Что мешает C быть скомпилированным / интерпретированным / JIT'ом?

Java часто хвалят за ее удивительную мобильность, которая, как я полагаю, обусловлена ​​JVM. Мой вопрос заключается в том, что мешает C быть скомпилированным / интерпретированным / JIT'ом ..., если это так, C также может быть записан один раз и заставить его работать на любом устройстве, которое у вас есть. но это не популярный механизм для обработки программы на Си.

Каковы недостатки обработки C таким способом, а также каковы преимущества обработки Java таким образом и отсутствия компиляции в машинный код, кроме, конечно, переносимости?

C это то, что я бы назвал языком среднего уровня. Его цель - служить «ассемблером очень высокого уровня», поэтому он так хорошо работает как цель компилятора и почему он так хорошо переносит переносимость.

Исторически интерпретаторы обычно использовались с языками высокого уровня в контексте вызовов методов. В простейшей форме интерпретатор просто анализирует каждое ключевое слово в исходном языке вместе со связанными с ним токенами и преобразует его в вызовы методов и параметры. На практике большинство интерпретаторов конвертирует исходный язык в некоторое промежуточное представление, и именно это представление интерпретируется.

Что мешает C быть интерпретированным или скомбинированным? Ничего. Но это не смысл существования C.

Прежде всего, стоит отметить, что JVM от Sun была написана на языке C. Язык C очень популярен, когда требуется переносимость.

C язык является переносным , хотя многие C программа не является. Это потому, что C не накладывает столько ограничений на программиста и не делает столько предположений. Если программист на Си хочет, чтобы его программы были переносимыми, он должен наложить эти ограничения на себя.

На практике это на самом деле не намного сложнее, чем жить с ограничениями, которые на вас навязывает Java. Это в основном вопрос того, чтобы помнить о вашем порядке байтов и примитивах и использовать переносные библиотеки, такие как GTK +, вместо библиотек, специфичных для платформы.

Вы можете создать компилятор GTK + target и C, который поддерживает виртуальную машину, даже, возможно, JVM, и заставить существующий код работать с очень небольшими изменениями. На самом деле, без сборки мусора виртуальная машина C, вероятно, была бы намного проще. Почему вы хотите, хотя?

Обратное, компиляция Java в нативный код, также выполнимо. Это в основном то, что делает JIT. Почему вы хотите, хотя? Я уверен, что есть любимые проекты, чтобы сделать это «просто потому что», но они не используются серьезно.

Вы сказали:

Java часто хвалят за ее удивительную мобильность, которая, как я полагаю, обусловлена ​​JVM.

И там, в первом предложении, вы не правы. Java не переносима из-за JVM. Java является переносимым, потому что язык Java определен так, что не оставляет разработчику никакой свободы в поведении программы.

Например, Java имеет два типа «int» (32-разрядное целое число со знаком) и «long» (64-разрядное целое число со знаком). C и C ++ имеют значения «int» (со знаком не менее 16 бит), «long» (со знаком не менее 32 бит) и «long long» (со знаком не менее 64 бит). Это потому, что C должен работать на разных процессорах и позволяет им вести себя по-разному.

C мог бы определить фиксированные размеры для этих типов. Если бы это было так, тогда 36-битные процессоры не могли бы реализовать язык Си. И они действительно не могут реализовать Java! Таким образом, C позволил языку работать с различными компьютерами. Это неизбежно, что это позволяет создавать код, который не является переносимым. Это вопрос языка.

Java обладает высокой переносимостью, в частности, потому что язык нацелен на виртуальную машину Java, которая, как следует из названия, не является реальной машиной . Поскольку вы можете реализовать виртуальную машину на архитектуре множества различных типов реальных машин, программа на основе JVM обладает высокой переносимостью.

C, с другой стороны, специально разработан для работы на реальном оборудовании, потому что он был создан для конкретной цели реализации операционной системы, которая требует полного аппаратного доступа. Это означает, что код C не является особенно переносимым по своей структуре , и при переносе программы на C с одной платформы на другую необходимо переписать различные части, специфичные для целевой архитектуры, в той или иной степени.

На самом деле существуют интерпретируемые версии C , но в основном они предназначены для быстрого эксперимента, а не для производственной системы.

Они не являются обычным делом, потому что, в конце концов, зачем вам страдать от всех специфических особенностей, если не получить небольшой, быстрый и статичный исполняемый файл?

Теоретически и C, и Java могут быть скомпилированы в собственный код, интерпретированы или скомпилированы в виртуальную машину.

Техническая причина того, что C не скомпилирован в виртуальную машину, заключается в том, что просто нет стандартной виртуальной машины C.

И, похоже, никто не хочет определять виртуальную машину C или даже компилировать ее в виртуальную машину Java (что вполне возможно). Возможно, потому что никто, кто использует C, не хочет терять свою непревзойденную скорость. Вероятно также, потому что C является самым сильным в сообществе открытого исходного кода, которое может легко сделать переносимость компиляцией (распределить и перекомпилировать исходный код и выполнить), поэтому они не чувствуют такой необходимости переносимости выполнения (распространять и выполнять двоичный файл) как закрытое Разработчик исходного кода.

На самом деле, это сделано. Существуют основные компиляторы, которые поддерживают компиляцию в LLVM (я знаю, что clang делает, и я верю, что gcc делает то же самое). Этот LLVM может быть JIT, как Java-код скомпилирован в байт-код, который является JIT.

Однако то, что делает Java кроссплатформенным по сравнению с C, это то, что Java имеет большую библиотеку времени выполнения, которая была портирована на многие платформы. С явно не следует этой парадигме.

Есть некоторые существенные различия между Java и C. Java изолируется от операционной системы через виртуальную машину Java (JVM). JVM абстрагирует операционную систему от программы. Java-приложение может запросить у JVM кусок памяти, а затем JVM запросит у ОС эту память. Существует много JVM для разных платформ / операционных систем. JVM - это то, что позволяет одной и той же Java-программе работать на разных платформах.

С C нет изоляции ОС. Программы на C (обычно) запускаются прямо поверх операционной системы, выполняя прямые вызовы операционной системы. Это связывает эту программу на C с конкретной операционной системой / платформой. Любая нетривиальная программа собирается совершать звонки в операционную систему. Кроме того, C-программы компилируются в машинный код, который зависит от аппаратного обеспечения. Скомпилированная программа C для x86 не может быть напрямую запущена на процессоре ARM.