Co to jest kod źródłowy?

Otwórz dowolny plik z rozszerzeniem .py, .c lub .java w zwykłym edytorze tekstu, a zobaczysz kod źródłowy. To taki sam rodzaj pliku jak lista zakupów: litery, cyfry, spacje i znaki nowej linii. Programem czyni go to, że tekst trzyma się reguł języka programowania, więc narzędzie może zamienić go na instrukcje dla procesora.

Jak wygląda kod źródłowy

Oto kompletny program w Pythonie. Każda linia to kod źródłowy, łącznie z komentarzem, który komputer pomija, a następny programista czyta.

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

Total: 12

Ten sam program w C też jest kodem źródłowym, tylko w innym języku, z innymi regułami:

#include <stdio.h>

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

Prawdziwa aplikacja to tysiące takich plików. Jądro Linuksa ma ponad 30 milionów linii kodu źródłowego, a mała aplikacja internetowa może spokojnie mieć kilkaset plików. Każdy plik ma rozszerzenie, które mówi narzędziom, jaki język zawiera:

Kod źródłowy to zwykły tekst

Kod źródłowy nie ma czcionek, kolorów ani ukrytego formatowania. Kolory, które widzisz w edytorze, dodaje edytor, żeby łatwiej się czytało; nie są zapisywane w pliku. Dlatego kod piszesz w edytorze kodu, takim jak VS Code, a nigdy w Microsoft Word: edytor tekstu zapisuje dane o formatowaniu i „inteligentne” cudzysłowy, a wynikiem jest plik, którego język nie potrafi odczytać, zwykle odrzucany z błędem składniowym.

Skoro to tylko tekst, program może nawet trzymać kod źródłowy innego programu w napisie i go uruchomić:

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

Aż do ostatniej linii source jest zwykłym napisem. exec przekazuje go Pythonowi, który czyta tekst i go wykonuje. To całe życie kodu źródłowego w miniaturze: najpierw tekst, potem instrukcje.

Jak kod źródłowy staje się działającym programem

Procesor w twoim komputerze nie umie czytać Pythona ani C. Wykonuje tylko kod maszynowy, czyli binarne instrukcje właściwe dla jednego rodzaju procesora (x86-64 w większości laptopów i serwerów, ARM w telefonach i Macach z Apple Silicon). Coś musi to przetłumaczyć. Są dwa główne sposoby:

1. Kompilator tłumaczy cały program z góry. Polecenie gcc hello.c -o hello czyta kod źródłowy w C i zapisuje nowy plik, hello, pełen kodu maszynowego. Możesz potem usunąć hello.c, a hello nadal będzie działać.
2. Interpreter wykonuje kod źródłowy bezpośrednio. Polecenie python3 hello.py uruchamia interpreter Pythona, który czyta hello.py i wykonuje jego instrukcje. Nie powstaje osobny plik programu, więc kod źródłowy musi być dostępny za każdym razem.

Wiele języków łączy oba podejścia. Kod źródłowy w Javie jest kompilowany przez javac do kodu bajtowego (pliki .class), a maszyna wirtualna Javy wykonuje ten kod bajtowy. Pełne porównanie znajdziesz na stronie kompilator a interpreter.

Kod źródłowy, kod obiektowy i kod maszynowy

Te trzy terminy opisują ten sam program na różnych etapach:

Jeśli otworzysz skompilowany plik wykonywalny w edytorze tekstu, zobaczysz nieczytelne symbole, bo to plik binarny, a nie tekst. Na Macu pierwsze cztery bajty programu hello z przykładu wyżej to szesnastkowo cf fa ed fe, znacznik pliku wykonywalnego Mach-O. Takie surowe wartości możesz obejrzeć w konwerterze systemów liczbowych.

Otwarty i zamknięty kod źródłowy

To, kto może czytać kod źródłowy, jest kwestią prawną w tym samym stopniu co techniczną. Oprogramowanie open source (o otwartym kodzie) publikuje swój kod źródłowy na licencji, która pozwala każdemu go czytać, zmieniać i udostępniać. Python, Linux i Firefox są open source. Oprogramowanie o zamkniętym kodzie (własnościowe) udostępnia tylko skompilowany program. Microsoft Windows i Adobe Photoshop mają zamknięty kod, a ich kod źródłowy jest tajemnicą handlową.

Kod źródłowy, podobnie jak książka, jest też chroniony prawem autorskim. To, że kod jest w internecie, nie znaczy, że możesz go użyć: zanim cokolwiek skopiujesz do własnego projektu, sprawdź plik licencji, często nazwany LICENSE.

Popularne mity

• „Wyświetl źródło strony pokazuje kod źródłowy witryny.” Pokazuje HTML, CSS i JavaScript, które dostała twoja przeglądarka. Część serwerowa witryny (napisana w Pythonie, Javie, PHP lub innym języku) nigdy nie opuszcza serwera, więc nie da się jej zobaczyć.
• „Dekompilator oddaje oryginalny kod źródłowy.” Dekompilator odtwarza czytelny kod ze skompilowanego programu, ale komentarzy już nie ma, a nazwy często giną, więc wynik to przypuszczenie, jak wyglądał kod źródłowy, a nie plik napisany przez autorów.
• „Kod i kod źródłowy znaczą to samo.” Kod źródłowy to wersja napisana przez ludzi. „Kod” to szersze pojęcie, obejmujące też kod maszynowy, kod bajtowy i kod generowany.
• „Kod źródłowy musi być po angielsku.” Słowa kluczowe, takie jak if i print, są angielskie, ale nazwy zmiennych, komentarze i napisy mogą być w dowolnym języku. Pliki źródłowe Pythona 3 domyślnie używają UTF-8, więc prix = 4 i # 合計を計算する są oba poprawne.

Co dalej

Kod źródłowy jest sprawdzany przed uruchomieniem, a pierwsze, na co trafia większość początkujących, to błąd składniowy. Żeby zobaczyć, czym różnią się dwa sposoby uruchamiania kodu źródłowego, przeczytaj, czym jest kompilator, a potem kompilator a interpreter. Własny kod źródłowy możesz napisać i uruchomić w przeglądarce w edytorze online Pythona albo zacząć kurs Pythona.