Intérpretes y compiladores: ¿Qué son y en qué se diferencian?

El código fuente de los lenguajes de programación de alto nivel como PHP, Swift y JavaScript se parece un poco al lenguaje natural. Verá palabras en inglés en dicho código y podrá comprender algunas de sus funciones, incluso si no conoce el idioma en sí. Pero dicho código fuente debe estar en un formato legible por máquina para que la computadora ejecute el programa final.

Para hacer esto, la máquina necesita un intermediario para traducir su código en algo que pueda procesar. Este intermediario podría ser un intérprete, un compilador o un ensamblador. Todos hacen algo similar: traducen el código fuente de un formato legible por humanos a uno legible por máquina. Pero cómo lo hacen es bastante diferente.

¿Qué es un intérprete?

Un intérprete lee cada línea de código, una a la vez, y la ejecuta inmediatamente en tiempo de ejecución. Un intérprete no espera a que todo el código fuente se convierta en código de máquina antes de enviarlo a la CPU. En su lugar, convierte cada línea de código en el código de bytes específico del intérprete y ejecuta cada instrucción a medida que se traduce. Si bien la tarea de ejecución depende directamente del intérprete, la CPU alimenta al intérprete mismo.

Dado que analiza y ejecuta cada línea a la vez, el proceso suele ser relativamente más lento. Con eso en mente, los errores en los lenguajes de programación interpretados son fáciles de detectar, ya que brindan información instantánea para cada línea de código.

Sin embargo, un inconveniente de este comportamiento es que un error en tiempo de ejecución bloquea el programa durante la ejecución, lo que resulta en una experiencia de usuario deficiente, especialmente si su proyecto carece de las pruebas adecuadas.

¿Qué es un compilador?

Un compilador lee su código fuente y lo traduce a un ejecutable legible por máquina. A diferencia de un intérprete, lee todo el código fuente de una sola vez, generando un código de máquina para su posterior procesamiento por parte de la CPU. Dado que el compilador lleva a cabo esta tarea solo una vez, los programas compilados suelen ser más rápidos y más eficientes en memoria.

Sin embargo, el compilador no tiene en cuenta los errores en tiempo de ejecución. En su lugar, marcará ciertos errores en tiempo de compilación, lo que suele ser mejor. Este tipo de error aparece durante el desarrollo, no cuando el programa comienza a ejecutarse. Sin embargo, tenga en cuenta que aún es posible que se produzcan errores en tiempo de ejecución, incluso en programas compilados.

Las diferencias clave

Tanto los intérpretes como los compiladores son comunes, por lo que es útil conocer las diferencias clave entre ellos.

Ejecución de código: procesamiento de entrada y salida

Un intérprete solo puede recopilar, traducir y ejecutar cada entrada por línea. Ejecuta cada línea del código fuente secuencialmente a medida que llega, y el resultado final depende de lo que genera cada línea durante la ejecución.

Un compilador agrupa todo el código fuente y lo traduce una sola vez. Por lo tanto, toma todo su código fuente como entrada, lo convierte y lo envía a la CPU para obtener una salida.

Depuración y Trazabilidad de Errores

Para el código interpretado, los errores son más rastreables ya que el intérprete puede reportarlos refiriéndose directamente a la fuente original. Sin embargo, una vez que hay un error en cualquier momento durante la ejecución, el intérprete se detiene. Por lo tanto, la depuración de errores puede ser un poco desafiante ya que necesita reproducirlos en tiempo de ejecución. Incluso puede empeorar si hay un registro de tiempo de ejecución inadecuado.

Por otro lado, los errores en tiempo de ejecución en un lenguaje compilado pueden ser más difíciles de rastrear ya que no hay un intérprete para informar sobre ellos. Pero los errores que descubre en el momento de la compilación suelen ser más fáciles de manejar, ya que el compilador los identificará de manera constante.

La mayoría de los lenguajes compilados también tienen un mecanismo para detectar variables no utilizadas, incompatibilidad de tipos y sintaxis defectuosa, lo que evita este tipo de errores desde el principio.

