کامپایلر یوتیلیتی: چگونه یک کامپایلر آنلاین کد شما را اجرا می‌کند
بیست خط. آخرین باری که به جای ترمینال، سایت compilerutility را باز کردم و ترمینال اصلاً جزو گزینه‌ها نبود، فقط همین بیست خط برای آزمایش لازم بود: لپ‌تاپ قرضی، بدون دسترسی ادمین، بدون GCC. یک تب مرورگر همه چیز را در حدود یک دقیقه حل کرد.
این در واقع کل کار یک کامپایلر آنلاین است. شما تقریباً از هر دستگاهی که به اینترنت متصل باشد، کد را می‌نویسید، کامپایل می‌کنید و اجرا می‌کنید. یک زبان برنامه‌نویسی انتخاب کنید، تایپ کنید، روی Run کلیک کنید، خروجی را بخوانید. در ادامه به این موضوع می‌پردازم که پس از آن کلیک چه اتفاقی می‌افتد، این ابزارها کجا عالی هستند، کجا شما را ناامید می‌کنند و چگونه مردم از آنها برای مواردی از اولین درس پایتون گرفته تا قراردادهای هوشمند و نمونه‌های اولیه پرداخت رمزنگاری استفاده می‌کنند.
کامپایلر یوتیلیتی (Compilerutility) هنگام کدنویسی به چه معناست؟
اولین برنامه C من به کامپایلری نیاز داشت که من نداشتم، و نصب آن روی کامپیوتر مدرسه دو هفته طول کشید، ارسال ایمیل به مسئول فناوری اطلاعات. این دنیای قدیمی است. یک کامپایلر کد منبع شما را به چیزی تبدیل می‌کند که یک CPU بتواند آن را اجرا کند، البته، اما هرگز به تنهایی ارائه نمی‌شود: شما به یک ویرایشگر، دستورات ساخت، یک محیط اجرا و جایی برای نمایش خطاها نیز نیاز دارید. همه آن ابزارهای کامپایلر قبلاً روی دیسک شما بودند و شما از آنها مراقبت می‌کردید.
حالا بسته به صورت یک صفحه وب ارائه می‌شود. ویرایشگر کد شما در یک تب باز می‌شود. کامپایل واقعی در آن تب یا روی یک سرور در یک مرکز داده اتفاق می‌افتد و شما هرگز به آن فکر نمی‌کنید.
IDEهای ابری ابتدا این کار را انجام دادند، عمدتاً با کپی کردن ظاهر دسکتاپ. ابزارهای تک صفحه‌ای پس از آنها آمدند و در مورد کارشان رک و صریح هستند: چسباندن، اجرا، تمام. من نمی‌توانم به یک زبان رایج فکر کنم که امروزه فاقد کامپایلر آنلاین باشد، و برخی از کامپایلرهای عجیب و غریب برای اسمبلی، SQL و کد بلاکچین وجود دارد.
چیزی که در عادت‌های خودم متوجه شدم این است که بیشتر آزمایش می‌کنم. وقتی یک آزمایش ده ثانیه طول می‌کشد، به جای اینکه نیم ساعت در موردش استدلال کنید، فقط آن را امتحان می‌کنید.
کامپایلر در مقابل مفسر: چگونه کد منبع به خروجی تبدیل می‌شود؟
اعتراف سریع: سال‌هاست که من به تک تک این سایت‌ها، حتی آن‌هایی که پایتون اجرا می‌کنند، کامپایلر می‌گویم. بسیاری از «کامپایلرهای آنلاین» اصلاً چیزی را کامپایل نمی‌کنند. آنها یک مفسر اجرا می‌کنند و این را در نحوه نمایش خطاها و سرعت اجرای برنامه‌ها خواهید دید.
یک کامپایلر مناسب، کل برنامه را قبل از اجرای حتی یک خط، می‌بلعد. متن به توکن‌ها (تحلیل واژگانی) خرد می‌شود، تجزیه‌گر یک درخت می‌سازد، بررسی‌های معنایی در مورد انواع و دامنه، اطلاعات را ارائه می‌دهند و تنها پس از آن بهینه‌سازی و تولید کد، کد ماشین یا بایت‌کد را تولید می‌کنند.
