מתורגמנים ומהדרים: מה הם ובמה הם שונים?

קוד המקור של שפות תכנות ברמה גבוהה כמו PHP, Swift ו-JavaScript נראה קצת כמו שפה טבעית. תראה מילים באנגלית בקוד כזה ותוכל להבין חלק מהפונקציונליות שלו, גם אם אינך יודע את השפה עצמה. אבל קוד מקור כזה חייב להיות בפורמט קריא במכונה כדי שהמחשב יפעיל את התוכנית הסופית.

לשם כך, המכונה זקוקה למתווך שיתרגם את הקוד שלך למשהו שהיא יכולה לעבד. מתווך זה יכול להיות מתורגמן, מהדר או אסמבלר. כולם עושים דבר דומה: הם מתרגמים קוד מקור מצורה הניתנת לקריאה אנושית לצורה הניתנת לקריאה במכונה. אבל איך הם עושים את זה שונה לגמרי.

מה זה מתורגמן?

מתורגמן קורא כל שורת קוד, אחת בכל פעם, ומבצע אותה מיד בזמן הריצה. מתורגמן לא מחכה עד שכל קוד המקור יומר לקוד מכונה לפני שהוא שולח אותו למעבד. במקום זאת, הוא ממיר כל שורת קוד לקוד הבתים הספציפי למתורגמן ומבצע כל פקודה כשהיא מתורגמת. בעוד שמשימת הביצוע מסתמכת על המתורגמן ישירות, ה-CPU מפעיל את המתורגמן עצמו.

מכיוון שהוא מנתח ומריץ כל שורה בכל פעם, התהליך לרוב איטי יותר. עם זאת בחשבון, קל לזהות שגיאות בשפות תכנות מפורשות מכיוון שהן מספקות משוב מיידי לכל שורת קוד.

עם זאת, נסיגה של התנהגות זו היא ששגיאת זמן ריצה קורסת את התוכנית במהלך הביצוע, וכתוצאה מכך חווית משתמש גרועה, במיוחד אם הפרוייקט שלך חסר בדיקות נאותות.

מה זה מהדר?

מהדר קורא את קוד המקור שלך ומתרגם אותו לקובץ הפעלה קריא במכונה. שלא כמו מתורגמן, הוא קורא את כל קוד המקור במכה אחת, ומייצר קוד מכונה לעיבוד מאוחר יותר על ידי ה-CPU. מכיוון שהמהדר מבצע משימה זו רק פעם אחת, תוכניות הידור הן בדרך כלל מהירות יותר וחסכוניות יותר בזיכרון.

עם זאת, המהדר אינו מתייחס לשגיאות בזמן ריצה. במקום זאת, הוא יסמן שגיאות מסוימות בזמן ההידור, וזה בדרך כלל טוב יותר. סוג זה של שגיאה מופיע במהלך הפיתוח, לא כאשר התוכנית מתחילה לפעול. עם זאת, זכור ששגיאות זמן ריצה עדיין אפשריות, אפילו בתוכניות הידור.

ההבדלים העיקריים

מתורגמנים ומהדרים שניהם נפוצים, ולכן כדאי לדעת את ההבדלים העיקריים ביניהם.

ביצוע קוד: עיבוד קלט ופלט

מתורגמן יכול רק לאסוף, לתרגם ולבצע כל קלט בכל שורה. הוא מריץ כל שורה של קוד המקור ברצף כפי שהוא מגיע, והפלט הסופי תלוי במה שכל שורה מוציאה במהלך הביצוע.

מהדר מאגד את כל קוד המקור ומתרגם אותו פעם אחת בלבד. אז זה לוקח את כל קוד המקור שלך כקלט, אותו הוא ממיר ושולח למעבד כדי לקבל פלט.

איתור באגים ומעקב אחר שגיאות

עבור קוד מפורש, ניתן לעקוב אחר שגיאות מכיוון שהמתורגמן יכול לדווח עליהן על ידי הפניה ישירה למקור המקורי. עם זאת, ברגע שיש שגיאה בכל שלב במהלך הביצוע, המתורגמן עוצר. אז שגיאות איתור באגים יכולות להיות מעט מאתגרות מכיוון שאתה צריך לשחזר אותן בזמן הריצה. זה יכול אפילו להחמיר אם יש רישום לא מספק בזמן ריצה.

מצד שני, שגיאות זמן הריצה בשפה מהודרת עשויות להיות קשות יותר למעקב מכיוון שאין מתורגמן שידווח עליהן. אבל בדרך כלל קל יותר להתמודד עם שגיאות שאתה מגלה בזמן ההידור, מכיוון שהמהדר יזהה אותן באופן עקבי.

לרוב שפות הידור יש גם מנגנון לאיתור משתנים שאינם בשימוש, אי התאמה בין סוגים ותחביר שגוי, ומונע טעויות מסוג זה בשלב מוקדם.

