从模仿游戏解读——编程是怎么一回事

听学长给你讲讲经，扯扯淡

hello，大家好，从今天开始，学长每周六都会写一篇技术博文，希望不论大家是什么专业，都能从我的文章当中有所收获，甚至如果能学到一点编程的技能，那就再好不过了。

今天是编程系列的第一篇文章，我们先不讲具体的技术，先来聊一聊，编程是怎么一回事，打破它神秘的面纱。

对于外来和小白来说，编程似乎非常神秘，大家不妨看看这个小视频，体会一下别人眼中的程序员和真实的程序员之间的差别：

那么，到底编程是怎么一回事呢？它又是如何一步一步发展成今天这个样子的呢？

说白了，程序员并没有那么高大上，程序也不是什么神秘的黑科技，只是单纯的一串逻辑而已。也就是说，程序员们每天写的代码，其实代表的都是一段逻辑。

在程序员的世界里，虽然有许多不可思议的事情，但是它们都是符合逻辑的。套用福尔摩斯的一句话来说，一切都有合乎逻辑的解释。

我们都知道，逻辑是抽象的，是虚无缥缈的，是人们定义出来的这么一个概念。逻辑本身是没有办法直接编写的，所以，科学家们制定了规则，让人们可以在一定的规则之下把逻辑写出来。而这个规则，其实就是各种语言的语法。

也就是说，不论我们是用Java也好，C也好，虽然代码种类不同，运行模式也不相同，但是其中的逻辑可以是一样的。

下面，就让我们从计算机最早的诞生开始讲起，从原理上让大家明白，编程究竟是怎么回事，又是如何发展的。

不知道大家有没有看过模仿游戏这部电影，没看过的可以看一下，电影不错。

电影讲述的二战时期，图灵制造出了一台计算机用来破解德军密码的故事。上面这张图片背后的机器就是当时的计算机。世界上第一台计算机叫做ENIAC，诞生于美国宾夕法尼亚大学。它的样式和电影当中的计算机差不多，那时候的计算机是通过电子管串联而成的。

那时候的代码其实是一串串纸片，我们都知道计算机基于二进制。那时候的纸片代码就是基于二进制写成的，女工们在纸片上打孔，来代表1，没有打孔代表0。你没有看错，最早的代码都是女工写成的，所以，最早的程序员其实是女性。

当时的计算机读入这样的纸片程序，然后根据程序上的指令进行加减乘除的运算，来完成密码的破译、原子弹和导弹参数的计算等等工作。其实就是可以根据我们制定好的指令进行计算的计算器，所以才叫做计算机，而不是电脑。

虽然过去了好几十年，计算机底层的元器件也由电子管转化成晶体管再到半导体芯片，历经数次技术革新，计算性能更是得到了翻天覆地的提升。但是编程的核心一直没有变，还是让计算机根据人类的执行完成一系列的计算。

最早的代码就是一连串二进制的指令，这样的代码对计算机是最友好的，因为计算机本身就是识别二进制的，所以它拿到这样的代码可以直接运行。但是对于我们人类来说，这不是我们人类的语言，我们不是二进制的，我们也很难用二进制来思考。所以写这样的代码对我们人类来说很困难。

那怎

么办呢？

计算学家对这个问题进行了简化，他们规定好了一系列指令。比如add表示加法，mov表示移动数据等等。熟悉一点的朋友一下子就能猜出来，我说的正是汇编语言。汇编语言和二进制的机器码只隔了一层转换，所以它是除了机器码之外最接近计算机的语言。它能够直接操作寄存器和内存，最为贴近硬件。

但是同样，接近硬件，也就意味着它的语法比较难懂。简单的一个加法操作，都需要用到寄存器，虽然比机器码好了很多，但是一样很难懂。

不仅我们知道这一点，当时的科学家也知道这一点。他们想出了一个天才设想，让程序员们只需要编写核心的逻辑。然后再由另一个程序将这段代码“翻译”成机器可以识别的汇编语言，那样程序员们不就不用关心枯燥无聊的底层指令了吗？

