Характерные особенности языков программирования

Что такое язык программирования простыми словами, какие бывают языки и зачем они нужны

Если говорить простыми словами, язык программирования — это система четких правил, которые нужно знать для написания программ. Они нужны для передачи компьютеру понятных ему команд. Язык программирования включает в себя три группы элементов — это слова, функции, операторы. Зная правила, из них можно составить команду, получив которую, компьютер выполнит поставленную задачу.

Особенности программирования

Язык программирования — полностью искусственный язык, созданный человеком. Похож на привычный нам естественный язык. В нем также есть лексика, синтаксис, семантика. При их использовании в написании кода ошибки недопустимы. Компьютер не сможет домыслить фразу самостоятельно, как собеседник в реальном человеческом разговоре. Поэтому, если допустить ошибки, код получится нерабочим.

Наблюдаемые в сфере программирования тенденции:

• Новые языки появляются регулярно, зачастую их особенностью является упрощение процесса написания кода.
• Все актуальнее становятся языки, позволяющие создавать облачные приложения и продукты.
• Различия между языками усложняют изучение новых платформ, из-за чего сложно быстро начать писать код после смены языка.

Языков программирования более 8 тысяч, и постоянно появляются новые. Однако по сути все они работают практически одинаково, что созданные в середине прошлого столетия, что появившиеся в последние 10 лет.

Язык программирования и алгоритм — в чем разница

Цель существования языка программирования — его использование для написания программ. А программа решает конкретную задачу. Например, выводит на экран текст, производит калькуляцию чисел или запускает компьютерную игру.

Алгоритм — это последовательность действий, инструкция. Например, алгоритм может описывать, как приготовить блюдо, как добраться до точки назначения, как решить математический пример.

Программист, пишущий код, сначала составляет алгоритм будущей программы. В нем указывается, в какой последовательности и какие задачи должен выполнить компьютер. А уже затем, используя язык программирования, человек создает программу, которая будет выполнять составленный алгоритм.

Если написать несколько программ на разных языках, выполняющих одну и ту же задачу, для этого можно использовать один и тот же алгоритм.

Поэтому человек, который уже освоил один язык программирования, довольно быстро может начать писать на другом. Ведь он умеет самое главное: составлять алгоритмы и переводить их в понятный компьютеру вид. При смене языка программирования поменяются лишь средства реализации, но не схема работы.

Как работает язык программирования и почему компьютер его понимает

Чисто технически вся электроника понимает только нули и единицы. Соответственно, исполняемые ею программы представляют собой длинные последовательные комбинации этих двух цифр. Однако писать цифровые программы в текущих реалиях невозможно — компьютерный процессор выполняет миллиарды операций в секунду.

Поэтому и нужен язык программирования. Он работает так:

1. Программист пишет код.
2. Компилятор проверяет синтаксис кода и, если он верен, преобразует полученные данные в машинный код.
3. Машинный код исполняется компьютером, в результате чего выполняется необходимая задача (алгоритм).

Поэтому утверждение о том, что компьютер понимает язык программирования, — это упрощение. На самом деле компьютер понимает машинный код. А язык программирования нужен для упрощения и ускорения создания машинного кода.

В процессе создания программы вместо компилятора часто используется интерпретатор. Он выполняет код поэтапно, показывая визуально результат на каждом шаге. Это позволяет найти допущенные ошибки и исправить их.

Что такое библиотеки в программировании

Библиотеки — это шаблоны, грубо говоря, куски кода. Они используются для решения типовых задач.

Например, в большом количестве программ частью алгоритма является пункт «открыть окно для ввода пользователем данных». Раньше приходилось писать один и тот же код во всех программах, где от пользователя требовалось введение информации.

Но при наличии библиотеки программист может просто указать в коде отсылку к готовому шаблону, сократив время, необходимое для реализации конечной задачи.

Зачем нужны новые языки программирования

Если вы интересовались тематикой раньше, наверняка замечали, что новые языки программирования появляются почти каждый год. Это обусловлено следующими причинами:

1. Меняются типовые задачи, которые приходится регулярно решать.
2. Пользовательское оборудование (компьютеры, смартфоны, смарт-часы, другие гаджеты) становится все более мощным и функциональным.
3. Меняются локальные, сетевые технологии.

Важно понимать, что язык программирования всегда создается для решения каких-то конкретных типов задач. Соответственно, в нем содержатся возможности для упрощения реализации определенных видов алгоритмов.

Но когда меняются стоящие перед программистом задачи, меняются и характерные особенности алгоритмов, с которыми он работает. Следовательно, чтобы написание кода протекало быстрее и проще, нужен другой язык программирования, подходящий для новых целей.

Кроме того, объемы программ постоянно растут. Написание кода старыми методами занимало бы слишком много времени и было бы слишком дорогим. Поэтому разработчики создают новые языки, чтобы выпускать продукты раньше конкурентов.

Топ-6 языков программирования, какой выбрать

Каждый язык программирования имеет свои особенности, из-за чего он лучше подходит для определенных типов задач. Но есть и другие критерии, на которые нужно опираться при выборе:

На их основе и собран наш топ-6 языков программирования. Они все востребованы и перспективны. Изучив преимущества и недостатки, а также особенности представленных вариантов, вы сможете выбрать подходящий для себя.

