Interprètes et compilateurs: que sont-ils et en quoi sont-ils différents ?

Le code source des langages de programmation de haut niveau comme PHP, Swift et JavaScript ressemble un peu au langage naturel. Vous verrez des mots anglais dans ce code et vous pourrez comprendre certaines de ses fonctionnalités, même si vous ne connaissez pas la langue elle-même. Mais ce code source doit être dans un format lisible par machine pour que l'ordinateur puisse exécuter le programme final.

Pour ce faire, la machine a besoin d'un intermédiaire pour traduire votre code en quelque chose qu'elle peut traiter. Cet intermédiaire peut être un interpréteur, un compilateur ou un assembleur. Ils font tous la même chose: ils traduisent le code source d'une forme lisible par l'homme en une forme lisible par la machine. Mais comment ils le font est tout à fait différent.

Qu'est-ce qu'un interprète?

Un interpréteur lit chaque ligne de code, une à la fois, et l'exécute immédiatement au moment de l'exécution. Un interpréteur n'attend pas que tout le code source soit converti en code machine avant de l'envoyer au CPU. Au lieu de cela, il convertit chaque ligne de code en code d'octet spécifique à l'interpréteur et exécute chaque instruction au fur et à mesure qu'elle est traduite. Alors que la tâche d'exécution repose directement sur l'interpréteur, le CPU alimente l'interpréteur lui-même.

Puisqu'il analyse et exécute chaque ligne à la fois, le processus est souvent relativement plus lent. Dans cet esprit, les erreurs dans les langages de programmation interprétés sont faciles à repérer car elles fournissent une rétroaction instantanée pour chaque ligne de code.

Cependant, un revers de ce comportement est qu'une erreur d'exécution plante le programme pendant l'exécution, ce qui entraîne une mauvaise expérience utilisateur, surtout si votre projet ne dispose pas de tests adéquats.

Qu'est-ce qu'un compilateur?

Un compilateur lit votre code source et le traduit en un exécutable lisible par machine. Contrairement à un interpréteur, il lit l'intégralité du code source en une seule fois, générant du code machine pour un traitement ultérieur par le processeur. Étant donné que le compilateur n'exécute cette tâche qu'une seule fois, les programmes compilés sont généralement plus rapides et économes en mémoire.

Cependant, le compilateur ne tient pas compte des erreurs d'exécution. Au lieu de cela, il signalera certaines erreurs au moment de la compilation, ce qui est généralement mieux. Ce type d'erreur apparaît pendant le développement, pas lorsque le programme démarre. Cependant, gardez à l'esprit que des erreurs d'exécution sont toujours possibles, même dans les programmes compilés.

Les principales différences

Les interprètes et les compilateurs sont communs, il est donc utile de connaître les principales différences entre eux.

Exécution de code: traitement des entrées et des sorties

Un interpréteur peut uniquement collecter, traduire et exécuter chaque entrée par ligne. Il exécute chaque ligne du code source de manière séquentielle, et la sortie finale dépend de ce que chaque ligne produit pendant l'exécution.

Un compilateur regroupe l'intégralité du code source et le traduit une seule fois. Il prend donc tout votre code source en entrée, qu'il convertit et envoie au CPU pour obtenir une sortie.

Débogage et traçabilité des erreurs

Pour le code interprété, les erreurs sont plus traçables puisque l'interpréteur peut les signaler en se référant directement à la source d'origine. Cependant, une fois qu'il y a une erreur à n'importe quel moment de l'exécution, l'interpréteur s'arrête. Les erreurs de débogage peuvent donc être un peu difficiles car vous devez les reproduire au moment de l'exécution. Cela peut même s'aggraver si la journalisation d'exécution est inadéquate.

D'un autre côté, les erreurs d'exécution dans un langage compilé peuvent être plus difficiles à tracer car il n'y a pas d'interpréteur pour les signaler. Mais les erreurs que vous découvrez au moment de la compilation sont généralement plus faciles à gérer car le compilateur les identifiera de manière cohérente.

La plupart des langages compilés disposent également d'un mécanisme pour détecter les variables inutilisées, l'incompatibilité de type et la syntaxe défectueuse, empêchant ce type d'erreurs dès le début.