是的，这个“翻译”的步骤被称为编译。现在你们知道编译器是一个什么东西，是用来干什么的了。有了编译器之后，才有了高级语言。高级语言之所以高级，正是因为它们通过编译舍去了对底层指令的控制。

最早的高级语言有很多，比如B语言，Basic，Pascal等等。这其中最流行的是C语言。C语言为什么流行呢？因为当今主流的操作系统（Unix、Linux，Windows不确定）都是基于C语言开发的。也正因此，一系列的硬件设施为了兼容，都支持C语言。使用C语言在Linux上可以直接调用一些操作系统的方法，嵌入式的系统、服务器等等，都是基于C语言。

正因为C语言非常接近底层， 对于汇编的支持非常好，也因此C语言的执行速度最快。因为它能直接编译器汇编语言以及机器码，所以执行效率最高。相比于后面的Java、Python等语言，效率要高很多倍。因此，在一些对于计算速率有着非常高的要求的场景下，都是采用C语言开发。

C语言出身古老，也因此优点很多，但同样，缺点也很明显。最大的缺点就是它对面向对象支持不好，C几乎是纯面向过程的语言。也因此，为什么很多初学者从C语言开始学起，因为C面向过程，不涉及面向对象的那些概念，也因此新手友好。

说到这里，很多人要问我，面向对象是什么。举个简单的例子，游戏当中人物打怪这么一个动作。如果是面向过程实现，那么它实现的是人物怎么打怪的过程。比如人物挥动武器，怪物掉血，怪物反击，人物闪避，这一系列的过程。而面向对象，是把人物和怪物都抽象成对象，把攻击、闪避、掉血、反击这些操作变成对象的属性。代码控制的是对象之间的关系，而不是具体的过程。

这里不能完全理解也没有关系，后面我们会详细讲解。为了支持面向对象，科学家在C语言的基础上新增了对面向对象的支持，于是诞生了C++语言。注意，虽然C和C++许多语法相同，但是它们是不同的语言。++是C语言当中的自增操作，意味着变量增加1，C++这个名称其实意思就是指C语言的自增。

C++是一门伟大的语言，但是它非常的复杂，像是大杂烩融入了许多的思想和概念，据说这个世界上没有人能精通C++。因为C++过于庞大，有些研发人员为了在匮乏的硬件系统上运行代码，所以对C++进行了精简，舍去了其中一部分内容，整体做了规范，Java语言就此诞生。

虽然Java当中并不包含字母C，但是Java却是C系的语言，因为它基于C++而来，许多语法也和C++共通。但是Java和C++有一个很大的不同，Java的编译过程和C++完全不同。Java的代码并不直接运行于计算机，而是运行与JVM虚拟机上。Java代码编译之后产生JVM才能识别运行的class文件，由JVM识别运行。

由于class文件是与平台无关的，各个平台的环境不同体现在JVM上，所以并不影响代码的执行。也正因此，Java拥有了一个非常巨大的优势——跨平台。后面谷歌选中Java开发Android也正是因为它这个优点。

说到跨平台，不得不提另一个语言，那就是C#。

C# 是微软基于.net框架诞生的语言，本意是在C++的基础上赋予跨平台的能力。但是由于微软的封闭性，所以C# 只支持微软自身体系下的设备，也正因此C# 并不出名。提到它的原因是因为，你们知道为什么C# 叫做C# 吗？

其实这个# 的意思指的是四个+号，也就是C++++，不得不说微软也是很恶趣味了。

今天从计算机的诞生一直讲到了最近比较流行的Java和C#，目的只有一个，帮助大家更直观地认识编程到底是怎么一回事，它又是怎么发展而来的。它没有那么神秘，也没有那么困难，不过是人们控制计算机按照执行好的方式进行运算的指令而已。

希望能够对正在学习和想要学习编程的同学们一点启迪和鼓励，如果大家还有什么问题，可以在公众号留言，我看到都会回复