یک مفسر نمی‌تواند با تمام این تشریفات خود را اذیت کند. کمی می‌خواند، کمی اجرا می‌کند، تکرار می‌کند. کامپایلرهای JIT (درست در لحظه) پسرعموهای ناشی آن هستند و شلوغ‌ترین مسیرهای کد را در حالی که برنامه شما در حال اجرا است، کامپایل می‌کنند.
| رویکرد | نحوه اجرای کد | سرعت | گزارش خطا | زبان‌های معمول |
|---|---|---|---|---|
| کامپایلر | ابتدا کل برنامه را ترجمه می‌کند، سپس نتیجه را اجرا می‌کند | سریع در زمان اجرا | بیشتر خطاها قبل از شروع برنامه شناسایی می‌شوند | سی، سی پلاس پلاس، راست، گو |
| مترجم | کد را خط به خط اجرا می‌کند | کندتر در زمان اجرا | هنگام رسیدن به خط معیوب، خطاها ظاهر می‌شوند | پایتون، روبی، پی‌اچ‌پی |
| کامپایلر JIT | قطعات پرکاربرد را در حین اجرا کامپایل می‌کند | سریع بعد از گرم شدن | مخلوط هر دو | جاوا (JVM)، جاوا اسکریپت (V8)، سی شارپ (.NET) |
پایتون همه را گیج می‌کند. سی‌پایتون واقعاً کامپایل می‌کند، فقط به بایت‌کد، و سپس آن بایت‌کد را تفسیر می‌کند. بنابراین سایت «کامپایلر پایتون» که شما نشانه‌گذاری کرده‌اید، یک مفسر با برچسبی شیک است.
برای تمرین حلقه‌ها؟ ذره‌ای مهم نیست.
نحوه کار یک کامپایلر آنلاین در پشت مرورگر
من قبلاً فکر می‌کردم که هر کدام از این ابزارها برای من یک سرور راه‌اندازی می‌کنند. اما نه. بعضی از آنها هرگز لپ‌تاپ شما را ترک نمی‌کنند.
اجرای سمت کلاینت. مرورگر شما از قبل جاوا اسکریپت، HTML و CSS را می‌فهمد، بنابراین این موارد فقط در تب اجرا می‌شوند. WebAssembly این ترفند را به زبان‌های دیگر نیز تعمیم می‌دهد و افراد یک زمان اجرای کامل پایتون را در یک صفحه با آن فشرده کرده‌اند. هیچ چیزی آپلود نمی‌شود. خروجی فوراً ظاهر می‌شود.
اجرای سمت سرور. C، C++، جاوا، Rust و دوستانشان به یک جعبه‌ی واقعی در جایی نیاز دارند، بنابراین صفحه‌ی وب اساساً یک کنترل از راه دور است. روی Run کلیک کنید و کد شما به یک سفر کوچک می‌رود:
- شما در ویرایشگر مرورگر تایپ می‌کنید و یک نسخه زبان را انتخاب می‌کنید.
- این صفحه، کد منبع شما (به‌علاوه‌ی هر stdin که تایپ کرده‌اید) را در API سرویس اجرا می‌کند.
- در صف منتظر می‌ماند، چون هزار نفر دیگر هم روی «اجرا» کلیک کرده‌اند.
- یک کارگر آن را می‌گیرد و یک جعبه شنی جدید، معمولاً یک ظرف، را می‌چرخاند.
- در داخل، کامپایلر برنامه شما را می‌سازد و محیط اجرا آن را اجرا می‌کند.
- محدودیت‌های سختگیرانه روی زمان پردازنده، حافظه و تعداد پردازش‌ها، هر چیزی که سرکش باشد را از بین می‌برد.
- خروجی استاندارد (Stdout)، کد خروجی استاندارد (stderr) و کد خروج در یک بسته قرار می‌گیرند و به برگه شما ارسال می‌شوند.
