Язык программирования — это формальная система правил для написания программ, которую компилятор переводит в понятный компьютеру машинный код. С их помощью создаются веб-приложения, сайты, игры, сервисы, мобильные приложения, серверные среды и многое другое. Простыми словами, язык программирования — это упорядоченные лексические, семантические, синтаксические и другие правила, позволяющие выполнить программу.
Главная задача языка — передать команды от человека к машине и сделать это так, чтобы компьютер понял их правильно.
Рассмотрим простую «программу», которая находится внутри HTML-документа:
<html>
<body>
<p>Перед скриптом...</p>
<script>
alert( 'Добрый день!' );
</script>
<p>...Перед скриптом</p>
</body>
</html>
- <!DOCTYPE HTML> — элемент, указывающий тип документа. Это HTML-документ.
- <body> — элемент, вмещающий в себя содержимое страницы.
- HTML-элемент <p> — обозначение абзаца.
- Белым цветом указаны пояснения на естественном языке, которые помогают понять код начинающему. В данном случае то, что абзац будет идти перед скриптом (и далее после).
- <script> — тег для описания скриптов. Часто он содержит текст на JS или включает ссылку на программу.
- Текст в кавычках, скобки, точка с запятой — правила, предусмотренные синтаксисом.
- 'Добрый день' — лексическая единица для обработки текста.
Как работает язык программирования
Операторы, написанные программистом, называются исходным кодом. Чтобы перевести его на машинный язык компьютера, необходим посредник. Такой посредник называется ассемблером.
Большая часть языков программирования «работает» идентичным образом: чтобы сообщить машине, что именно нужно сделать, вы пишете код. Например, print("Hello, world"). Код компилируется и принимает машинный вид — он уже понятен машине.
Далее компьютер выполняет код, в случае с нашей командой — печатает фразу "Hello, world". На этом принципе работают все популярные языки программирования (за очень редким исключением).
Давайте приведем еще один пример конвертирования исходного кода в машинный. Программист пишет 'ADD A TO B', ADD превращается в машинный код для сложения, а A и B — это места в оперативной памяти (ОЗУ), где временно хранятся две суммы. Этот принцип соблюдается в большинстве языков сегодня.
Запомните базовые термины:
- Интерпретатор — преобразует программу в машинный код с ходу (как переводчик-синхронист).
- Компилятор — переводит исходник в машинный код не сразу, а, например, в байт-код.
Компилятор преобразует исходный код без выполнения, а интерпретатор выполняет исходный код программы.
Грамматика и синтаксис языков программирования
Как и естественные языки, искусственные имеют собственные грамматику и синтаксис. В программировании могут также существовать «диалекты», каждый из которых требует своих собственных ассемблеров и компиляторов. Их стандарты были установлены ANSI (Американский национальный институт стандартов), но постоянно появляются новые. Это уже логика программы, в которую мы не станем углубляться.
Чтобы помочь распознавать элементы исходного кода, часто используются подсветка синтаксиса и стили отступа:
Зачем нужны библиотеки
Любой язык подразумевает использование библиотек — это сборники подпрограмм, а также разнообразных объектов, которые применяются для создания ПО. Библиотеки могут быть статическими (код целиком или частично вставляется на компоновке) и динамическими (файл с машинным кодом подгружается при помощи загрузчика либо иным динамическим методом). По сути библиотека представляет из себя набор часто используемых функций, которые призваны оптимизировать решение определенной задачи. Например, вам нужно использовать ранее скомпилированный код — необязательно делать все вручную, можно просто воспользоваться библиотекой.
Чем язык программирования отличается от алгоритма
Новичок может спутать его с алгоритмом. Алгоритмы, по сути — это команды или последовательности действий. Они нужны для формирования логики языка программирования, и без них выполнение было бы невозможным.
Вот реализация алгоритма TPK (простая программа, созданная для иллюстрации эволюции языков программирования) вместе с тестовой программой на C:
#include <math.h>
double f(double num) {
return sqrt(fabs(num) + (5 * pow(num, 3)));
}
int main(void) {
const int N = 11;
double numbers[N];
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("Enter a number: ");
scanf("%d", &numbers[i]);
}
for (int j = N-1; j >= 0; j--) {
double result = f(numbers[j]);
printf("%d\n", result);
}
return 0;
}
Вы легко прочитаете ее, если изучали любой язык, использующий синтаксис в стиле C, например, Java, C# и конечно JavaScript. Единственная часть этой программы, которая не выглядит знакомой, — строка ввода (там у нас функция scanf).
Алгоритм — неотъемлемая часть языка, но только часть. У каждого из них свои собственные алгоритмы, но между ними есть общие черты. Зная один язык, вы будете понимать только небольшую часть алгоритмов, зная два языка — уже существенно больше. Ну а знание 4-5 разных языков — еще более эффективное понимание логики. И непосредственный кодинг будет происходить гораздо интуитивнее и быстрее.
