编程语言的差异和效率，有关系吗？

Question

我对编程相当陌生，我在大学里学了3年的计算机科学，但你知道，学校仅仅是真正使一个人成为一个成熟程序员的2%。

我很难理解为什么人们说x语言比y语言更高效，我只理解在预编译和运行时编译的时候。我理解定义数据类型(如代码中的常量)肯定比让计算机/语言解决它(比如php或ruby)更快，但是当涉及到使用C或Java时，是什么使C更快呢？它们不是都将以最有效的方式被编译成机器语言吗？

在我看来，使用C或Java这样的语言的唯一区别似乎是；像java这样的高级语言更容易组织和编写/维护具有类和继承的大型应用程序。但我觉得，一旦编制好了，就真的不应该有什么区别。有人能解释一下吗？

顺便说一下，我只知道更高级的语言，如php、java、ruby、vb、c#。也许这就是我难以想象的原因？我想要探讨的下一种语言很可能是C

Answer 1

虽然性能实际上是实现而不是语言的结果，但实际上有一些更快、更慢的语言。

C通常是比较最快的。C编译器相对成熟，C程序只需要最少的运行时支持.C程序通常会被编译成可以加载和执行的程序，而计算机只需要做一点准备就可以了。(这里有C型口译员，他们的速度和你预期的一样慢。)

Fortran通常不在这些计算中，但在大多数方面是相似的。Fortran在大规模浮点计算中天生比原始标准的C更快，因为Fortran编译器可以假设，比方说，传递给乘法程序的三个矩阵是不相交的，并且可以在此基础上进行优化。C编译器不能假定这一点。

Java程序通常被编译成一种人工机器语言，而这通常是动态编译的(即实时编译)。理论上这可能比C风格的编译更快(它可以更好地猜测执行流程，并且可以根据使用中的确切系统定制编译)，但实际上并非如此。Java还需要更多的运行时支持，例如垃圾收集器，JIT编译器和运行时必须加载并运行。这会增加启动时间，这是值得注意的。

Python程序通常被编译成一种人工机器语言，然后解释，这是比较慢的。可以存储已编译的文件(".pyc")，但通常只存储源代码，因此执行必须先编译，然后解释，这是缓慢的。此外，Python还具有动态类型，这意味着编译器并不能预先知道所有类型，因此Python函数必须能够在运行时接受不同的数据类型，这是效率低下的。

总是有让人惊喜的空间。在一个著名的场合，一个CMU通用Lisp程序--数字处理--破解了一个Fortran程序.常见的Lisp需要垃圾收集，这显然不是应用程序中的问题，而且通常是动态类型的，但是可以静态声明所有类型。Fortran编译器效率较低，CMU通用Lisp编译器没有，随后得到了适当的改进。

Answer 2

在您确定X语言比Y语言更有效之前，您需要知道"X比Y“以哪种方式更有效。

有些语言在运行时执行速度上更高效，有些语言在内存占用方面更高效，有些语言在类型化文本行中更有效。有可能是你关心的效率和你不太关心的效率。针对那些你所关心的有效率的语言。

记住，语言就像一种工具，你的注意力不应该放在工具的效率上，而应该放在选择合适的工具上。钉枪比手握锤子更有效地建造房子的框架。钉枪比手持式锤子挂一个画框的效率低得多。为作业选择合适的工具。

Answer 3

首先，没有。无所谓。您并不是在为严重受限的环境编写代码，因此您应该使用高级语言编写代码，并按照分析器的指示进行优化(包括编写奇怪的C模块)。

其次，由于Java实际上不是一个正常意义上的编译语言，所以它与C的比较很差。一个更合适的比较应该是与另一种编译语言进行比较，比如C++、Ada、D、Go，甚至是OCaml。

您关于高级编译语言能够像低级编译语言一样快速的结论是正确的，也是错误的。在限制条件下，可以优化代码以尽可能快地完成任务。然而，足够聪明的编译器是一个神话。人类可读的代码和机器代码之间的抽象层越少，翻译就越直接.这意味着编译器不必那么聪明，这意味着他们可以做得更好。

这并不是说用C编写的程序比用更高级语言编写的程序更快。使用高级语言特性的好处在于，其他人(通常更聪明)已经考虑过如何优化您所做的工作。因此，例如，在Python上调用Python的内置sort函数将比在C中实现冒泡排序更好。