Язык программирования представляет собой набор формальных правил, которые определяют способы записи инструкций и команд, понятных компьютеру. С помощью языка программирования разработчики могут создавать различные программы и приложения, задавая последовательность операций, условия, циклы и другие элементы, которые компилятор или интерпретатор языка преобразуют в машинный код, понятный компьютеру.
Языки программирования могут иметь различные синтаксические и семантические правила, которые определяют правильное написание и использование команд и выражений. Каждый язык программирования имеет свои особенности, стиль написания кода и набор инструментов, которые облегчают разработку программного обеспечения в соответствующей области.
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:
<!DOCTYPE HTML>
<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.
Машинный код Java-программы
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
Грамматика и синтаксис языков программирования определяют правила, которыми нужно следовать при написании кода на этих языках. Грамматика языка программирования определяет правильную структуру и последовательность символов, которые образуют программу. Синтаксис языка программирования определяет правила для команд, выражений и конструкций, используемых в языке.
Грамматика языка программирования определяется через формальные грамматики, такие как контекстно-свободные грамматики или регулярные выражения. Эти грамматики описывают структуру языка и определяют допустимые комбинации символов и конструкций. Грамматические правила могут включать определение ключевых слов, операторов, выражений, функций и других элементов языка.
Синтаксис языка программирования определяет, как использовать правила грамматики для создания корректного кода. Он определяет, какие команды и выражения можно использовать, как правильно составлять операторы и как структурировать программу. Синтаксические правила могут включать правила постановки скобок, использованию знаков препинания, порядку операций и другие детали синтаксиса языка.
Соблюдение правил грамматики и синтаксиса языка программирования является важным для создания корректного и понятного кода. Нарушение правил может привести к ошибкам компиляции или неправильной работе программы. Поэтому разработчики должны быть внимательны к деталям грамматики и синтаксиса языка, чтобы написать работающий и эффективный код.
Чтобы помочь распознавать элементы исходного кода, часто используются подсветка синтаксиса и стили отступа:
В этом коде Python используется цветовая подсветка
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 <stdio.h>
#include <math.h>
doublef(doublenum){
returnsqrt(fabs(num)+ (5*pow(num,3)));
}
intmain(void){
constintN =11;
doublenumbers[N];
for(inti =0; i < N; i++) {
printf(«Enter a number: «);
scanf(«%d», &numbers[i]);
}
for(intj = N-1; j >=0; j—) {
doubleresult = f(numbers[j]);
printf(«%dn», result);
}
return0;
}
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 функцияscanf).
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:
>>>print(«Hello, World!»)
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:
«Hello World!»
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
// 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 (JS) является одним из стандартов для разработки веб-приложений. Он предоставляет разработчикам возможность работать с интерактивными элементами на веб-страницах и создавать динамический контент. Важно понимать структуру, синтаксис, алгоритмы и концепции объектно-ориентированного программирования (ООП) в JavaScript.
JavaScript широко применяется разработчиками для создания различных решений, включая серверные и браузерные приложения. Он играет важную роль в разработке веб-приложений, позволяя создавать интерактивные функции, взаимодействие с пользователем и обработку данных на стороне клиента.
Если вам нужно разработать десктопное или мобильное приложение, которое будет работать через браузер, то JavaScript также может быть использован в его разработке. Он позволяет создавать мощные и функциональные приложения, которые взаимодействуют с веб-средой.
При изучении JavaScript для веба желательно иметь базовое понимание HTML и CSS. HTML используется для создания структуры и содержимого веб-страницы, а CSS — для оформления и стилизации страницы. Знание этих языков поможет вам лучше понять, как JavaScript взаимодействует с веб-страницей и как он может изменять ее содержимое и поведение.
Освоение JavaScript открывает множество возможностей для разработки веб-приложений и является важным навыком для веб-разработчика.
Синтаксис JavaScript выглядит так:
// How tocreate variables:
varx;
let y;
// How touse 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 classMain{
public static voidmain(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:
#include <stdio.h>
intmain(){
printf(«Hello World!»);
return0;
}
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#
C# (C-Sharp) действительно является универсальным языком программирования, который широко используется во многих областях, включая машинное обучение, игры, разработку десктопных и мобильных приложений, а также веб-разработку. Он обладает сильной поддержкой со стороны Microsoft и активно применяется в разработке приложений для платформы Windows.
C# предоставляет разработчикам мощные инструменты и богатую экосистему, которые облегчают процесс создания приложений. Он обладает удобным и понятным синтаксисом, который делает его относительно доступным для изучения, особенно для тех, кто уже имеет некоторый опыт в программировании.
Особенно C# популярен в геймдеве, где он используется для создания игр на платформе Unity. Unity является одним из самых популярных движков для разработки игр, и знание C# позволяет создавать разнообразные игровые проекты.
Если вам интересны разработка приложений для Windows или вступление в игровую индустрию, изучение C# будет отличным выбором. Он предоставит вам множество возможностей и откроет двери к различным карьерным возможностям.
Синтаксис C# выглядит так:
usingSystem;
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++
C++ является статически типизированным языком программирования, который компилируется в машинный код. Он широко используется для разработки мобильных и десктопных приложений, игр, создания веб-серверов и системных компонентов.
C++ имеет долгую историю и является одним из наиболее распространенных языков программирования. Множество приложений и решений были созданы на базе C++, и поэтому поддержка и развитие существующего кода на этом языке являются важными задачами.
C++ предлагает высокую производительность и возможность управлять ресурсами напрямую, что делает его подходящим для разработки системного программного обеспечения и приложений, где требуется эффективная работа с памятью, процессором и другими ресурсами.
Хотя на C++ не создаются совершенно новые языки, он все еще активно используется и развивается. Компиляторы, библиотеки и инструменты для C++ постоянно улучшаются и адаптируются под современные требования разработчиков.
В целом, C++ является мощным и гибким языком программирования, который продолжает играть важную роль в различных областях разработки программного обеспечения.
Синтаксис C++ выглядит так:
#include <iostream>
using namespacestd;
intmain(){
cout<<«Hello World!»;
return0;
}
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.
Выводы
При выборе языка программирования для своей будущей профессии важно учитывать свои интересы, цели и область, в которой вы хотели бы работать. Рассмотрим несколько примеров:
- Если вас интересует работа со статистикой, машинным обучением, созданием нейросетей или обработкой больших данных, язык программирования R может быть хорошим выбором. R имеет богатый набор библиотек и инструментов, специально разработанных для анализа данных и статистических вычислений.
- Если ваша цель связана с разработкой веб-приложений, то языки программирования PHP и JavaScript будут полезными. PHP широко используется для создания динамических веб-сайтов и веб-приложений, а JavaScript является одним из основных языков программирования, используемых для разработки интерактивных элементов на веб-страницах.
- Если вы интересуетесь разработкой мобильных приложений, то языки программирования, такие как Swift (для iOS) и Kotlin (для Android), могут быть хорошим выбором. Они предназначены специально для разработки мобильных приложений и имеют обширные наборы инструментов и фреймворков для упрощения процесса разработки.
Важно также учесть, что мир программирования постоянно развивается, и новые языки и технологии появляются на рынке. Поэтому, помимо выбора конкретного языка, стоит также обратить внимание на основные принципы программирования, алгоритмы и общие принципы разработки, которые будут полезны независимо от выбранного языка.
Наконец, важно помнить, что освоение языка программирования — это процесс, требующий времени, практики и постоянного обучения. Рекомендуется начать с изучения основных концепций программирования и затем выбрать язык, который наиболее соответствует вашим целям и интересам.
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.
2714 009
