常以二进制或十六进制（基数 16）形式显示。它不需要翻译器来转换程序，因为计算机直接理解机器语言程序。

机器语言的优点是它有助于程序员比高级编程语言更快地执行程序。

ii. 汇编语言

汇编语言（ASM）也是一种低级编程语言，专为特定处理器设计。它以符号化且易于人类理解的形式表示一组指令。它使用汇编器将汇编语言转换为机器语言。

汇编语言的优点是它需要的内存更少，执行程序所需的时间也更少。

2. 高级编程语言

高级编程语言（HLL）用于开发用户友好的软件程序和网站。这种编程语言需要编译器或解释器将其程序翻译成机器语言（执行程序）。

高级语言的主要优点是它易于阅读、编写和维护。

高级编程语言包括Python、Java、JavaScript、PHP、C#、C++、Objective C、Cobol、Perl、Pascal、LISP、FORTRAN 和 Swift 编程语言。

高级语言又分为三个部分——

i. 面向过程的编程语言

面向过程编程（POP）语言源自结构化编程，基于过程调用概念。它将程序分解为称为例程或函数的小过程。

面向过程的编程语言由软件程序员使用，通过 IDE、Adobe Dreamweaver 或 Microsoft Visual Studio 等编程编辑器来创建程序。

POP 语言的优点是它有助于程序员轻松跟踪程序流程，并且代码可以在程序的不同部分重用。

POP 语言的优点是它有助于程序员轻松跟踪程序流程，并且代码可以在程序的不同部分重用。

示例：C、FORTRAN、Basic、Pascal 等。

ii. 面向对象编程语言

面向对象编程（OOP）语言基于对象。在这种编程语言中，程序被分解为称为对象的小部分。它用于在程序中实现现实世界的实体，如继承、多态、抽象等，使程序可重用、高效且易于使用。

面向对象编程的主要优点是 OOP 执行、维护、修改和调试速度更快、更容易。

注意：面向对象编程语言遵循自底向上的方法。

示例：C++、Java、Python、C# 等。

iii. 自然语言

自然语言是人类语言的一部分，如英语、俄语、德语和日语。机器用它来理解、操作和解释人类的语言。开发人员用它来执行翻译、自动摘要、命名实体识别 (NER)、关系提取和主题分段等任务。

自然语言的主要优点是它可以帮助用户询问任何主题的问题，并在几秒钟内直接得到答复。

3. 中级编程语言

中级编程语言介于低级编程语言和高级编程语言之间。它也被称为中间编程语言和伪语言。

中级编程语言的优点是它支持高级编程的特性，它是一种用户友好的语言，并且与机器语言和人类语言密切相关。

示例：C、C++ 语言

编程语言的操作机制是什么？

简而言之，程序员用编程语言编写代码后，会为计算机编写一组指令。这些命令包括指示计算机系统执行复杂的数学计算或在屏幕上打印消息。编写完成后，代码需要被转换成系统可以理解的语言。这通过使用编译器或解释器来完成。机器码是计算机处理器理解的低级语言，它通过编译器从代码翻译而来；解释器在不将代码转换为机器码的情况下，会快速运行代码。

编程语言

众所周知，编程语言使我们的生活变得更轻松。目前，所有行业（如教育、医院、银行、汽车等）都完全依赖编程语言。

行业使用的编程语言有几十种。以下是一些最常用的编程语言——

1. Python

Python 是最广泛使用的用户友好型编程语言之一。它是一种开源且易于学习的编程语言，于 20 世纪 90 年代开发。它主要用于 机器学习、人工智能、大数据、基于 GUI 的桌面应用程序和机器人技术。

优点

• Python 易于阅读、易于理解、易于编写。
• 它与其他编程语言（如 C、C++ 和 Java）集成。
• Python 按行执行代码，因此程序员很容易找到代码中出现的错误。
• Python 是平台无关的，意味着您可以编写一次代码，并在任何地方运行。

缺点

• Python 不适合开发移动应用程序和游戏。
• Python 与解释器一起工作。这就是为什么它比 C 和 C++ 等其他编程语言慢。

2. Java

Java 是一种简单、安全、平台无关、可靠、面向体系结构的（architecture-neutral）高级编程语言，由Sun Microsystems 于 1995 年开发。现在，Java 由 Oracle 拥有。它主要用于开发银行、零售、信息技术、Android、大数据、研究社区、Web 和桌面应用程序。

优点

• 与其他编程语言相比，Java 更易于编写、编译、学习和调试。
• 它提供了在不同平台上运行相同程序的能力。
• 它是一种高度安全的编程语言，因为在 Java 中，没有显式指针的概念。
• 它能够同时执行多项任务。

缺点

• Java 比 C 或 C++ 等其他编程语言消耗更多内存且速度更慢。
• 它不提供备份功能。

3. C

C 是一种流行、简单、灵活的通用计算机编程语言。由 Dennis M Ritchie 于 1972 年在 AT&T 开发。它是低级编程语言和高级编程语言的结合。它用于设计文本编辑器、编译器、网络设备等应用程序。

优点

• C 语言易于学习。
• 它是一种快速、高效、可移植、易于扩展、强大且灵活的编程语言。
• 它用于执行复杂计算和操作，例如 MATLAB。
• 它提供动态内存分配，以便在运行时分配内存。

缺点

• 在 C 编程语言中，查找错误非常困难。
• C 不支持 OOPs 的概念，如构造函数、析构函数、抽象、多态、封装和命名空间。

4. C++

C++ 是我们用于开发软件的数千种编程语言之一。C++ 编程语言由Bjarne Stroustrup 于 1980 年开发。它与 C 编程语言相似，但也包含一些附加功能，如异常处理、面向对象编程、类型检查等。