Какой язык программирования выбрать для изучения
Если пытаться вспомнить все языки программирования, которые когда-либо создавались, мы насчитаем около 3 тысяч (по другим данным — более 7 тысяч). Однако активно используются сегодня не более десятка из них.
Предлагаем 8 самых востребованных языков программирования, которые точно будут актуальными в ближайшие несколько лет.
Python
Тысячи разных курсов предлагают за короткое время выучить именно этот вариант. Стоит ли он того? Все зависит от того, какие именно цели вы преследуете. Вообще Python часто преподносят как универсальный вариант, но на практике он используется только для математики (машинное обучение, data-science + все связанное с ним) и для веба.
Синтаксис Python выглядит следующим образом:
Hello, World!
Достоинства
- Простой синтаксис.
- Легко прочитать даже новичку.
- Легко писать.
- Идеален в качестве первого языка для детей.
- Есть GUI.
- Интерпретируемый.
Недостаток
- Ограничен для mobile- и десктоп-разработки. Да, на Python очень неудобно писать мобильные и десктопные приложения. Точнее, писать то их можно, но никто этого не делает, так как для решения этих задач есть гораздо более удобные инструменты.
R
Один из самых серьезных конкурентов Python. Главное преимущество — логичность и полная бесплатность. Особенно часто R используется в научной нише для глобального анализа данных. Можно сказать, что главный конек R — статистическая обработка данных и работа с графическими данными.
R — это не просто язык, но и целая экосистема: с готовыми библиотеками для анализа и визуализации, поиска закономерностей и проверки данных.
Интересно: синтаксис R больше напоминает математические законы — возможно, именно поэтому он особенно популярен среди академистов. Если вы хотите найти работу в дата-сайенс в дальнейшем, знание R будет вашим конкурентным преимуществом.
Синтаксис R выглядит так:
Чтобы вывести текст в R, используются одинарные или двойные кавычки.
Достоинства
- Четкая специализация.
- Встроенные инструменты для визуализации.
- Все, что связано с анализом данных, уже предусмотрено. Например, подтверждение гипотез.
- Удобно работать с векторами.
Недостатки
- Маленькая база знаний по новым библиотекам.
- Ограниченная скорость работы.
- Код пишут все подряд, поэтому разработчику может быть сложно их разобрать.
- Есть специфика функций.
PHP
Стандарт веб-разработки, останется популярным еще как минимум несколько лет. Причина: огромное количество сайтов и веб-технологий изначально были заточены именно под PHP.
Изучать PHP можно вообще самостоятельно: в интернете накоплено колоссальное количество бесплатных баз знаний и справочных ресурсов по этому языку.
Среди разработчиков к PHP относятся чаще всего с долей негатива. Каждого триггерит что-то свое: отсутствие отладки, «одноразовая» архитектура, работа с памятью, отсутствие компиляции в байт или исходник. Однако PHP по-прежнему является одним из самых популярных, и если делать все согласно документации PHP — результат будет качественным.
Синтаксис PHP выглядит так:
// PHP код будет здесь
?>
Достоинства
- Простой синтаксис.
- Простое, близкое к элементарному устройство.
- Гибкий.
- Быстрый для своих задач, но производительность не всегда высока.
- Просто портировать.
- Минимальный порог вхождения.
- Не нужно специальное ПО для создания и редактирования.
- Бесплатный.
Недостатки
- Незащищенный.
- Непригоден для полноценной десктоп-разработки.
- Неудобно работать с исключениями.
JavaScript
JavaScript — еще один стандарт для веба. При этом вы познакомитесь со структурой, синтаксисом, алгоритмами и разными сценариями объектного ориентирования. JS продолжает активно использоваться разработчиками в 2022 году для создания самых разных решений: серверных и браузерных, связанных с ними приложений. Так что, если десктопное или мобильное приложение подразумевает работу через браузер, то JS также используется для его разработки. Если вы хотите постигнуть JavaScript для веба, желательно знать хотя бы HTML и «стили».
Синтаксис JavaScript выглядит так:
var x;
let y;
// How to use variables:
x = 5;
y = 6;
let z = x + y;
Если вы планируете связать свою ближайшую деятельность с веб-разработкой, изучение JavaScript становится обязательным. JS сильно похож на C, так что в дальнейшем вам будет гораздо проще изучать PHP, С++, Java (и C#, конечно). Зарплаты JS-разработчиков находятся на среднем уровне, например, в Москве начинаются от 130 тысяч рублей в месяц.
Достоинства
- Универсальность.
- Отзывчивость.
- Простота. Прекрасно подходит для первоначального обучения кодингу.
- Удобно создавать UI.
- Стандарт для веба.
- Высокая производительность.
Недостатки
- Нестандартная работа с объектами.
- Компиляция прямо в момент исполнения.