یک مثال واقعی می‌خواهید؟ به Judge0 نگاه کنید، یک موتور متن‌باز که تقریباً همین کار را انجام می‌دهد. HTTP API در جلو، صف Redis در وسط، و workerها در پشت که هر کار را در یک sandbox که با namespaceها و cgroupهای لینوکس از هم جدا شده است، اجرا می‌کنند. من این را در زیر کاپوت بیش از یک پلتفرم کدنویسی و سایت مصاحبه دیده‌ام.
سندباکس اختیاری نیست. از آن صرف نظر کنید، یک آدم شوخ‌طبع کدی را ارسال می‌کند که فایل‌های سرور شما را می‌خواند یا در کار دیگران سرک می‌کشد. با آن، هر اجرا در یک جعبه یکبار مصرف کوچک قرار می‌گیرد که به محض ارسال خروجی شما، از هم جدا می‌شود.
مزایای کلیدی استفاده از کامپایلر کد آنلاین
چرا توسعه‌دهندگان، دانشجویان و تیم‌های فنی زحمت می‌کشند؟ عمدتاً به این دلایل:
- بدون نیاز به نصب. شما از کامپایلرها، SDKها، مدیران بسته و تداخل نسخه‌ها صرف نظر می‌کنید. یک تب باز کنید و شروع به تایپ کنید.
- روی هر سیستم عاملی کار می‌کند. ویندوز، macOS، لینوکس و ChromeOS همگی ابزار یکسانی را با رفتار یکسان می‌بینند.
- دسترسی از طریق موبایل. بسیاری از سرویس‌ها در مرورگر گوشی کار می‌کنند و برخی از آنها برنامه‌های موبایل ارائه می‌دهند، بنابراین می‌توانید بخشی از آنها را دور از میز کار خود بررسی کنید.
- بازخورد فوری. خروجی، خطاهای کامپایلر و هشدارها چند ثانیه پس از فشردن دکمه اجرا ظاهر می‌شوند.
- اشتراک‌گذاری آسان. یک لینک به کد شما به همکار یا معلم شما اجازه می‌دهد دقیقاً همان چیزی را که شما اجرا کرده‌اید، با همان نسخه زبان، اجرا کند.
- بار محلی کم. کامپایل سمت سرور، ساخت‌های سنگین را از لپ‌تاپ قدیمی‌تر دور نگه می‌دارد.
- زبان‌های مختلف در یک جا. می‌توانید بدون نصب سه ابزار زنجیره‌ای، از جاوا به Go و SQL سوئیچ کنید.
- برای تدریس و مصاحبه خوب است. همه در یک محیط یکسان کار می‌کنند، بنابراین عبارت «روی دستگاه من کار می‌کند» دیگر یک مشکل نیست.
جای تعجب نیست که دوره‌های کدنویسی، مصاحبه‌های فنی و آن لحظات سریع «می‌توانید این را بررسی کنید؟» در چت‌های تیمی، همگی اکنون به ویراستاران آنلاین متکی هستند.
محدودیت‌های کامپایلر کد آنلاین و خطرات امنیتی
البته، یک یا پنج مورد وجود دارد.
- محدودیت زمانی اجرا. ردیف‌های رایگان اغلب برنامه را پس از چند ثانیه متوقف می‌کنند. محاسبات طولانی یا سرورهایی که باید در حال اجرا بمانند، کار نخواهند کرد.
- کتابخانه‌های محدود. ممکن است نتوانید بسته‌های دلخواه را نصب کنید و برخی سرویس‌ها دسترسی به شبکه را از داخل sandbox به طور کامل مسدود می‌کنند.
- کار از دست رفته. بعضی از ابزارها پس از بستن تب، جلسه شما را نگه نمی‌دارند، مگر اینکه آن را ذخیره کنید یا یک حساب کاربری ایجاد کنید.
- تأخیر. هر اجرا یک رفت و برگشت به سرور است. در یک اتصال کند، حلقه بازخورد کند به نظر می‌رسد.