优点

• C++ 是一种简单、可移植的结构化编程语言。
• 它支持 OOPs 特性，如抽象、继承、封装。
• 它提供高级抽象，并且适用于低级编程语言，对通用编程更有效。
• C++ 与 C 语言的兼容性更好。

缺点

• 与 Java 或 Python 等其他编程语言相比，C++ 编程语言不那么安全。
• C++ 不支持垃圾回收。
• 调试大型复杂 Web 应用程序很困难。

5. C#

C#（发音为 C sharp）是一种现代、通用、面向对象的编程语言，与基于 XML 的 Web 服务在 .NET 平台上配合使用。它主要旨在提高 Web 应用程序的生产力。对于熟悉 C、C++ 或 Java 等常见编程语言的用户来说，它更容易学习。

优点

• C# 是一种现代、类型安全、简单、快速且开源的编程语言，易于与 Windows 集成。
• C#（C sharp）的维护成本低于 C++ 编程语言。
• C# 是一种纯粹的面向对象编程语言。
• C# 包含强大的内存备份功能。因此，它避免了内存泄漏问题。

缺点

• C# 的灵活性较低，因为它完全基于 Microsoft .Net 框架。
• 在 C# 中，编写、理解、调试和维护多线程应用程序很困难。

6. JavaScript

JavaScript 是一种脚本语言，可用于客户端和服务器端。它于20 世纪 90 年代为 Netscape Navigator 浏览器开发。它允许程序员实现复杂的功能，使网页生动起来。它帮助程序员创建动态网站、服务器、移动应用程序、动画图形、游戏等。

优点

• JavaScript 帮助我们在网页上添加行为和交互性。
• 它可以用来减少服务器的加载时间。
• 它能够创建有吸引力、动态的网站和丰富的界面。
• JavaScript 是一种简单、通用且轻量级的编程语言。
• JavaScript 及其语法易于理解。

缺点

• JavaScript 完全基于浏览器。
• 它不支持多重继承。
• 与其他编程语言相比，它的安全性较低。

7. R

目前，R 编程是用于数据分析、科学研究、机器学习算法和统计计算的流行编程语言之一。它由 Ross Ihaka 和 Robert Gentleman 于 1993 年开发。它帮助营销人员和数据科学家轻松分析、呈现和可视化数据。

优点

• R 编程为数据整理提供了广泛的支持。
• 它提供了一个易于使用的界面。
• 它可以在任何平台（如 Windows、Linux 和 Mac）上运行。
• 它是一种开源且平台无关的编程语言。

缺点

• R 编程不支持 3D 图形。
• 它比其他编程语言慢。

8. PHP

PHP 代表超文本预处理器（Hypertext Preprocessor）。它是一种开源、强大的服务器端脚本语言，主要用于创建静态和动态网站。它由Rasmus Laird 于 1994 年开发。在 PHP 中，我们还可以编写 HTML、CSS 和 JavaScript 代码。要保存 php 文件，使用文件扩展名 .php。

优点

• PHP 是一种更安全、易于使用的编程语言。
• 它支持强大的在线库。
• 它可以在各种操作系统上运行，如 Windows、Linux 和 Mac。
• 它与云服务提供了极好的兼容性。

缺点

• PHP 无法处理大量应用程序，也不适合大型应用程序。
• 维护起来相当困难。

9. Go

Go 或 Golang 是一种开源编程语言。它用于构建简单、可靠且高效的软件。它由Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompson 于 2007 年开发。

优点

• Go 语言易于学习和使用。
• 它带有内置的测试工具。
• Go 是一种快速的编程语言。

缺点

• Go 语言不支持泛型。
• 它不支持错误处理。
• 它支持缺乏框架。

10. Ruby

Ruby 是一种开源、通用、纯面向对象的编程语言，于1993 年发布。它用于前端和后端 Web 开发。它主要用于编写 CGI（通用网关接口）脚本。

优点

• Ruby 支持各种 GUI（图形用户界面）工具，如 GTK 和 OpenGL。
• 它用于开发 Internet 和 Intranet 应用程序。
• 用 Ruby 编写的代码很短，行数很少。

缺点

• Ruby 比其他编程语言慢。
• 程序员很难调试用 Ruby 编写的代码。

我应该先学习哪种编程语言？

您的愿望将决定哪种编程语言适合您的需求。如果您对多功能编程感兴趣，那么您可以使用 Python 或 Java。这两种语言都得到广泛使用，并拥有庞大的开发者社区，可以帮助您查看和排除故障。

研究一种专门针对您感兴趣的领域设计的语言。例如，如果您有兴趣开发网站，则需要研究 HTML、CSS 和 JavaScript。如果您对统计和技术领域感兴趣，R 或 Python 是不错的选择。

学习计算机语言的策略

有几种特定的方法可以适应编程语言。您可以阅读电子书、观看教学视频或选择合适的文章。还有许多交互式资源以及用于练习的编码游乐场。编写代码是学习编程语言的好方法。从简单的程序开始作为有用的起点，然后您可以逐步编写更复杂的程序。创建您自己的软件程序或为开源项目做贡献。

可以通过以下途径探索编程语言

• 首先熟悉编程基础知识，包括变量、循环和条件语句。
• 选择一种拥有庞大程序员网络且广受欢迎的语言。
• 通过在线教程、在线课程或电子书等各种资源学习。定期编写代码作为练习。
• 随时向其他程序员寻求帮助。

结论

对于创建软件程序的程序员来说，编程语言至关重要。它们广泛用于各种软件产品的开发，包括电子游戏、移动应用程序和商业系统。编程语言种类繁多，各有优缺点。如果您有兴趣学习编程，有很多资源可以帮助您入门。学习编程语言最明智的方法是定期练习编写代码。通过多次尝试和决心，您可以学会编码并制作自己的软件程序。