Python

Этот язык стал самым популярным в 2022 году, благодаря простоте изучения и понимания, а также универсальности. Его применяют крупнейшие корпорации, такие как Google и Amazon. Лучший пример продукта, написанного на Python, — видеохостинг Youtube.
Используется в веб-разработке, Data Science, продвинутой аналитике, создании игр, разработке приложений для мобильных устройств, системном программировании. Для комфортной работы Python требует развитого аналитического и абстрактного мышления.
Плюсы:

• Простота. Причем как написания своего кода, так и чтения чужого.
• Поддержка сообщества. Помимо подробнейшей официальной документации от разработчиков, есть много сторонних учебных пособий. Есть много форумов, где общаются программисты на Python и помогают друг другу решать задачи.
• Упрощенная отладка. Написанный код выполняется последовательно, от первой до последней строки. Поэтому если возникает ошибка, ее будет легко обнаружить и исправить.

• Повышенное потребление системных ресурсов. Особенно памяти — на нее нагрузка выше, чем при использовании большинства других популярных языков.
• Низкая скорость выполнения. Код исполняется построчно, что увеличивает время, которое приходится ждать до получения итогового результата.

Python считается лучшим языком для начинающих, потому что универсален и прост в освоении. Если вы не знаете, в какой сфере будете работать и какие программы создавать, но хотите изучать программирование уже сейчас, — это ваш выбор.

Ниже представлен пример кода на Python. В этом и последующих примерах к другим языкам — одна и та же программа, выводящая надпись «Hello, World» на экран пользователя.

Hello World на Python

Java

Применяется при создании приложений для Android, а также для программ, которые должны одинаково хорошо работать и в Windows, и в iOS, и в Linux. О многом говорит лозунг языка: «Напиши один раз — запускай везде» (Write once, run anywhere).
Плюсы:

• Много библиотек с открытым исходным кодом. Есть готовые решения для огромного разнообразия задач.
• Независимость от платформы. Вы можете писать и запускать код на любой операционной системе.
• Используется крупными техногигантами. Например, компаниями Amazon, Instagram, Adobe.

К минусам стоит отнести сложность освоения языка. Она не очень высокая — можно сказать, средняя. Однако в том же Python вы сможете написать большую первую программу гораздо раньше, чем сделаете это на Java. Для новичков язык сложно назвать дружественным. Но если справитесь с освоением, проблем с поиском работы не будет. Труд знающих Java разработчиков не только сильно востребован, но и хорошо оплачивается.

Java — кроссплатформенный язык. Одну написанную на нем программу можно будет запустить в любой популярной операционной системе, не внося в нее изменений. Однако выбрать Java в качестве первого языка стоит, если вы хотите разрабатывать приложения для Android.

Hello World на Java

JavaScript

Не стоит путать с Java — это два разных языка для различных задач. JavaScript применяется в основном во фронтенде, то есть при разработке пользовательских интерфейсов — наружной стороны приложений, с которой взаимодействуют использующие продукт люди. Этот язык используется на 9 из 10 сайтов, которые вы видите в интернете. Особенно если на них есть всплывающие окна.

При этом JavaScript универсален и при желании может использоваться для решения почти любой задачи. Он активно задействуется в разработке мобильных приложений, бэкенде, геймдеве.

• Простота освоения. Изучить JavaScript не так легко, как Python, но гораздо проще, чем Java.
• Поддержка сообщества. Вы всегда найдете недостающую для выполнения задачи информацию или форум, на котором вам помогут.
• Скорость работы. Написанный код работает прямо в браузере на компьютере пользователя, поскольку не требует предварительной компиляции.

К недостаткам стоит отнести сложность написания кода, который будет одинаково хорошо работать в любом браузере. Например, Chrome и Firefox применяют разные алгоритмы интерпретации кода. Поэтому после написания хорошо работающей в одном браузере программы наверняка придется дорабатывать ее для обеспечения универсальности.

Выбрать JavaScript стоит, если хотите разрабатывать крутые и функциональные сайты с динамичными и привлекающими внимание элементами.

Hello World на JavaScript

C

Универсальный язык, созданный полвека назад, но актуальный до сих пор. Его следует выбрать, если вы хотите лучше понимать, как работает компьютерное железо.

• высокая скорость работы;
• повышает понимание принципов работы других языков;
• лучше управляет ресурсами компьютера.

Недостаток языка — сложность освоения. Однако если вы хотите разрабатывать системные и аппаратные программы, драйверы для оборудования, то C является оптимальным выбором.

Hello World на C

C++

Этот язык программирования — прямое развитие предыдущего. Поэтому для него актуальны перечисленные в разделе про C плюсы. Однако он используется при работе с искусственным интеллектом, в разработке игровых движков вроде Unreal Engine, в создании операционных систем. Например, именно на C++ была написана почти вся Windows.

Выбрать C++ стоит, если хотите работать с ИИ, игровыми движками, программированием роботов и другого сложного оборудования. Но только будьте готовы к высокой сложности освоения.

Hello World на C++

#include using namespace std; int main()

C#

Изначально создавался, чтобы писать на нем приложения для Windows. Похож на Java и C++ в плане синтаксиса. Однако легче в освоении и является одним из лучших вариантов для начинающих.

Часто используется для разработки игр под любые операционные системы и многофункциональных приложений для iOS и Android. Активно применяется для разработки в популярном игровом движке Unity.

• легкость в освоении;
• высокая скорость работы;
• большой выбор библиотечных функций — небольших шаблонов для типовых задач;
• применяется крупными компаниями, такими как Microsoft, Alibaba.

Выбирайте C#, если хотите разрабатывать компьютерные игры на Unity или многофункциональные приложения для Windows.

Hello World на C#

using System; namespace HelloWorld < class Hello < static void Main() < Console.WriteLine("Hello World!"); >> >

Источник