- برای پروژه‌های بزرگ ساخته نشده است. پروژه‌های چند فایلی، سیستم‌های ساخت سفارشی و تست‌های طولانی مدت به یک IDE واقعی یا یک فضای کاری ابری کامل تعلق دارند.
و اما بحث امنیت. یک کامپایلر آنلاین عمومی را به عنوان یک اتاق مشترک با دری نیمه باز در نظر بگیرید.
کلیدهای مخفی API، کلیدهای خصوصی، عبارات بازیابی، رمزهای عبور پایگاه داده، داده‌های مشتری: هیچ‌کدام از این‌ها آنجا قرار نمی‌گیرند. لینک‌های اشتراک‌گذاری اغلب عمومی هستند و موتورهای جستجو برخی از آنها را ایندکس می‌کنند. برای اجرای یک قطعه کد به اعتبارنامه نیاز دارید؟ متغیرها را تغییر دهید یا آن را به یک محیط آزمایشی هدایت کنید.
ابزارهای کامپایلر آنلاین محبوب بر اساس زبان برنامه‌نویسی
ایده بهترین ابزار را فراموش کنید. هر کدام برای کار خاصی ساخته شده‌اند، بنابراین بر اساس زبان برنامه‌نویسی خود و کاری که قصد دارید با نتیجه انجام دهید، انتخاب کنید.
| ابزار | بهترین برای | پشتیبانی زبان | ویژگی قابل توجه |
|---|---|---|---|
| پاسخ | پروژه‌ها و همکاری | ده‌ها زبان | فضای کاری ابری کامل با قابلیت ویرایش و میزبانی چند نفره |
| آنلاینGDB | اشکال‌زدایی C و C++ | سی، سی پلاس پلاس، جاوا، پایتون و موارد دیگر | دیباگر داخلی با نقاط توقف و اجرای مرحله‌ای |
| کاوشگر کامپایلر (Godbolt) | تحلیل عملکرد | سی، سی پلاس پلاس، راست، گو و بسیاری دیگر | اسمبلی تولید شده را در کنار سورس نمایش می‌دهد. |
| جی‌دودل | دویدن‌های سریع | بیش از ۷۰ زبان | رابط کاربری ساده به همراه یک API اجرایی |
| برنامه نویسی | مبتدیان | پایتون، جاوا، سی، سی پلاس پلاس، آر و موارد دیگر | ویرایشگر تمیز و مرتبط با آموزش‌های یادگیری |
| وان‌کامپایلر | رابط کاربری وب | HTML، CSS، جاوا اسکریپت و بسیاری از بک‌اندها | پیش‌نمایش زنده برای HTML و CSS |
| ریمیکس IDE | قراردادهای هوشمند | استحکام | کامپایلر، زنجیره تست و دیباگر درون مرورگری |
کمی زمینه. Replit واقعاً یک محیط توسعه کامل است، نه فقط یک کامپایلر، و طرح رایگان آن محدودیت‌هایی دارد.
OnlineGDB به خاطر دیباگرش متمایز است، چیزی که به ندرت در مرورگرها پیدا می‌کنید. کامپایلر اکسپلورر؟ اگر می‌خواهید ببینید کامپایلر در هر سطح بهینه‌سازی چه چیزی منتشر می‌کند، عالی است، اما اگر اولین حلقه خود را دیروز نوشته‌اید، چندان خوب نیست.
محدودیت‌های نسخه‌های رایگان و نسخه‌های پشتیبانی‌شده دائماً در حال تغییر هستند، بنابراین قبل از تکیه بر آن، سایت خود ابزار را بررسی کنید.
نحوه نوشتن، کامپایل و اجرای کد آنلاین گام به گام
تقریباً هر سرویسی به یک شکل کار می‌کند. ما در اینجا از پایتون استفاده خواهیم کرد.
- ابزاری را انتخاب کنید که از زبان شما پشتیبانی کند. برای اولین اجرا، یک ویرایشگر ساده بهتر از یک IDE ابری کامل است.
