第三十九章：高级语言：再加一层

复习

• 汇编器会把助记词、寄存器和标签翻译为机器码。
• 汇编语言仍要求程序员直接安排每一步机器动作。

TL;DR

• 高级语言让人用更接近问题本身的方式描述程序。
• 一条高级语言语句常会变成多条机器指令。
• 这多出来的一层由编译器或解释器负责连接。

正文

　　如果目标只是把两个数相加，汇编语言尚且清楚。可想象要统计一万笔账、显示一个窗口，或处理一张照片：程序员若始终盯着寄存器编号和跳转地址，绝大部分精力都会花在安排机器细节上。

　　因此，人们又加了一层语言。例如，同一件“求和”的事可以写成：

total = apples + pears

　　这行文字没有说明 total 位于哪个地址，没有指定使用哪个寄存器，也没有要求先写入 A 再写入 B。它描述的是我们关心的结果。C、Python、Java 等都属于这一大类更接近人类表达的高级语言，虽然它们的具体写法和能力各不相同。

　　“高级”并不是说它比汇编语言更强大，而是说它把更多机器细节藏到下层。翻译工具需要把一行 total = apples + pears 展开成读数、运算、存回结果等动作；CPU 最后仍执行机器指令。层次只是改变了谁处理细节。

人的想法
   ↓
高级语言程序
   ↓ 翻译工具
汇编语言 / 机器码
   ↓
CPU 的电路动作

　　这种抽象让一份程序更容易迁移。只要有适合目标机器的翻译工具，同一份高级语言源代码可以在不同处理器上生成不同的机器码。当然，硬件差异并没有消失，只是通常由语言实现和工具替程序员处理。

　　从这里起，我们暂不拘泥于某一种真实语言，而用一种接近常见编程语言的写法讨论程序。第一件要弄清的事是：apples 和 total 到底是什么，+ 又如何形成结果？

思考题

高级语言程序能被 CPU 直接读懂吗？

小结

知识点

• 高级语言优先表达问题和规则，而非寄存器与地址。
• 高级语言需要翻译成机器可执行的形式。
• 抽象减少了重复的机器细节，并不取消底层硬件。

参考资料

• Brian Kernighan、Dennis Ritchie，《C 程序设计语言》
• Harold Abelson、Gerald Sussman，《计算机程序的构造和解释》

思考题答案（仅供参考）

　　不能。CPU 只执行自己的机器指令；高级语言需要经过翻译，或在运行时由另一段程序逐步处理。

协议

本文采用 CC BY-NC-SA 4.0 协议发布。