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程序员趣味轶事之C语言老头与Java小子深夜对话

这是一个程序员的电脑硬盘,在一个叫做“学习”的目录下有两个小程序,一个叫做Hello.java,另外一个叫做hello.c。

Hello.java自视甚高,有点看不起老派的hello.c,经常叫他“C老头”。 

这hello.c也瞧不起“嚣张”的java程序,也给他起了一个外号:“Java小子”。 

但是这个目录下没有其他人,每天深夜,主人睡去以后就是无边的黑暗和无尽的孤独,尽管互相看不顺眼,C老头和Java小子还是得聊聊天解闷。 

“C老头儿,我听说你们C语言在诞生的时候也是以可移植性著称?”Java 小子率先发难,充分发挥了中国人话里有话,笑里藏刀的特点。可移植性是Java最引以为傲的亮点,编写一次,处处运行可不是说着玩的,他决定以己之长攻彼之短,先给C老头挖个坑,等他入坑后再羞辱他一番。

“哪里哪里,我们可比不上你们Java” 没想到C老头竟然不跳坑,Java小子的招数被化于无形。 

“那你们怎么号称移植性好啊,难道在Windows平台上开发的程序能运行在Linux上?” Java小子心有不甘,继续穷追不舍。 

“我们那是代码的可移植性,不是程序的可移植性,比方说吧,像我这个hello.c可以在windows上编译运行,也可以在Linux上编译运行,完全不用修改代码。”

Java小子感到很吃惊,这是一次编写到处编译啊,好像不比自己差啊。他觉得有点沮丧,看来这一板斧砍不下去了。

可是转念一想,hello.c只是个非常简单的程序,像Windows、Linux上都有他的编译器和标准程序库,那肯定可以移植了,要是使用了系统平台的接口了呢? 

“你要是调用了Windows平台的API,例如创建一个线程,拿到Linux上怎么办?”

“那我们C语言就用条件编译” C老头早就料到Java小子会这么问。

“哈哈,有没有搞错, 这么麻烦啊,源代码中这么多古怪的#ifdef,程序员们还不累死。” Java小子终于抓住了把柄。 

“这已经很不错了,在我们C语言刚刚诞生的时候,可是上个世纪70年代,根本没有什么Java虚拟机之说,没有什么抽象层能屏蔽底层的平台API,可不得辛苦程序员?” C老头说得很客观,Java小子的嚣张的气焰消失了大半。 

“那C语言怎么不与时俱进,也搞个虚拟机啊”  Java 小子异想天开。 

“这你就不懂了,C语言生来就是做系统级编程的,就是要贴近硬件,追求性能和效率,弄个虚拟机,我怎么去直接操作内存? 和硬件交互? 对了,我们可以用指针可以直接操作内存,效率极高,你的Java就不行了吧” 

“Java当然没有指针了,那玩意儿太容易出错,也容易出现漏洞,我们的James Gosling老爹就禁止我们直接操作内存。”

“我们C语言一旦编译链接以后,就成为一个可以独立执行的程序了,而你呢,只是变成一个Hello.class而已,没有虚拟机,你都运行不了,说得难听一点,就是一个寄生虫啊。”  

C老头不动声色,开始组织反击。 

Java表示无言以对。 

“还有啊,我的hello.exe一旦运行,那就是一个独立的进程,拥有一个独立的地址空间,被CPU独立调度;而你的Hello.class什么都不是,Java虚拟机(java.exe)才是一个进程,Hello.class被装载以后只能在这个进程里作为一个线程来运行,生活的空间也就是什么方法区、堆..... 这境界也差得太远了吧”     

姜还是老的辣,C老头招招致命。 

"等等,你刚才说了一个什么词来着,链接?这是什么鬼东西?" Java 小子抓住了一根稻草。

“链接你都不懂?  真够老土的,赶紧去看看《深入理解计算机系统》第7章吧。简单来说是把一个符号和这个符号的地址给绑定起来。”

“我只看过《深入理解Java虚拟机》 ,没看到什么链接啊,你那个定义太抽象了,没人能听懂!”

C老头心里鄙视了一下Java小子,所学果然浅薄,盘算着举个例子来说明下什么是链接。 

“你知道编译是怎么回事吗?” C 老头打算另辟蹊径给Java讲讲。

“那我肯定知道啊,我这个Hello.java经过编译以后,不就变成Hello.class了” 

“我们C语言的程序,经过预处理,编译,汇编等步骤以后,能变成一个叫做'目标文件' 的东西”

“假设我这个hello.c程序又调用了cal.c中的函数add :”

hello.c : 

cal.c : 



“那就会生成两个目标文件, hello.o 和 cal.o”

Java 小子问道:“难道你这个hello.o 不能执行吗? ”

“那肯定不能执行,你看那个add函数的定义是在cal.o 这个目标文件中,我hello.o中根本就没有啊!怎么执行?  所以编译器只好在hello.o中记录类似这样的东西:hello.o中需要调用add 函数,但是这个函数的实际地址不在本文件中,链接的时候需要找到实际地址,把它给替换掉!替换的过程就是一个重定位的过程,这一步做完了,才可以执行。”



Java 小子说:“不对吧,假设我也调用了另外一个类Calculator.java 中add方法,我们俩编译以后生成两个class 文件,这两个文件完全独立,不用做链接,直接就可以运行啊。 ”

“你们肯定会做链接的,只不过这个链接不是在编译期做的,而是在运行期做的。 等到Hello.class被装入你的Java虚拟机运行的时候, 会发现有个指令要调用Calculator的add方法,这个时候就需要装载Claculator.class,找到add方法来调用执行。这也是一种链接,只不过是运行时的动态链接而已。”  C老头做了一个总结陈述。 

Java小子现在明白了C老头说的链接的含义:把一个符号(add函数的名称)和这个符号的地址(add函数的真正地址,那里有add函数的指令)给绑定起来。 

“这老头还挺厉害嘛”  Java小子心里不由得对C老头产生了敬意,他决定从明天开始,不再叫他C老头了,叫他老师,向他多多请教。

眼看着天马上亮了,两人互道晚安。 

第二天半夜,Java小子兴冲冲地找C老师讨教,可是hello.c已经找不到了,同一个目录下来了一个叫做hello.py的新家伙,他热情地对Java小子打打招呼:“你好,我是Python,初来乍到,请多多关照。” 

“你知道hello.c去哪儿了吗?”

“他呀, 程序员主人觉得C语言的指针太复杂了,实在是学不会,就放弃了,顺便把hello.c给删除了。 ”

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