- زبان و نسخه را انتخاب کنید. پایتون ۳ و پایتون ۲ رفتار متفاوتی دارند و همین امر در مورد استانداردهای ++C و نسخه‌های جاوا نیز صدق می‌کند.
- کد خود را در ویرایشگر بنویسید یا جایگذاری کنید :
پایتون prices = [12.5, 40, 7.25] total = sum(prices) print(f"مجموع سفارش: {total:.2f}")
- در صورت نیاز ورودی اضافه کنید. اگر برنامه از ورودی استاندارد می‌خواند، مقادیر را در stdin یا پنل ورودی تایپ کنید.
- روی Run کلیک کنید. سرویس کد را کامپایل یا تفسیر می‌کند و خروجی را در کنسول نشان می‌دهد.
- خطاها را با دقت بخوانید. یک خطای کامپایلر به شماره خط و دلیل آن اشاره می‌کند. آن را برطرف کنید و دوباره اجرا کنید.
- اگر منطق اشتباه است، آن را اشکال‌زدایی کنید. دستورات چاپ را اضافه کنید، یا از ابزاری با اشکال‌زدای داخلی برای بررسی خط به خط استفاده کنید.
- ذخیره یا اشتراک‌گذاری کنید. لینک اشتراک‌گذاری را کپی کنید، فایل را دانلود کنید یا برای ثبت تاریخچه‌ی قطعه‌های خود وارد سیستم شوید.
با جاوا اسکریپت، HTML و CSS، اغلب به جای کنسول، یک پنجره پیش‌نمایش زنده مشاهده خواهید کرد که همزمان با تایپ شما، صفحه را رفرش می‌کند. این قابلیت زمانی مفید است که می‌خواهید یک طرح‌بندی یا یک دکمه را قبل از اینکه به یک سایت واقعی برسد، امتحان کنید.
کامپایل کردن کد قرارداد هوشمند در مرورگر
در کار بلاکچین، کامپایلر مرورگر جایی است که اکثر مردم از آن شروع می‌کنند. Remix IDE، ابزار اصلی برای Solidity، کاملاً در مرورگر کار می‌کند. بدون نیاز به نصب.
جلسه اول معمولاً شامل موارد زیر است:
- ریمیکس را باز کنید و یک فایل .sol جدید در فایل اکسپلورر ایجاد کنید.
- قرارداد خود را بنویسید، و با یک خط سالیدیتی در pragma شروع کنید که نسخه کامپایلر را تعریف می‌کند.
- تب کامپایلر را باز کنید، یک نسخه Solidity مطابق با آن را انتخاب کنید و کامپایل کنید.
- هشدارها را بررسی کنید. Remix شامل تجزیه و تحلیل استاتیک است که مشکلات رایج را قبل از استقرار علامت‌گذاری می‌کند.
- روی ماشین مجازی جاوا اسکریپت داخلی، یک زنجیره اتریوم شبیه‌سازی شده که درون مرورگر شما اجرا می‌شود، مستقر کنید.
- توابع قرارداد را فراخوانی کنید، رویدادها را بررسی کنید و تراکنش‌ها را با دیباگر بررسی کنید.
یک کامپایل موفق دو چیز به شما می‌دهد. بایت‌کد روی زنجیره مستقر می‌شود. ABI (رابط دودویی برنامه) یک فایل JSON است که به کیف پول‌ها و برنامه‌ها می‌گوید چگونه توابع قرارداد شما را فراخوانی کنند.
البته مراقب باشید. رمیکس به طور پیش‌فرض فایل‌ها را در حافظه داخلی مرورگر شما نگه می‌دارد. داده‌های مرورگر را پاک کنید یا کامپیوتر را عوض کنید، ممکن است فایل‌ها از بین بروند.
قبل از انجام کارهای جدی، یک پوشه محلی یا مخزن گیت را به آن متصل کنید، یا حداقل از اطلاعات خود نسخه پشتیبان تهیه کنید. همین قانون در مورد اطلاعات محرمانه نیز صدق می‌کند. شبکه‌های آزمایشی، کیف پول‌های آزمایشی دریافت می‌کنند، و هرگز کیف پولی که موجودی واقعی داشته باشد، دریافت نمی‌کنند.
