Tumači i prevoditelji: što su i po čemu se razlikuju?

Izvorni kod programskih jezika visoke razine kao što su PHP, Swift i JavaScript pomalo nalikuje prirodnom jeziku. U takvom kodu vidjet ćete engleske riječi i moći ćete razumjeti neke od njegovih funkcija, čak i ako ne znate sam jezik. Ali takav izvorni kod mora biti u strojno čitljivom formatu da bi računalo moglo pokrenuti konačni program.

Da bi to učinio, stroj treba posrednika da prevede vaš kod u nešto što može obraditi. Ovaj posrednik može biti tumač, prevodilac ili asembler. Svi rade sličnu stvar: prevode izvorni kod iz oblika čitljivog ljudima u oblik čitljiv stroju. Ali način na koji to rade je sasvim drugačiji.

Što je prevoditelj?

Interpretator čita svaki redak koda, jedan po jedan, i izvršava ga odmah u vrijeme izvođenja. Tumač ne čeka da se cijeli izvorni kod pretvori u strojni kod prije nego što ga pošalje CPU-u. Umjesto toga, svaki red koda pretvara u bajt kod specifičan za tumača i izvršava svaku instrukciju dok se prevodi. Dok se zadatak izvršenja izravno oslanja na tumača, CPU pokreće sam prevoditelj.

Budući da analizira i pokreće svaki redak odjednom, proces je često relativno sporiji. Imajući to na umu, pogreške u interpretiranim programskim jezicima lako je uočiti budući da pružaju trenutnu povratnu informaciju za svaki red koda.

Međutim, nedostatak ovakvog ponašanja je to što pogreška tijekom izvođenja ruši program tijekom izvođenja, što rezultira lošim korisničkim iskustvom, posebno ako vašem projektu nedostaje odgovarajuće testiranje.

Što je kompilator?

Kompajler čita vaš izvorni kod i prevodi ga u strojno čitljivu izvršnu datoteku. Za razliku od tumača, čita cijeli izvorni kod u jednom potezu, generirajući strojni kod za kasniju obradu od strane CPU-a. Budući da prevodilac izvršava ovaj zadatak samo jednom, prevedeni programi su obično brži i memorijski učinkovitiji.

Međutim, kompajler ne uzima u obzir pogreške tijekom izvođenja. Umjesto toga, označit će određene pogreške tijekom kompajliranja, što je obično bolje. Ova vrsta pogreške pojavljuje se tijekom razvoja, a ne kada se program pokrene. Međutim, imajte na umu da su pogreške tijekom izvođenja još uvijek moguće, čak iu prevedenim programima.

Ključne razlike

Tumači i prevoditelji su uobičajeni, stoga je korisno znati ključne razlike među njima.

Izvršenje koda: obrada ulaza i izlaza

Tumač može samo prikupljati, prevoditi i izvršavati svaki unos po retku. Izvodi svaki redak izvornog koda uzastopno kako dolazi, a konačni izlaz ovisi o tome što svaki redak emitira tijekom izvođenja.

Kompajler spaja cijeli izvorni kod i prevodi ga samo jednom. Dakle, uzima vaš cijeli izvorni kod kao ulaz, koji pretvara i šalje CPU-u da dobije izlaz.

Otklanjanje pogrešaka i mogućnost praćenja pogrešaka

Kod interpretiranog koda, pogreške se lakše mogu pratiti budući da ih tumač može prijaviti izravnim pozivanjem na izvorni izvor. Međutim, jednom kad dođe do pogreške u bilo kojem trenutku tijekom izvođenja, prevoditelj se zaustavlja. Stoga otklanjanje pogrešaka može biti pomalo izazovno jer ih morate reproducirati tijekom izvođenja. Može se čak i pogoršati ako postoji neadekvatno bilježenje vremena izvođenja.

S druge strane, pogreške u vremenu izvođenja u prevedenom jeziku može biti teže ući u trag budući da ne postoji tumač koji bi o njima izvješćivao. Ali greške koje otkrijete tijekom kompajliranja obično je lakše rješavati jer će ih kompajler dosljedno identificirati.

Većina prevedenih jezika također ima mehanizam za otkrivanje neiskorištenih varijabli, nekompatibilnosti tipova i pogrešne sintakse, čime se rano sprječavaju takve vrste pogrešaka.