Performances et vitesse

Comme prévu, un compilateur aide la machine à exécuter le code du programme plus rapidement puisque le processeur ne traite le code qu'une seule fois. Ce n'est pas le cas pour les interpréteurs, qui traduisent chaque ligne au moment de l'exécution.

Bien qu'il y ait principes de programmation que vous pouvez utiliser pour optimiser le code interprété, l'interpréteur passera encore du temps à analyser et à exécuter chaque ligne avant de passer à la suivante. Cependant, des aides au compilateur sont disponibles pour rendre les langages interprétés plus rapides.

Par exemple, le navigateur Chrome traite JavaScript à l'aide du moteur V8; cela s'exécute sur le compilateur Just-In-Time (JIT). Le module Pyinstaller est un autre assistant qui regroupe et compile un script Python dans un package exécutable.

Bien que ces assistants soient pratiques pour regrouper un langage interprété dans un compilateur, cela ne change rien au fait que le traducteur de base est toujours un interpréteur.

Utilisation de la mémoire

Le comportement d'utilisation de la mémoire de l'interpréteur et du compilateur est relatif et dépend souvent du code source et d'autres facteurs. Alors que certains programmeurs affirment que la segmentation du code dans les interpréteurs réduit l'utilisation de la mémoire, les interpréteurs enregistrent également l'utilisation globale de la mémoire.

Par exemple, lorsque vous examinez le profil d'utilisation de la mémoire de votre code Python, la quantité de mémoire qu'il consomme peut vous surprendre.

De manière générale, cependant, les programmes compilés nécessitent moins de mémoire d'exécution. Puisqu'ils convertissent à l'avance l'intégralité du code source en code lisible par machine, ils donnent moins de travail au processeur. Cela contraste avec les interpréteurs, qui ne traduisent le code qu'au moment de l'exécution.

Prise en charge du langage de programmation

L'interpréteur et le compilateur ont une part équitable de répartition du langage de programmation. Certains langages compilés populaires incluent C, C #, Rust et Golang. Les langages interprétés sont également populaires, parmi lesquels Python, JavaScript et PHP.

Plus de programmeurs ont tendance à préférer les langages interprétés. Bien que JavaScript et Python utilisent des interpréteurs, ce sont les deux langages les plus recherchés, selon le Enquête 2023 sur les développeurs Stack Overflow. Rust et C# représentent les groupes compilés en cinquième et sixième positions.

Là où brillent les langues interprétées

Les interprètes brillent dans ces domaines :

• Ils permettent un traçage facile des erreurs puisque l'interpréteur exécute chaque ligne de code séparément.
• Il est souvent plus rapide d'obtenir plus tôt un produit minimum viable avec des langages interprétés, car ils ont des syntaxes moins complexes que les langages compilés.
• Contrairement aux langages compilés à typage statique, les langages interprétés utilisent le typage dynamique, ce qui réduit la complexité du code et améliore la lisibilité.

Là où les langages compilés gagnent

Et les compilateurs? Voici quelques aspects de leurs langues qui montrent une certaine force :

• Les langages compilés sont généralement plus rapides à l'exécution, nécessitant moins de mémoire d'exécution puisque la traduction du code ne se produit qu'une seule fois à l'avance.
• L'exécution après la compilation aide à la détection précoce des bogues. Le compilateur garantit que le déploiement échoue en cas d'erreur. C'est mieux que de détecter les erreurs pendant l'exécution.
• Bien que typés statiquement, les langages compilés définissent clairement les intentions des variables et des fonctions, ce qui les rend plus documentées.

Choisir le bon traducteur pour votre projet

Comme vous l'avez vu, le compilateur et l'interpréteur ont leurs domaines respectifs où ils excellent. Alors que certains programmeurs soutiennent que les langages compilés sont globalement plus rapides et meilleurs, d'autres soutiennent que les performances dépendent de la structure du code et de la plate-forme.

Mais plus important encore, votre choix de traducteur doit également dépendre de plusieurs autres facteurs en plus de leurs mécanismes techniques. La facilité d'apprentissage, la communauté et l'intention du projet font partie des facteurs à prendre en compte lors du choix entre les langages interprétés et compilés.