Rendimiento y velocidad

Como era de esperar, un compilador ayuda a la máquina a ejecutar el código del programa más rápido ya que la CPU solo procesa el código una vez. Esto no es así para los intérpretes, que traducen cada línea en tiempo de ejecución.

A pesar de que hay principios de programación que puede utilizar para optimizar el código interpretado, el intérprete seguirá dedicando tiempo a analizar y ejecutar cada línea antes de pasar a la siguiente. Sin embargo, los ayudantes del compilador están disponibles para hacer que los lenguajes interpretados sean más rápidos.

Por ejemplo, el navegador Chrome procesa JavaScript usando el motor V8; esto se ejecuta en el compilador Just-In-Time (JIT). El módulo Pyinstaller es otro asistente que agrupa y compila un script de Python en un paquete ejecutable.

Si bien estos ayudantes son útiles para agrupar un lenguaje interpretado en un compilador, no cambia el hecho de que el traductor de referencia sigue siendo un intérprete.

Uso de memoria

El comportamiento de uso de la memoria del intérprete y el compilador es relativo y, a menudo, depende del código fuente y otros factores. Mientras que algunos programadores argumentan que la fragmentación del código en los intérpretes reduce el uso de la memoria, los intérpretes también registran el uso de la memoria agregada.

Por ejemplo, cuando examinas la perfil de uso de memoria de su código Python, la cantidad de memoria que consume puede sorprenderte.

Sin embargo, en términos generales, los programas compilados requieren menos memoria de tiempo de ejecución. Dado que convierten todo el código fuente en código legible por máquina por adelantado, le dan menos trabajo a la CPU. Esto contrasta con los intérpretes, que traducen el código solo en tiempo de ejecución.

Soporte de lenguaje de programación

El intérprete y el compilador tienen una parte justa de distribución del lenguaje de programación. Algunos lenguajes compilados populares incluyen C, C#, Rust y Golang. Los lenguajes interpretados también son populares, entre ellos Python, JavaScript y PHP.

Más programadores tienden a preferir lenguajes interpretados. Si bien JavaScript y Python usan intérpretes, son los dos lenguajes más deseados en general, según el Encuesta para desarrolladores de desbordamiento de pila de 2023. Rust y C# representan los grupos compilados en las posiciones quinta y sexta.

Donde brillan los idiomas interpretados

Los intérpretes brillan en estas áreas:

• Permiten un fácil seguimiento de errores ya que el intérprete ejecuta cada línea de código por separado.
• A menudo es más rápido lograr antes un producto viable mínimo con lenguajes interpretados, ya que tienen sintaxis menos complejas en comparación con los lenguajes compilados.
• A diferencia de los lenguajes compilados tipificados estáticamente, los lenguajes interpretados utilizan tipificación dinámica, lo que reduce la complejidad del código y mejora la legibilidad.

Donde ganan los lenguajes compilados

¿Qué pasa con los compiladores? Aquí hay algunos aspectos en los que sus lenguajes muestran cierta fuerza:

• Los lenguajes compilados suelen ser más rápidos en la ejecución, lo que requiere menos memoria de tiempo de ejecución, ya que la traducción del código se produce solo una vez por adelantado.
• La ejecución después de la compilación ayuda en la detección temprana de errores. El compilador se asegura de que la implementación falle una vez que haya un error. Esto es mejor que detectar errores durante el tiempo de ejecución.
• Aunque tipificados estáticamente, los lenguajes compilados definen claramente las intenciones de las variables y funciones, haciéndolas más documentadas.

Elegir el traductor adecuado para su proyecto

Como has visto, el compilador y el intérprete tienen sus respectivas áreas en las que sobresalen. Mientras que algunos programadores sostienen que los lenguajes compilados son más rápidos y mejores en general, otros argumentan que el rendimiento depende de la estructura del código y la plataforma.

Pero lo que es más importante, su elección de traductor también debe depender de varios otros factores además de sus mecanismos técnicos. La facilidad de aprendizaje, la comunidad y la intención del proyecto se encuentran entre los factores a considerar al elegir entre lenguajes interpretados y compilados.