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带你详细了解所有主流编程语言

在广阔的数字世界中，编程语言是软件开发的“通用语言”，促进了机器与开发者之间的全球对话，无论他们身在何处。它们的重要性远不止一行行代码——它们赋能我们利用技术进行创新、实现自动化，并将我们的想象力变为现实。

如果你曾经好奇过自己喜爱的应用、网站或软件是如何诞生的，那么你来对地方了。在本文中，我们将探索编程语言的深奥基础知识、它们在软件开发中的关键作用，以及它们如何塑造我们日常所接触的技术格局。

编程语言在软件开发中扮演什么角色？

计算机用一种“语言”来“说话”，这种语言是由数字“1”和“0”组成的字符串，也就是二进制代码。编程语言使我们能够将计算机的二进制代码翻译成人类能够理解和书写的内容。

这些语言使我们能够与计算机通信、构建和组织代码、指定功能和行为、自动化和提高效率、协作和共享代码以及创造性地解决问题。

以下是一些特定编程语言如何帮助您的示例：

与计算机通信：

例如：Python

Python 广泛用于编写脚本和程序，以便向计算机传达指令。例如，Python 脚本可以自动执行文件操作、管理系统任务或控制硬件组件，从而允许开发人员在底层与计算机进行交互。

构建和组织代码：

示例：Java

Java 以其面向对象的编程范式而闻名，非常适合构建大型企业应用程序。开发人员使用 Java 将代码组织成类和模块，从而提高代码的可重用性和可维护性。该语言的结构有助于创建组织良好、结构合理的软件项目。

指定功能和行为：

示例：JavaScript

JavaScript 通常用于指定 Web 应用程序的功能和行为。它运行在 Web 浏览器中，允许开发人员定义网页与用户的交互方式。JavaScript 对于客户端脚本至关重要，能够实现动态且交互式的 Web 体验。

自动化并提高效率：

例如：Bash（Bourne Again Shell）

Bash 脚本用于在 Linux 环境中自动执行重复性任务。开发人员编写 Bash 脚本来自动执行系统任务、文件操作和其他常规流程。这减少了日常操作中的人工干预，从而提高了效率。

协作和代码共享：

例如：Ruby

Ruby on Rails 是一个促进协作和代码共享的 Web 开发框架。它遵循约定优于配置 (CoC) 和不重复 (DRY) 原则，使开发人员能够更轻松地协作完成项目。该框架的结构鼓励一致性，从而简化团队成员之间的协作。

适应性和灵活性：

示例：C++

C++ 以其适应性和灵活性而闻名，允许开发者编写低级和高级代码。它广泛应用于从系统编程到游戏开发的各种应用领域。C++ 在性能和抽象性之间取得平衡，使其能够适应不同的领域和需求。

解决问题和创造力：

示例：Python（再次）

Python 两次被提及是有原因的——它不仅是最受初学者欢迎的语言之一，而且凭借其清晰的语法和丰富的库，也被用于解决问题和完成创造性任务。无论是数据分析、机器学习还是构建 Web 应用，Python 的多功能性都能让开发人员以创造性的方式解决问题。它的可读性和表达能力有助于带来更直观、更具创意的编码体验。

编程语言如何工作？

编程语言用于软件开发生命周期（SDLC）的所有领域，包括：

编写代码：一切始于代码。开发人员使用文本编辑器或集成开发环境 (IDE)，以编程语言编写指令，表达其逻辑和意图。

编译 vs. 解释：代码编写完成后，会根据所使用的编程语言类型进行编译或解释。像 C++ 这样的编译型语言会在执行前将整段代码转换为机器可读的二进制文件。而像 Python 这样的解释型语言则会在运行时逐行翻译代码。

执行：编译或解释的代码由计算机执行，执行指定的指令并产生所需的输出。代码审查有助于提高代码质量并促进团队成员之间的讨论。

运行时错误：在执行过程中，某些指令可能会“翻译错误”。运行时错误的范围很广，从代码中的逻辑错误到不可预见的问题。调试就是识别和修复这些错误的侦查工作。

调试：调试是查找和解决代码错误的过程。开发人员使用代码审查工具和技术来追踪问题，确保软件按预期运行，并降低安全风险。

编程语言的类型

最常见的编程语言类型大致可分为两类：基于范式的和基于应用程序的。

基于范式的语言

基于范式的语言是根据其编程范式（编程的一种基本风格）进行分类的。以下是一些基于范式的语言的示例：

• 命令式语言：旨在表达解决问题所需的步骤顺序。它们使用改变程序状态的语句来描述程序的运行方式。例如 C、C++ 和 Java。

• 函数式语言：函数式语言旨在将计算表达为数学函数的求值。它们强调函数的使用，并避免更改状态和可变数据。例如 Haskell、Lisp、Scala 和 ML。

• 标记语言：标记语言旨在用元数据注释文本，常用于 Web 开发中格式化和呈现文本。例如 HTML、XML 和 LaTeX。

基于应用的语言

基于应用的语言根据其应用领域进行分类。以下是一些基于应用的语言的示例：

• Web 开发语言对于创建交互性强、视觉吸引力强的网站和 Web 应用程序至关重要。例如 HTML、CSS、JavaScript 和 PHP。

• 移动应用开发语言专为在移动平台上构建应用程序而设计。例如 Java、Kotlin 和 Swift。

• 数据科学语言专为统计分析、机器学习和数据处理而设计。例如 Python、R 和 SQL。

流行的编程语言

编程语言的流行度可能有起有落——随着新技术的出现，新的语言也在不断涌现。如果您正在考虑从哪种语言开始您的编程之旅，或者在新项目中使用哪种语言，请查看编程语言流行度 (PYPL) 指数，该指数通过分析 Google 趋势的原始数据，运用“集体智慧”来表明一种语言当前的流行度。