تست کد API پرداخت ارزهای دیجیتال با استفاده از یک ویرایشگر آنلاین
آیا شما یک توسعه‌دهنده هستید که پرداخت‌های کریپتو را به فروشگاه یا برنامه اضافه می‌کنید؟ یک ویرایشگر آنلاین به شما امکان می‌دهد بخش‌های کوچکی از منطق را به تنهایی و کاملاً جدا از کدبیس محصول خود امتحان کنید:
- ساخت درخواست‌های API. یک قطعه کد جاوا اسکریپت یا پایتون بنویسید که درخواستی برای ایجاد فاکتور ایجاد کند و بررسی کنید که پارامترها و ساختار JSON صحیح باشند.
- تجزیه فراخوانی‌های برگشتی. یک نمونه از داده‌های وب‌هوک (با داده‌های جعلی) را وارد کنید و کدی بنویسید که شناسه سفارش، مبلغ، ارز و وضعیت را استخراج کند.
- بررسی منطق امضا. درگاه‌های پرداخت، فراخوانی‌های برگشتی را امضا می‌کنند تا سرور شما بتواند آنها را تأیید کند. می‌توانید تابع هش و تأیید خود را در برابر مقادیر نمونه از مستندات آزمایش کنید.
- تبدیل مبالغ. گرد کردن و مدیریت اعشار را برای سکه‌هایی با دقت‌های مختلف آزمایش کنید، که منبع رایج اشکالات در کد پرداخت است.
به کلیدهای جایگزین یا آزمایشی پایبند باشید. همچنین، بسیاری از سندباکس‌ها تماس‌های خروجی شبکه را مسدود می‌کنند، بنابراین یک درخواست API زنده ممکن است با شکست مواجه شود. وقتی منطق کار کرد، آن را به سرور خود منتقل کنید، جایی که کلیدهای واقعی در متغیرهای محیطی یا یک مدیر اسرار قرار دارند.
ساخت یک سیستم پرداخت که ارزهای دیجیتال را دریافت می‌کند؟ پلیسیو یک API، افزونه‌های آماده تجارت الکترونیک و اسنادی با درخواست‌های نمونه دارد که می‌توانید قبل از راه‌اندازی، نمونه اولیه همه آنها را مانند این بسازید.
انتخاب کامپایلر آنلاین مناسب برای گردش کار شما
برای انجام وظیفه انتخاب کنید، نه برای لیست ویژگی‌ها:
- یادگیری یک زبان برنامه‌نویسی جدید: یک ویرایشگر ساده با آموزش‌ها و خروجی خطای واضح.
- اشکال‌زدایی C یا C++: ابزاری با یک اشکال‌زدای واقعی، نقاط توقف و بازرسی متغیر.
- پروژه‌های تیمی یا نمونه‌های اولیه‌ای که می‌خواهید میزبانی کنید: یک IDE ابری کامل با قابلیت همکاری.
- عملکرد و تحلیل سطح پایین: Compiler Explorer، برای مقایسه اسمبلی در کامپایلرها و پرچم‌ها.
- آزمایش‌های front-end: یک ویرایشگر HTML، CSS و جاوا اسکریپت با پیش‌نمایش زنده.
- قراردادهای هوشمند: ریمیکس برای سالیدیتی، سپس یک چارچوب محلی پس از رشد پروژه.
نکته آخر. یک کامپایلر آنلاین مثل یک دفتر یادداشت است، نه یک خانه. پروژه‌های واقعی به کنترل نسخه تعلق دارند؛ مرورگر برای بررسی‌های سریع، نمایش‌های آزمایشی و یادگیری است. از ابزارهای کامپایلری مانند آن استفاده کنید و بدون اینکه پروژه خود را روی سرور شخص دیگری شرط‌بندی کنید، از دردسر راه‌اندازی خلاص می‌شوید.