- Нет как таковой типизации.
- JS используется гораздо реже для «сложного» ПО, так как специфика языка подразумевает возможность сделать ошибки с низким порогом выявления.
Java
Один из лучших вариантов, чтобы начать учить с нуля. Пожалуй, это один из самых универсальных языков. На нем пишутся приложения (мобильные и десктопные), игры, сложные серверные приложения. Начинающие могут использовать библиотеки, которые позволяют ускорить решение стандартных задач. Число таких библиотек очень велико, поэтому исполнение типовых задач становится гораздо более простым и интуитивным.
Огромное количество справочных ресурсов, любительских сайтов, дружное сообщество специалистов — все это поможет на первых порах изучения Java.
Синтаксис Java выглядит так:
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World");
}
}
Достоинства
- Объектно-ориентированный.
- Независимый от платформы.
- Логичный и очень гибкий.
- Легко портировать код на другие платформы.
- Простой.
- Универсальный.
- Многопоточный.
- Синтаксис не самый сложный.
- Высокий уровень защищенности.
- Автоматическое управление памятью.
Недостатки
- Нативный дизайн отсутствует.
- Многословный код.
- Не быстрый.
- Платный для компаний.
C
Несмотря на солидный возраст (более 50 лет) он все еще в строю и не собирается сдавать позиции. Зачем учить С? Вот главные причины: низкоуровневый кодинг, глобальное понимание работы операционных систем / баз данных / веб-серверов / системного программного обеспечения. Возможно, вы хотите понять, как создаются драйверы или те же библиотеки для Python. C точно будет кстати.
C сочетает достоинства низко- и высокоуровневых языков в одном флаконе. Например, можно не только выражать логику любой сложности, но и контролировать ее вплоть до мельчайших элементов.
Небольшой парадокс заключается в том что разработчикам на С, как правило, платят меньше, чем разработчиком на Python. Но, при этом, сам навык разработки С высоко оценивается всеми компаниями и работодателями.
Синтаксис C выглядит так:
int main() {
printf("Hello World!");
return 0;
}
Достоинства
- Огромное количество библиотек.
- Комбинирует низко- и высокоуровневый подход к созданию приложений.
- Универсальный.
- Кроссплатформенный.
Недостатки
- Сложный код.
- Не очень подходит для обучения первому языку.
- Продолжительная компиляция.
- Тяжелый машинный код.
C#
Универсальный язык, который так или иначе присутствует во многих нишах: машинное обучение, игры, десктоп, мобильные приложения, веб. В общем, C# точно будет оправдан практически для всех видов разработки, разве что, кроме системного программирования. C# не намного труднее Pyton, а где-то даже легче. Так что C# — отличный выбор для изучения первого языка программирования. Особенно если вы хотите в дальнейшем создавать приложение для Windows или уйти в геймдев.
Синтаксис C# выглядит так:
namespace HelloWorld
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Hello World!");
}
}
}
Достоинства
- Крутой тулинг (набор разнообразных инструментов для разработки).
- Объектно-ориентированный.
- Тысячи качественных библиотек.
- Множество дополнительных возможностей.
Недостатки
- Недостаточно высокая производительность.
- Не бесплатный.
- Windows-ориентирован.
- Не особо быстрый — из-за глобальной многословности и постоянного функционального расширения.
C++
Статически типизированный язык компилируемого типа. Используется для написания мобильных и десктопных приложений, игр, создания веб-серверов, системных компонентов. Может, абсолютно новое на С++ сейчас не создается, но на нем написано огромное количество приложений и решений — все это нужно поддерживать.
Синтаксис C++ выглядит так:
using namespace std;
int main(){
cout << "Hello World!";
return 0;
}
Даже для профи C++ представляет высокую сложность, так что освоить его с нуля, не зная ни один язык, будет крайне сложно
Достоинства
- Универсальность (начиная с 11-й версии).
- Масштабируемость.
- Обобщенные алгоритмы для разнотипных данных.
- Можно взаимодействовать на низком уровне (с портами, памятью или теми же адресами).
Недостатки
- Приходится использовать сторонние библиотеки на старых версиях.
- Очень медленная компиляция.
- Несовместимые инструменты отладки.
- Большое количество ошибок в компиляторах.
Заключение
Выбирайте тот язык, с которым вы планируете связать свою будущую профессию. Например, вы планируете работать со статистикой (с академическим уклоном) или заниматься машинным обучением, созданием нейросетей, обработкой бигдата — выбирайте R. Мечтаете работать в вебе — изучайте PHP и JS (а также HTML, CSS и далее по списку)
В качестве первого языка все же лучше рекомендовать C — это универсальный вариант, который заложит основы вашего мышления как разработчика. Более простой вариант — Python. После него особенно удобно изучать Java, а затем можно переходить на языки C.
.png)
.png)
.png)
Комментарии