Performanse i brzina

Kao što se i očekivalo, kompajler pomaže stroju da brže izvodi programski kod budući da CPU obrađuje kod samo jednom. To nije tako za tumače, koji prevode svaki redak u vrijeme izvođenja.

Iako postoje načela programiranja koja možete koristiti za optimizaciju interpretiranog koda, tumač će i dalje trošiti vrijeme analizirajući i izvršavajući svaki redak prije nego prijeđe na sljedeći. Međutim, pomoćnici prevoditelja dostupni su kako bi interpretirani jezici bili brži.

Na primjer, Chrome preglednik obrađuje JavaScript koristeći V8 motor; ovo radi na Just-In-Time (JIT) kompajleru. Modul Pyinstaller još je jedan pomoćnik koji spaja i kompajlira Python skriptu u izvršni paket.

Iako su ovi pomoćnici zgodni za spajanje interpretiranog jezika u kompilator, to ne mijenja činjenicu da je osnovni prevoditelj još uvijek tumač.

Upotreba memorije

Ponašanje tumača i kompilatora u korištenju memorije relativno je i često ovisi o izvornom kodu i drugim čimbenicima. Dok neki programeri tvrde da dijeljenje koda u interpreterima smanjuje upotrebu memorije, interpreteri također bilježe ukupnu upotrebu memorije.

Na primjer, kada ispitujete profil korištenja memorije vašeg Python koda, količina memorije koju troši mogla bi vas iznenaditi.

Međutim, općenito govoreći, prevedeni programi zahtijevaju manje memorije za vrijeme izvođenja. Budući da unaprijed pretvaraju cijeli izvorni kod u strojno čitljiv kod, CPU-u daju manje posla. Ovo je u suprotnosti s tumačima, koji prevode kod samo u vrijeme izvođenja.

Podrška za programski jezik

Tumač i kompilator imaju dobar udio distribucija programskog jezika. Neki popularni prevedeni jezici uključuju C, C#, Rust i Golang. Interpretirani jezici također su popularni, među njima Python, JavaScript i PHP.

Više programera preferira interpretirane jezike. Dok JavaScript i Python koriste tumače, oni su ukupno dva najpoželjnija jezika, prema 2023. Anketa za razvojne programere Stack Overflowa. Rust i C# predstavljaju kompajlirane grupe na petom i šestom mjestu.

Gdje interpretirani jezici sjaje

Prevoditelji blistaju u ovim područjima:

• Omogućuju jednostavno praćenje pogrešaka budući da tumač izvršava svaku liniju koda zasebno.
• Često je brže postići minimalno održivi proizvod ranije s interpretiranim jezicima, budući da imaju manje složene sintakse u usporedbi s prevedenim jezicima.
• Za razliku od statički tipiziranih prevedenih jezika, interpretirani jezici koriste dinamičko tipkanje, smanjujući složenost koda i poboljšavajući čitljivost.

Gdje prevedeni jezici pobjeđuju

Što je s kompajlerima? Evo nekih aspekata u kojima njihovi jezici pokazuju snagu:

• Prevedeni jezici obično su brži u izvršavanju, zahtijevaju manje memorije za vrijeme izvođenja jer se prijevod koda događa samo jednom unaprijed.
• Izvršenje nakon kompilacije pomaže u ranom otkrivanju grešaka. Kompajler osigurava da implementacija ne uspije kada se pojavi pogreška. Ovo je bolje od hvatanja pogrešaka tijekom izvođenja.
• Iako statički tipizirani, prevedeni jezici jasno definiraju namjere varijabli i funkcija, čineći ih dokumentiranijima.

Odabir pravog prevoditelja za vaš projekt

Kao što ste vidjeli, kompilator i interpreter imaju svoja područja u kojima briljiraju. Dok neki programeri tvrde da su prevedeni jezici općenito brži i bolji, drugi tvrde da izvedba ovisi o strukturi koda i platformi.

Ali što je još važnije, vaš izbor prevoditelja također bi trebao ovisiti o nekoliko drugih čimbenika osim njihovih tehničkih mehanizama. Lakoća učenja, zajednica i namjera projekta među su čimbenicima koje treba uzeti u obzir pri odabiru između interpretiranih i kompiliranih jezika.