ביצועים ומהירות

כצפוי, מהדר עוזר למכונה להריץ את קוד התוכנית מהר יותר מכיוון שה-CPU מעבד את הקוד פעם אחת בלבד. זה לא כך עבור מתורגמנים, שמתרגמים כל שורה בזמן הריצה.

למרות שיש עקרונות תכנות שבהם אתה יכול להשתמש כדי לייעל את הקוד המפורש, המתורגמן עדיין ישקיע זמן בניתוח וביצוע כל שורה לפני שיעבור לשורה הבאה. עם זאת, עוזרי מהדר זמינים כדי להפוך שפות מפורשנות למהירות יותר.

לדוגמה, דפדפן Chrome מעבד JavaScript באמצעות מנוע V8; זה פועל על המהדר Just-In-Time (JIT). מודול Pyinstaller הוא עוזר נוסף המאגד ומרכיב סקריפט Python לחבילת הפעלה.

בעוד שעוזרים אלה שימושיים לאגד שפה מתפרשת לתוך מהדר, זה לא משנה את העובדה שהמתרגם הבסיסי הוא עדיין מתורגמן.

שימוש בזיכרון

התנהגות השימוש בזיכרון של המתורגמן ושל המהדר היא יחסית ותלויה לרוב בקוד המקור ובגורמים אחרים. בעוד שחלק מתכנתים טוענים שחתיכות קוד במתורגמנים מפחיתה את השימוש בזיכרון, מתורגמנים גם מתעדים שימוש מצטבר בזיכרון.

לדוגמה, כאשר אתה בוחן את פרופיל שימוש בזיכרון של קוד Python שלך, כמות הזיכרון שהוא צורך עשויה להפתיע אותך.

עם זאת, באופן כללי, תוכניות הידור דורשות פחות זיכרון ריצה. מכיוון שהם ממירים את כל קוד המקור מראש לקוד קריא במכונה, הם נותנים למעבד פחות עבודה. זאת בניגוד למפרשנים, שמתרגמים קוד בזמן ריצה בלבד.

תמיכה בשפת תכנות

למתורגמן ולמהדר יש חלק נכבד של הפצת שפת תכנות. כמה שפות מקופלות פופולריות כוללות C, C#, Rust ו-Golang. גם שפות מתפרשות פופולריות, ביניהן Python, JavaScript ו-PHP.

יותר מתכנתים נוטים להעדיף שפות מתפרשות. בעוד ש-JavaScript ו-Python משתמשים במתורגמנים, הן בסך הכל שתי השפות הרצויות ביותר, על פי 2023 Stack Overflow סקר מפתחים. Rust ו-C# מייצגים את הקבוצות שהורכבו בעמדה החמישית והשישית.

איפה שפות מפורשות זוהרות

מתורגמנים זוהרים בתחומים אלה:

• הם מאפשרים איתור שגיאות קל מכיוון שהמתורגמן מבצע כל שורת קוד בנפרד.
• לעתים קרובות יותר מהר להשיג מוצר מינימלי בר-קיימא מוקדם יותר עם שפות מתפרשות, מכיוון שיש להן תחבירים פחות מורכבים בהשוואה לשפות הידור.
• שלא כמו שפות הידור סטטיות, שפות מתפרשות משתמשות בהקלדה דינמית, מפחיתה את מורכבות הקוד ומשפרת את הקריאה.

איפה שפות הידור מנצחות

מה עם מהדרים? הנה כמה היבטים שהשפות שלהם מראות חוזק מסוים:

• שפות קומפילציה הן בדרך כלל מהירות יותר בביצוע, ודורשות פחות זיכרון זמן ריצה מכיוון שתרגום קוד מתרחש רק פעם אחת מראש.
• ביצוע לאחר קומפילציה מסייע באיתור באגים מוקדם. המהדר מבטיח שהפריסה נכשלת ברגע שיש שגיאה. זה עדיף מאשר לתפוס שגיאות בזמן ריצה.
• למרות הקלדה סטטית, שפות הידור מגדירות בבירור את כוונות המשתנים והפונקציות, מה שהופך אותם מתועדים יותר.

בחירת המתרגם המתאים לפרויקט שלך

כפי שראית, למהדר ולמתורגמן יש את התחומים שבהם הם מצטיינים. בעוד שחלק מהמתכנתים טוענים ששפות הידור הן מהירות וטובות יותר בסך הכל, אחרים טוענים שהביצועים תלויים במבנה הקוד ובפלטפורמה.

אך חשוב מכך, בחירת המתרגם שלך צריכה להיות תלויה גם במספר גורמים נוספים מלבד המנגנונים הטכניים שלהם. קלות הלמידה, הקהילה וכוונת הפרויקט הם בין הגורמים שיש לקחת בחשבון בעת ​​הבחירה בין שפות מתפרשות לשפות מלוקטות.