編譯器的現(xiàn)狀與YC編譯器的分析

楊曉兵

摘要：本文通過(guò)介紹編譯器的現(xiàn)狀，并著重論述了三種編譯器的概念及缺點(diǎn)，引出YC編譯器的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，允許最終用戶直接對(duì)開(kāi)發(fā)商提供的產(chǎn)品再次擴(kuò)展與開(kāi)發(fā)。

關(guān)鍵詞：編譯器;YC;分析;優(yōu)點(diǎn)

編譯器是將“一種語(yǔ)言（通常為高級(jí)語(yǔ)言）”翻譯為“另一種語(yǔ)言（通常為低級(jí)語(yǔ)言）”的程序。C語(yǔ)言代碼主要是在特定詞匯照著特定格式排列組合而成的，方便程序員的識(shí)別與理解，可CPU卻無(wú)法直接讀懂C語(yǔ)言代碼，其往往只能讀懂二進(jìn)制形式的指令。因此，開(kāi)發(fā)者必須設(shè)計(jì)出一個(gè)專門的工具，將程序員使用的C語(yǔ)言代碼直接轉(zhuǎn)化為CPU能讀懂的二進(jìn)制指令，換句話說(shuō)就是將代碼轉(zhuǎn)變?yōu)?exe程序;此類工具名為編譯器（Compiler）。編譯器能夠識(shí)別代碼中的詞匯、句子以及各種特定的格式，并將他們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的二進(jìn)制形式，這個(gè)過(guò)程稱為編譯。

1.編譯器的現(xiàn)狀

編譯器輸出是指通過(guò)包含入口點(diǎn)的名字、地質(zhì)、外部調(diào)用等內(nèi)容的機(jī)器代碼，構(gòu)成目標(biāo)文件。通常，一組目標(biāo)文件并非出自同一個(gè)編譯器，但是一組目標(biāo)文件中的所有文件在編譯時(shí)必須使用相同的輸出格式，同時(shí)需要確保其能夠鏈接在一起，形成可供用戶執(zhí)行的EXE文件。

當(dāng)今世界上有三大編譯器：msvc編譯器、gcc編譯器和LLVM/clang編譯器。這三大編譯器，直接或者間接開(kāi)發(fā)出了現(xiàn)在主流的操作系統(tǒng)和幾乎所有的軟件。

（1） msvc編譯器是微軟公司的產(chǎn)品，有40年的歷史，是應(yīng)用最廣泛的編譯器之一，它功能強(qiáng)大，但體積也非常龐大。Windows電腦操作系統(tǒng)、相應(yīng)的應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序，都是直接或間接由msvc編譯器開(kāi)發(fā)的（依賴JavaScript、Python、Java、Basic等語(yǔ)言）。

（2）gcc編譯器是開(kāi)源的，不屬于任何公司，它的體積巨大。Linux電腦操作系統(tǒng)，Android手機(jī)操作系統(tǒng)、所有嵌入式OS操作系統(tǒng)以及配套的驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用程序，都是直接或間接用gcc編譯器開(kāi)發(fā)的。

（3）LLVM/clang編譯器是開(kāi)源的，它由gcc編譯器發(fā)展而來(lái)，交給蘋果公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)與維護(hù)。其中，macOS電腦操作系統(tǒng)、iOS手機(jī)操作系統(tǒng)以及與之配套的應(yīng)用軟件都是出自該編譯器。

但是三大編譯器存在明顯的缺點(diǎn)：只兼容自己開(kāi)發(fā)出的三大電腦操作系統(tǒng)，即Windows—msvc，Linux—gcc，macOS-—LLVM/clang。舉例來(lái)說(shuō)：在Windows操作系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)的軟件不能在Linux和macOS中直接編譯。如果想讓一個(gè)軟件在各個(gè)操作系統(tǒng)中都能運(yùn)行，那就需要針對(duì)每種操作系統(tǒng)對(duì)此軟件做相應(yīng)開(kāi)發(fā)，這無(wú)疑增加了開(kāi)發(fā)工作量和維護(hù)成本;若是軟件只能在特定的操作系統(tǒng)下運(yùn)行，不同的版本對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)也將有所差異，這就要需要開(kāi)發(fā)多套同樣功能的動(dòng)態(tài)庫(kù)，同樣增加了成本。 如果軟件產(chǎn)品規(guī)模較大（如文件數(shù)超過(guò)一萬(wàn)），則各文件中的函數(shù)調(diào)用關(guān)系極其復(fù)雜、調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，哪怕改作微小的改動(dòng)，都需重新生成執(zhí)行代碼。

2.三大編譯器缺點(diǎn)

軟件開(kāi)發(fā)講究模塊化，在C/C++中，有兩種方式實(shí)現(xiàn)模塊化。（1）類繼承或源碼文件;（2）動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)或COM對(duì)象。在這兩種方式中，前者的模塊被放入執(zhí)行文件，后者的模塊以二進(jìn)制方式提供。用戶無(wú)法修改模塊，很難進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和功能擴(kuò)展。YC編譯器除提供上述兩種模塊方式外，還通過(guò)擴(kuò)展C/C++語(yǔ)法提供了“獨(dú)立源碼模塊”的方式，這種方式的模塊以C/C++源碼方式提供，用戶通過(guò)修改模塊源碼而進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和功能擴(kuò)展，源碼修改后，無(wú)需手動(dòng)編譯。

