說說程序員、編譯器、CPU之間的三角戀

編程工作的演進史

1、CPU需要的只是1和0組成的二進制數據

(1)不管編程怎么變，最終編程得到的可執行二進制程序都是給CPU運行的。CPU需要的只是按照CPU設計時的規律（機器指令）排布的一串二進制1和0組成的數字（機器碼），CPU根本不關心這些二進制是怎么來的。

(2)這些二進制可能是一個很厲害的程序員直接用1和0拼出來的；也可以是用匯編語言編寫最終編譯得到的；也可以是用C語言編寫最終編譯得到的；也可以是用java C# php bash等語言編寫然后解釋得到的；

(3)編程工作的演進其實一直是在處理上一個層次段落：就是使用何種語言編寫程序（用某種語言進行編程），然后如何把這種程序源代碼轉成二進制（編譯器的發明）。

(4)CPU接收到一串1010序列后如何工作達到目的，這就是設計制造CPU的公司要考慮的事情了，與軟件工程師完全無關。

2、早期的紙卡打孔編程者

(1)最早期的時候，CPU也很簡單，指令集很少，二進制位數也不多。那時候編譯器也沒被發明，編程語言也沒被發明，那時候就是用二進制直接編程的。

(2)總結：最早的編程沒有語言也沒有編譯器，程序員直接使用二進制和機器（CPU）對話。

(3)這種方式的壞處就是不容易擴展，隨著CPU的進一步復雜化，指令的變多，指令位數的變多，編程難度呈幾何倍數增長。人的大腦慢慢就跟不上這個節奏。

3、編程工作的第一次革命：由二進制機器碼到匯編語言

(1)第一次革命就是：發明了匯編語言。匯編語言的本質就是用一個符號來代替一串二進制。

MOV 10101010101010

SUB 01010101010101

(2)有了匯編語言之后，程序員就不用再去記憶二進制序列了。編程時只需要用匯編指令來編程即可，匯編指令就是一個符號（符號就是由文字構成的，如MOV）。因為人類大腦天生對文字符號更加友好，因此用符號編程更簡單。

(3)用匯編語言編寫的源程序不能直接給CPU運行，必須通過一個翻譯過程，把源代碼翻譯成二進制序列才能給CPU。這個翻譯的過程就叫匯編，執行翻譯動作的就是匯編器。

4、編程工作的第二次革命：由匯編語言到C語言

(1)匯編語言也有一些不盡如人意的地方，譬如：沒有可移植性。在這個CPU上寫的匯編程序無法直接在另一個CPU上運行。因此匯編語言是和CPU一一對應的。

(2)為了可移植性于是乎發明了高級語言。第一個高級語言就是C語言。C語言進一步靠近人的思維，為人的思維發明了很多CPU沒有的東西，譬如數組。最終的目的就是降低編程難度，讓高級語言更接近人的思維，然后通過編譯器、匯編器等的翻譯將這些源代碼變成二進制然后給CPU運行。

5、革命無窮盡、層次變更多

(1)在C語言之上還有更高級語言，譬如：C++、Java、C#、bash等。越往上越靠近人的思維，越往上語言本身提供的封裝越多，越往上編程難度越低、語言的掌握越容易。

1、CPU只認識二進制機器指令

(1)CPU是最終干活的，而CPU只認識只接受二進制。

2、人類喜歡符號而不是二進制

(1)人類的大腦本身不喜歡二進制而喜歡符號、文字。

(2)人類和機器之間天生有代溝，于是乎編程不容易。

3、連接人（程序員）與機器（CPU）的橋梁：編譯器

(1)編譯器降低了編程難度。編譯器的代表就是編程語言，每一種編程語言都有對應的編譯器，這個編譯器的作用就是把這種語言的源文件編譯成可執行程序。

(2)關鍵是：有了編譯器（高級語言）之后，我們程序員就不再盯著CPU（二進制），而是改為盯著編譯器（編程語言、編程語言的語法），所以我們學習編程的關鍵變成了學習編譯器的習性，也就是編程語言的語法。

4、發明一門語言關鍵就在于發明它的編譯器

(1)編譯語言的關鍵就是編譯器。yacc和lex工具就是用來發明編程語言的。

5、高級語言與低級語言的差別

(1)越高級的語言越靠近人類思維；越低級的語言越靠近機器的需要。

(2)人與機器總勞動量（總復雜度）守恒。人要是復雜一點機器就可以簡單一點；人簡單一點機器就需要復雜一點。這個規律描述的就是：編程語言越簡單，人使用起來越簡單，編譯器設計起來就更復雜；編程語言越復雜、程序員使用起來越麻煩，則編譯器設計越簡單，CPU執行效率越高。

像編譯器一樣思考吧

語法是什么？語法就是編譯器的習性

(1)編譯器反應在編程中就是語法。

譬如1：

for (i=0; i<10; i++);

{

xxx;

}

譬如2：

int i; !!i;

解析：!在C語言中是邏輯取反的意思，邏輯取反意思就是0取反就是1，不是0的數取反就是0

問題：讓你用C語言編程實現：如果一個數i是0則返回0，如果不是0則返回1

一般實現： if (i == 0){return 0;} else{return 1;}

或者可以用三母運算符： (i==0)?(0):(1);

極客式寫法： !!i;

習得一門語言就像認識一個朋友

(1)從新開始認識一個人到成為好朋友，這里面要經歷：時間、共事。

(2)學習一門編程語言也需要：時間、實踐（共事）

學習編程語言要懂得換位思考

(1)預處理中處理程序注釋、空行。