Was ist Quellcode?

Öffne eine beliebige Datei mit der Endung .py, .c oder .java in einem einfachen Texteditor, und du liest Quellcode. Es ist dieselbe Art von Datei wie ein Einkaufszettel: Buchstaben, Ziffern, Leerzeichen und Zeilenumbrüche. Zum Programm wird sie, weil der Text den Regeln einer Programmiersprache folgt, sodass ein Werkzeug ihn in Anweisungen für den Prozessor umwandeln kann.

Wie Quellcode aussieht

Hier ist ein vollständiges Python-Programm. Jede Zeile ist Quellcode, auch der Kommentar, den der Computer ignoriert und der nächste Programmierer liest.

# Work out the price of three tickets
price = 4
count = 3
total = price * count
print("Total:", total)

Total: 12

Dasselbe Programm in C ist ebenfalls Quellcode, nur in einer anderen Sprache mit anderen Regeln:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int price = 4;
    printf("Total: %d\n", price * 3);
    return 0;
}

Eine echte Anwendung besteht aus Tausenden solcher Dateien. Der Linux-Kernel hat mehr als 30 Millionen Zeilen Quellcode, und eine kleine Web-App kommt leicht auf ein paar hundert Dateien. Jede Datei trägt eine Endung, die Werkzeugen sagt, welche Sprache sie enthält:

Quellcode ist reiner Text

Quellcode hat keine Schriftarten, Farben oder versteckte Formatierung. Die Farben, die du in einem Editor siehst, fügt der Editor zum Lesen hinzu; sie werden nicht in der Datei gespeichert. Deshalb schreibst du Code in einem Code-Editor wie VS Code und niemals in Microsoft Word: Ein Textverarbeitungsprogramm speichert Formatierungsdaten und „typografische“ Anführungszeichen, und heraus kommt eine Datei, die die Sprache nicht lesen kann, meist abgelehnt mit einem Syntaxfehler.

Weil es nur Text ist, kann ein Programm sogar den Quellcode eines anderen Programms in einem String halten und ausführen:

source = """
price = 4
total = price * 3
print("Total:", total)
"""

print(type(source))
print(len(source.strip().splitlines()), "lines of text")
exec(source)

<class 'str'>
3 lines of text
Total: 12

Bis zur letzten Zeile ist source ein gewöhnlicher String. exec übergibt ihn an Python, das den Text liest und ausführt. Das ist das ganze Leben von Quellcode im Kleinen: zuerst Text, dann Anweisungen.

Wie aus Quellcode ein laufendes Programm wird

Der Prozessor in deinem Computer kann weder Python noch C lesen. Er führt nur Maschinencode aus, also binäre Anweisungen für eine bestimmte CPU-Familie (x86-64 in den meisten Laptops und Servern, ARM in Smartphones und Macs mit Apple Silicon). Irgendetwas muss übersetzen. Dafür gibt es zwei Hauptwege:

1. Ein Compiler übersetzt das ganze Programm im Voraus. gcc hello.c -o hello liest den C-Quellcode und schreibt eine neue Datei, hello, voller Maschinencode. Du kannst hello.c danach löschen, und hello läuft trotzdem.
2. Ein Interpreter führt den Quellcode direkt aus. python3 hello.py startet den Python-Interpreter, der hello.py liest und die Anweisungen darin ausführt. Es entsteht keine separate Programmdatei, also muss der Quellcode jedes Mal vorhanden sein.

Viele Sprachen mischen beides. Java-Quellcode wird von javac in Bytecode (.class-Dateien) kompiliert, und die Java Virtual Machine führt diesen Bytecode aus. Den vollständigen Vergleich findest du auf der Seite Compiler vs. Interpreter.

Quellcode, Objektcode und Maschinencode

Diese drei Begriffe beschreiben dasselbe Programm in verschiedenen Stadien:

Wenn du eine kompilierte ausführbare Datei in einem Texteditor öffnest, siehst du unlesbare Zeichen, denn sie ist binär und kein Text. Auf einem Mac sind die ersten vier Bytes des Programms hello von oben in Hexadezimal cf fa ed fe, die Kennung einer Mach-O-Datei. Solche Rohwerte kannst du dir mit dem Zahlensystem-Umrechner ansehen.

Open Source und Closed Source

Wer den Quellcode lesen darf, ist genauso eine rechtliche wie eine technische Frage. Open-Source-Software veröffentlicht ihren Quellcode unter einer Lizenz, die allen erlaubt, ihn zu lesen, zu ändern und weiterzugeben. Python, Linux und Firefox sind Open Source. Closed-Source-Software (proprietäre Software) liefert nur das kompilierte Programm aus. Microsoft Windows und Adobe Photoshop sind Closed Source, und ihr Quellcode ist ein Geschäftsgeheimnis.

Quellcode ist außerdem urheberrechtlich geschützt, wie ein Buch. Dass du Code im Internet findest, heißt nicht, dass du ihn wiederverwenden darfst: Prüfe die Lizenzdatei, oft LICENSE genannt, bevor du etwas in dein eigenes Projekt kopierst.

Häufige Irrtümer

• „Seitenquelltext anzeigen zeigt den Quellcode einer Website.“ Er zeigt das HTML, CSS und JavaScript, das dein Browser empfangen hat. Die Serverseite der Website (geschrieben in Python, Java, PHP oder einer anderen Sprache) verlässt den Server nie, also kannst du sie nicht sehen.
• „Ein Decompiler liefert den ursprünglichen Quellcode zurück.“ Ein Decompiler baut aus einem kompilierten Programm lesbaren Code nach, aber Kommentare fehlen und Namen gehen oft verloren. Das Ergebnis ist eine Vermutung über den Quellcode, nicht die Datei, die die Autoren geschrieben haben.
• „Code und Quellcode bedeuten dasselbe.“ Quellcode ist die von Menschen geschriebene Fassung. „Code“ ist weiter gefasst und umfasst auch Maschinencode, Bytecode und generierten Code.
• „Quellcode muss auf Englisch sein.“ Schlüsselwörter wie if und print sind englische Wörter, aber Variablennamen, Kommentare und Strings dürfen in jeder Sprache sein. Python-3-Quelldateien sind standardmäßig UTF-8, also sind prix = 4 und # 合計を計算する beide gültig.

Wie es weitergeht

Quellcode wird geprüft, bevor er läuft, und das Erste, was den meisten Einsteigern begegnet, ist der Syntaxfehler. Um zu sehen, wie sich die zwei Wege unterscheiden, Quellcode auszuführen, lies was ein Compiler ist und danach Compiler vs. Interpreter. Deinen eigenen Quellcode kannst du im Browser im Python Playground schreiben und ausführen oder mit dem Python-Kurs anfangen.