有几种编程语言始终位居流行榜的榜首：

Python：一种高级、通用编程语言，广泛用于 Web 开发、数据科学、人工智能和自动化。

• 优势：可读性、多功能性和丰富的库。

• 缺点：与低级语言相比执行速度较慢。

JavaScript：JavaScript 以其支持交互式动态内容和用户界面的能力而闻名。它支持客户端和服务器端脚本。

• 优势：在 Web 开发、异步编程中无处不在。

• 缺点：单线程特性，可能存在浏览器兼容性问题。

Java：一种面向对象、静态类型和编译型编程语言，以其可移植性和平台独立性而闻名。Java 尤其适用于金融、医疗保健和娱乐等行业的应用程序，以及 Android、Web 和企业应用程序的开发。

• 优势：平台独立性、强大的社区支持。

• 缺点：与低级语言相比，冗长、执行速度较慢。

C++：一种高性能、面向对象的语言，用于系统编程和科学计算，也用于开发操作系统、浏览器和游戏。

• 优势：高性能、广泛的库支持。

• 缺点：学习曲线较陡，需要手动管理内存。

C#：一种面向对象的编程语言，用于开发 Windows 应用程序和游戏。

• 优势：功能多样，可与 Visual Studio、.NET 框架和 Microsoft Azure 有效集成。

• 缺点：学习曲线较陡峭，社区规模不如 Java 或 Python 等其他流行语言大。

Go：一种静态类型的编译编程语言，旨在构建可扩展且高效的软件。

• 优点：简单、并发支持、编译速度快。

• 弱点：与成熟语言相比，生态系统较小。

其他流行的编程语言包括 C、PHP、TypeScript、HTML 和 CSS。C 是一种通用的过程式编程语言，用于开发操作系统、设备驱动程序和嵌入式系统。PHP 是一种服务器端脚本语言，用于创建动态网页；TypeScript 是 JavaScript 的超集，它为 JavaScript 添加了可选的静态类型和其他功能。HTML 和 CSS 是用于创建网页的标记语言。

如何学习编程语言

随着GitHub Copilot和AI 代码生成等生成式 AI 工具的兴起，编程这门语言已进入我们的常用词汇——无论您选择哪个职业或领域。虽然大型科技公司看似代表着编程成就的巅峰，但它们仅代表了编程语言影响力的一小部分。许多招聘专业人士预测，很快对编程的基本了解将变得与读写能力或学习一门外语一样普遍和重要。学习一门新的编程语言将为职业发展开辟无数的机会。

以下步骤可帮助您确定最适合您学习的编程语言：

1. 明确你的目的

决定学习哪种编程语言取决于你的目标。有些语言，例如 Python 或 Java，拥有庞大的支持社区，易于学习和使用，并且可以用于多种应用程序。其他语言则更加小众，旨在执行非常具体的任务。

2. 选择语言

根据您的目标，选择一种符合您目的的语言。Python 通常推荐给初学者，因为它的可读性和多功能性。查看GitHub 学习路径中的资源，探索与您的目标相关的主题。

3. 在线课程和教程

Codecademy、Coursera 和 Udacity 等许多平台都提供各种编程语言的互动课程。您可以观看Microsoft Learn 的“Python 入门”系列视频。

4.电子书和文档

探索备受好评的编程语言电子书，并参考GitHub和Microsoft Learn等行业领导者的官方文档和资源。

5. 练习和玩耍

通过参与实际项目来运用你的知识。像 GitHub 这样的平台提供了一个友好的平台，可以让你协作、展示和提出实用的语言问题。

6. 与学习者社区互动

加入在线论坛和社区，寻求帮助、分享经验，并与其他学习者和专家交流。了解社区，并了解其他开发者如何使用你选择的语言。

开始学习编程语言

总而言之，编程语言使我们能够指示计算机构建游戏和娱乐平台，在物理和虚拟上连接社区，甚至创建提供救生医疗干预的程序。

这些语言不仅被大型科技公司或硅谷的专业开发者所使用。来自科学、游戏、体育、金融和医疗保健等各个领域的自学程序员也在不断学习新的语言。精通一门（或几门）编程语言是软件开发必不可少的技能。无论您是经验丰富的开发者还是充满好奇的初学者，学习一门新的编程语言都能激发您创造性地使用技术，并转化为在任何语言中“快乐地编码”！