Интерпрета́тор ( англ. interpreter ıntə:'prıtə , от лат. interpretator — толкователь ) — программа (разновидность транслятора ), выполняющая интерпретацию .

Интерпрета́ция — построчный анализ, обработка и выполнение исходного кода программы или запроса, в отличие от компиляции , где весь текст программы перед запуском анализируется и транслируется в машинный или байт-код без её выполнения .

История

Первым интерпретируемым языком программирования высокого уровня был Lisp . Его интерпретатор был создан в 1958 году на компьютере IBM 704 . Рассел вдохновился работой Джона Маккарти и выяснил, что функция eval в Lisp может быть встроена в машинный код .

Типы интерпретаторов

Простой интерпретатор анализирует и тут же выполняет (собственно интерпретация) программу покомандно или построчно по мере поступления её исходного кода на вход интерпретатора. Достоинством такого подхода является мгновенная реакция. Недостаток — такой интерпретатор обнаруживает ошибки в тексте программы только при попытке выполнения команды или строки с ошибкой.

Интерпретатор компилирующего типа — это система из компилятора , переводящего исходный код программы в промежуточное представление, например, в байт-код или p-код , и собственно интерпретатора, который выполняет полученный промежуточный код (так называемая виртуальная машина ). Достоинством таких систем является большее быстродействие выполнения программ за счёт выноса анализа исходного кода в отдельный, разовый проход, и минимизации этого анализа в интерпретаторе. Недостатки — большее требование к ресурсам и требование на корректность исходного кода. Применяется в таких языках, как Java , PHP , Tcl , Perl , REXX (сохраняется результат парсинга исходного кода ), а также в различных СУБД .

В случае разделения интерпретатора компилирующего типа на компоненты получаются компилятор языка и простой интерпретатор с минимизированным анализом исходного кода. Причём исходный код для такого интерпретатора не обязательно должен иметь текстовый формат или быть байт-кодом, который понимает только данный интерпретатор, это может быть машинный код какой-то существующей аппаратной платформы. К примеру, виртуальные машины вроде QEMU , Bochs , VMware включают в себя интерпретаторы машинного кода процессоров семейства x86 .

Некоторые интерпретаторы (например, для языков Лисп , Scheme , Python , Бейсик и других) могут работать в режиме диалога или так называемого цикла чтения-вычисления-печати ( англ. read-eval-print loop, REPL ). В таком режиме интерпретатор считывает законченную конструкцию языка (например, s-expression в языке Лисп), выполняет её, печатает результаты, после чего переходит к ожиданию ввода пользователем следующей конструкции.

Уникальным является язык Forth , который способен работать как в режиме интерпретации, так и компиляции входных данных, позволяя переключаться между этими режимами в произвольный момент, как во время трансляции исходного кода, так и во время работы программ.

Следует также отметить, что режимы интерпретации можно найти не только в программном, но и аппаратном обеспечении . Так, многие микропроцессоры интерпретируют машинный код с помощью встроенных микропрограмм , а процессоры семейства x86, начиная с Pentium (например, на архитектуре Intel P6 ), во время исполнения машинного кода предварительно транслируют его во внутренний формат (в последовательность микроопераций).

Алгоритм работы простого интерпретатора

1. прочитать инструкцию ;
2. проанализировать инструкцию и определить соответствующие действия ;
3. выполнить соответствующие действия ;
4. если не достигнуто условие завершения программы, прочитать следующую инструкцию и перейти к пункту 2.

Достоинства и недостатки интерпретаторов

Достоинства

• Большая переносимость интерпретируемых программ — программа будет работать на любой платформе, на которой реализован соответствующий интерпретатор.
• Как правило, более совершенные и наглядные средства диагностики ошибок в исходных кодах.
• Меньшие размеры кода по сравнению с машинным кодом, полученным после обычных компиляторов.

Недостатки

• Интерпретируемая программа не может выполняться отдельно без программы-интерпретатора. Сам интерпретатор при этом может быть очень компактным.
• Интерпретируемая программа выполняется медленнее, поскольку промежуточный анализ исходного кода и планирование его выполнения требуют дополнительного времени в сравнении с непосредственным исполнением машинного кода, в который мог бы быть скомпилирован исходный код.
• Практически отсутствует оптимизация кода , что приводит к дополнительным потерям в скорости работы интерпретируемых программ.

См. также

• JIT-компиляция (динамическая компиляция)

Примечания