Синтаксис языка программирования: сравнение языков и чем отличается от code style

Что такое синтаксис языка программирования?

Синтаксис языка программирования — это набор правил, которые определяют способ написания кода. У каждого языка свой уникальный синтаксис, который состоит из команд, операторов, функций и структур данных.

Синтаксису противопоставляется семантика языка, которая определяет значение написанного на языке программного кода. Она описывает, как код должен взаимодействовать с другими элементами программы (переменными, функциями, классами и модулями).

Что означает «простой синтаксис»?

Синтаксис называют простым, если у языка программирования мало правил и синтаксических конструкций, и их несложно запомнить — как у Small Basic или Python. Поэтому языки программирования с простым синтаксисом рекомендуют новичкам в кодинге.

Также, так как простой синтаксис легче читать, код, написанный на языке программирования с таким синтаксисом, проще отлаживать.

Для чего его изучать?

Изучение синтаксиса языка — ключевой элемент освоения языка программирования. Только так вы сможете создавать работоспособные приложения, веб-сайты и другие программы.

Кроме того, знание синтаксиса помогает разработчикам писать чистый и понятный код, улучшать и оптимизировать его.

Примеры правил синтаксиса

Простой пример правил синтаксиса — использовать точку с запятой в конце каждой строки кода в языке программирования C++. Если ее не поставить, компилятор сработает некорректно и не сможет гарантировать правильную работу вашего кода.

Другой пример — использовать скобки, чтобы определить область действия переменных в языке программирования Java. Правило гарантирует, что переменные создадутся только в нужных областях видимости и не перезапишут другие переменные.

Чтобы лучше понять, как выглядят и чем отличаются синтаксисы, возьмем кусок кода, решающий задачу нахождения числа Фибоначчи по индексу n и написанный на разных языках.

Числа Фибоначчи — это последовательность чисел, в которой каждое следующее число равно сумме двух предыдущих. Например: (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21). Если вызвать функцию fibonacci(5), то она вернет значение 5, так как это пятое число в последовательности Фибоначчи. 

Python

Python — высокоуровневый язык программирования, синтаксис которого считается одним из самых простых. Примеры правил:

• Основное правило синтаксиса Python — для разделения блоков кода вместо фигурных скобок использовать отступы (табуляцию).
• Все строки кода, которые находятся на одном уровне отступа, относятся к одному блоку кода.
• Каждый оператор заканчивается переходом на новую строку.
• Названия переменных могут содержать буквы, цифры и символ подчеркивания, но не могут начинаться с цифры.

Код, решающий задачу нахождения числа Фибоначчи по индексу n, на Python:

def fibonacci(n):
    a, b = 0, 1
    for _ in range(n):
        a, b = b, a + b
    return a

JavaScript

JavaScript — широко используемый язык программирования, который походит для создания динамических веб-сайтов и приложений. Примеры правил:

• Основное правило синтаксиса JavaScript — в конце каждой инструкции использовать точку с запятой.
• В JavaScript не нужно использовать отступы или фигурные скобки для разделения блоков кода, но это часто делают, чтобы повысить его читабельность.
• Названия переменных могут содержать буквы, цифры и символ подчеркивания, но не могут начинаться с цифры.

Код на JavaScript:

function fibonacci(n) {
    let a = 0;
    let b = 1;
    for (let i = 0; i < n; i++) {
        const temp = a;
        a = b;
        b = temp + b;
    }
    return a;
}

Java

Java — язык программирования, на котором пишут десктопные, мобильные и веб-приложения. Примеры правил синтаксиса:

• Все инструкции должны заканчиваться точкой с запятой. Компилятор Java использует этот знак для разделения инструкций и выдаст ошибку, если «;» отсутствует.
• Имена переменных в Java чувствительны к регистру. Например, переменная с именем «value» и переменная с именем «Value» — это разные переменные.
• Функции объявляют с использованием ключевых слов «public» или «private». За ними следует тип данных, возвращаемый функцией, ее имя и параметры. При этом параметры прописывают в круглых скобках.
• Блоки кода выделяют фигурными скобками. Так определяют границы, например, функции или цикла.

Код на Java:

public class Fibonacci {
    public static int fibonacci(int n) {
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
    }
}

C++

C++ — язык программирования, широко используемый для создания десктопных приложений, игр и операционных систем. Примеры правил синтаксиса:

• Основное правило синтаксиса C++ — в конце каждой инструкции использовать точку с запятой.
• Для разделения блоков кода используют фигурные скобки.
• В C++ существует строгая типизация переменных. Это означает, что указать тип данных переменной нужно до ее использования.
• Названия переменных могут содержать буквы, цифры и символ подчеркивания, но не могут начинаться с цифры.

Код на C++:

#include <iostream>
using namespace std;

int fibonacci(int n) {
    if (n <= 1) {
        return n;
    }
    return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}

int main() {
    int n = 10;
    cout << "Fibonacci series:" << endl;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << fibonacci(i) << endl;
    }
    return 0;
}

Ruby

Ruby — объектно-ориентированный язык программирования, который часто используется для веб-разработки. 

• Основное правило синтаксиса Ruby — использовать ключевые слова для объявления переменных, классов и функций.
• Блоки кода выделяют ключевыми словами «do» и «end» или фигурными скобками.
• У Ruby динамическая типизация переменных, то есть тип переменной может изменяться в процессе выполнения программы.
• Названия переменных в Ruby могут содержать буквы, цифры и символ подчеркивания, но чувствительны к регистру.

Код на Ruby:

def fibonacci(n)
  return n if n <= 1
  fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2)
end

n = 10
puts "Fibonacci series:"
n.times do |i|
  puts fibonacci(i)
end

Разница между синтаксисом и code style

Синтаксис языка программирования часто путают с code style. Но если синтаксис — это набор правил, определяющих, как написать код на языке программирования и не зависящих от проекта, то правила code style определяют как раз форматирование кода конкретного ПО.

Правила code style могут включать: отступы, именование переменных, использование комментариев и другие элементы форматирования. При этом code style не является частью синтаксиса языка программирования и может легко меняться командой разработчиков проекта.

Другие ключевые различия синтаксиса и code style:

1. Синтаксис — это обязательные правила, необходимые, чтобы код работал. Code style нужен для удобства и читабельности кода в рамках конкретного проекта.
2. Синтаксис формально определяют в документации к языку программирования. О code style команда разработчиков договаривается неформально.
3. У синтаксиса и code style разные уровни абстракции. Правила синтаксиса затрагивают более низкий уровень абстракции, а code style — более высокий.

Чтобы код был чистым и понятным, синтаксис и code style должны соответствовать друг другу.

Сравнение синтаксиса в языках программирования

Хотя разные языки программирования имеют разный синтаксис, у всех них есть общие концепции: переменные, операторы, функции и структуры данных. Также эти концепции выполняют одну и ту же задачу — управление и обработка данных в компьютере.

Тем не менее, уровень сложности разных языков может существенно отличаться.

Например, у Python очень понятный синтаксис, который делает этот язык очень доступным для новичков в программировании. А код на C++ и Java пишется по более сложным правилам, поэтому эти языки не рекомендуют учить начинающим.

Заключение

Синтаксис языка программирования — это его ключевое свойство. Правильно используемый синтаксис гарантирует, что код будет работать корректно, а также легко читаться  другими программистами.

Несмотря на то, что у разных языков программирования свои уникальные синтаксические конструкции, знание основных концепций одного из них может помочь в освоении любого другого.