YC編譯器經(jīng)過(guò)近20年的研發(fā)，已經(jīng)具有三大編譯器的主要功能，同時(shí)解決了三大編譯器的上述缺點(diǎn)。一個(gè)軟件用YC編譯器只需要編寫一套源代碼，就可以在所有操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而三大編譯器則需要針對(duì)不用的操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

3.YC編譯器特點(diǎn)分析

YC（Yang C++，簡(jiǎn)稱YC）瀏覽器—國(guó)內(nèi)首款全新瀏覽器內(nèi)核，YC瀏覽器內(nèi)核（暫命名Ycweb）的研發(fā)始于2001年底，歷時(shí)十年。幾十萬(wàn)行的代碼，沒(méi)有借用任何開(kāi)源的代碼，做到了真正獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)，是繼世界主流四款瀏覽器內(nèi)核之后的又一款全新瀏覽器內(nèi)核。

YC瀏覽器主要依托于HTML5技術(shù)，是一個(gè)智能終端瀏覽器，其不僅體積小、運(yùn)行速度高、拓展性強(qiáng)，還能夠自由定制、安全性能較強(qiáng);不同于其他的瀏覽器，YC瀏覽器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Trident、Gecko、Presto以及Webkit等四款內(nèi)核瀏覽器的兼容，網(wǎng)頁(yè)制作速度更高。此外，YC瀏覽器還支持最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包含W3C標(biāo)準(zhǔn)、CSS3、HTML5、Canvas、WebM、ECMAScript 5以及JavaScript等。由此可見(jiàn)，YC瀏覽器具備超強(qiáng)的核心引擎，能夠帶動(dòng)更多的便捷應(yīng)用。

YC瀏覽器還允許第三方應(yīng)用擴(kuò)展，為廠商開(kāi)發(fā)配備了接口，瀏覽器中專門內(nèi)置了YC++編譯器，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)編譯。此外，使用者還可以直接在瀏覽器中開(kāi)發(fā)插件、應(yīng)用軟件，甚至可以根據(jù)自己的需要定制特殊功能、根據(jù)需要開(kāi)發(fā)出個(gè)性化的產(chǎn)品與服務(wù)，并將其直接傳輸至智能終端設(shè)備中。

（1）兼容性強(qiáng)。YC編譯器支持C、C++、JavaScript、HTML、css、x86匯編、arm匯編等語(yǔ)言，支持32位和64位的Intel系列CPU，支持64位ARM系列CPU。

（2）應(yīng)用性廣。YC編譯器可以高效地開(kāi)發(fā)各種高性能的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件（如操作系統(tǒng)，工業(yè)軟件，行業(yè)軟件等）。

（3）功能豐富。YC編譯器比三大編譯器具有更佳的模塊管理功能，即不需要手動(dòng)編寫生成代碼的腳本，它用HTML+css來(lái)生成界面，通過(guò)程序語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編譯，用C、C++和JavaScript來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。

（4）適合教學(xué)。YC編譯器具有詳細(xì)分析源碼邏輯關(guān)系的功能，可以讓初學(xué)者輕松地學(xué)習(xí)軟件技術(shù)。

（5）使用便捷。YC編譯器提供幾個(gè)編譯函數(shù)，供三大編譯器調(diào)用。因此，現(xiàn)有的軟件產(chǎn)品可以用YC編譯器生成其中的任意部分代碼，而不必整個(gè)重新用YC編譯器開(kāi)發(fā)，從而使工作量減少到最小。

（6）開(kāi)源性強(qiáng)。YC編譯器開(kāi)源了80%左右。如HTML解析器，JavaScript的Jit，c/c++的x86-32、x86-64、arm64等后端。用戶可以修改優(yōu)化這些代碼，也可以編寫新的CPU后端代碼，使YC編譯器支持新的CPU。

（7）可以自舉。YC編譯器可以自己編譯自己。它的體積最小可裁剪到1.5M左右，加上HTML解析器不超過(guò)6M。生成同樣質(zhì)量的代碼，編譯速度超過(guò)三大編譯器許多。編譯所需要的內(nèi)存也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于三大編譯器。因此它非常適合與用戶軟件產(chǎn)品集成在一塊，方便產(chǎn)品的直接用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和功能擴(kuò)展。

（8）操作性好。YC編譯器提供了一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE），還提供一個(gè)開(kāi)源的適用于各平臺(tái)的代碼編輯器，命名為YC編輯器。YC編譯器的所有代碼都用YC編輯器寫成，用戶可以非常容易地改寫、擴(kuò)展這個(gè)編輯器。

4.結(jié)語(yǔ)

YC編譯器除了能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的編譯，還可以用于解析HTML超文本。本文通過(guò)對(duì)實(shí)際示例程序進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其均能夠經(jīng)由YC編譯器生成可獨(dú)立執(zhí)行文件，以便使用者學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)、使用。

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