为什么程序代码被编译成机器码就不能跨平台运行？
我理解你想知道为什么编译成机器码的代码就不能在所有电脑上运行。这就像我们说“中文”和“英文”，虽然都是语言，但如果你只会说中文，对方不懂中文，你们就无法顺利沟通一样。程序代码和电脑硬件之间也有类似的情况。
首先，我们要明确一点：电脑之所以能运行我们编写的程序，是因为电脑的处理器（CPU）能够理解一种叫做“机器码”的语言。 机器码是由一系列的二进制数字（0和1）组成的，这些数字代表着最基本的操作，比如加法、减法、移动数据等等。我们人类写代码可不是用0和1来写，而是用更易读的“高级语言”，比如Python、Java、C++等等。
编译器的作用，就是把我们写的高级语言代码，翻译成电脑CPU能听懂的机器码。 这个翻译过程可不是简单的“一对一”转换，它是一个非常复杂的过程，需要考虑很多东西，其中最关键的就是目标硬件的指令集。
什么是指令集？
你可以把指令集想象成不同CPU的“词汇表”或者“语法规则”。不同的CPU制造商，比如Intel、AMD、ARM，它们生产的CPU虽然都是做着类似的事情，但它们使用的机器码指令集是不一样的。
Intel和AMD 它们生产的CPU（通常是我们电脑里用到的）主要使用的是x86指令集（或者它的64位版本x8664）。
ARM 它是手机、平板电脑以及一些服务器和笔记本电脑（比如苹果的M系列芯片）常用的CPU架构，它有自己的ARM指令集。
这些指令集的主要区别在于：
指令的格式和编码：一个简单的加法操作，在x86指令集里可能是一串特定的二进制码，而在ARM指令集里则可能是另一串完全不同的二进制码。即使是操作一样，CPU识别的“命令”也不同。
寄存器和内存访问方式：CPU内部有一些小型的存储区域叫做“寄存器”，用来临时存放数据。不同的指令集对寄存器的使用方式、数量、以及如何访问内存的规则都有差异。
操作的细节：一些操作在某个指令集里可能是单一指令完成的，而在另一个指令集里则可能需要多条指令组合才能实现。
编译过程的“针对性”
当编译器将你的高级语言代码翻译成机器码时，它会明确地针对某个特定的CPU架构和操作系统来生成机器码。
举个例子：
假设你用C++写了一段代码，目的是让CPU将两个数字相加。
```c++
int a = 5;
int b = 10;
int sum = a + b;
```
当你在一个Windows系统上，使用Intel Core i5处理器来编译这段代码时，编译器会查找x86指令集，找到执行“加载数字到寄存器”、“将寄存器中的值相加”、“将结果存回内存”等操作对应的机器码指令。最终生成的机器码文件（比如一个`.exe`文件）里面，就是一连串x86指令。
现在，如果你把这个生成好的`.exe`文件拿到一台运行macOS、搭载ARM架构的Mac电脑上，会发生什么呢？
那台Mac的CPU不认识x86指令。当它尝试去执行`.exe`文件里的那些“看不懂的”二进制指令时，它就会出错，不知道该做什么，所以程序自然就运行不了了。
这就像你带着一本古埃及象形文字的书去给一个只懂拉丁字母的人看，他无法理解书里的内容一样。
为什么“编译成机器码”就不能跨平台？
正是因为机器码是高度依赖于特定硬件指令集的产物。编译器的任务是生成针对特定硬件能够直接执行的代码。所以，一旦编译完成，这个机器码文件就被“绑定”到了它所编译的目标平台上。
那有没有办法让程序运行在不同平台上呢？
当然有，而且我们现在使用的大部分软件都做到了这一点，但这并不是直接将机器码复制过来就能实现的。主要有以下几种方法：
1. 重新编译（Recompilation）：这是最常见、也最直接的方法。如果你想让你的C++程序在Mac上运行，你就需要在Mac电脑上，用Mac支持的编译器（比如Clang），重新编译你写好的C++源代码。这样生成的机器码就会是针对Mac的ARM架构的。所以，一个软件通常会提供针对Windows的安装包、macOS的安装包、Linux的安装包等等，每一个安装包里都包含了针对该平台编译好的机器码。
2. 虚拟机或解释器：
Java（JVM）：Java的编译器会将源代码编译成一种叫做“字节码”（Bytecode）的中间语言。字节码本身不是机器码，它是一种更加通用的指令集。然后，你需要在目标平台上安装一个叫做Java虚拟机（JVM）的软件。JVM就像一个“翻译官”或者“模拟器”，它会读取字节码，然后根据当前运行的CPU架构和操作系统，动态地将字节码翻译成该平台能理解的机器码并执行。这就实现了“一次编译，到处运行”（Write Once, Run Anywhere）。
Python、JavaScript等解释型语言：这类语言的代码通常不会被一次性编译成机器码，而是由一个叫做“解释器”的程序在运行时逐行读取并执行。解释器同样需要针对不同的平台有不同的版本。
3. 中间语言和即时编译（JIT）：像.NET平台下的C语言，也是先编译成一种叫做CIL（Common Intermediate Language）的中间语言。当程序运行时，CLR（Common Language Runtime）会负责将CIL代码即时编译（JustInTime compilation, JIT）成目标平台的机器码。这种方式也提供了良好的跨平台性。
总结来说，程序代码被编译成机器码就不能跨平台运行，是因为机器码是CPU指令的直接体现，而不同的CPU架构拥有不同的指令集。编译器的任务是将高级语言翻译成特定CPU指令集的机器码，所以编译好的可执行文件是“硬编码”了目标平台的硬件特征，一旦生成，就无法直接在不兼容的平台上执行。 想要实现跨平台，就需要通过中间语言、虚拟机或者在目标平台上重新编译源代码来完成。
首先，我们要明确一点：电脑之所以能运行我们编写的程序，是因为电脑的处理器（CPU）能够理解一种叫做“机器码”的语言。 机器码是由一系列的二进制数字（0和1）组成的，这些数字代表着最基本的操作，比如加法、减法、移动数据等等。我们人类写代码可不是用0和1来写，而是用更易读的“高级语言”，比如Python、Java、C++等等。
编译器的作用，就是把我们写的高级语言代码，翻译成电脑CPU能听懂的机器码。 这个翻译过程可不是简单的“一对一”转换，它是一个非常复杂的过程，需要考虑很多东西，其中最关键的就是目标硬件的指令集。
什么是指令集？
你可以把指令集想象成不同CPU的“词汇表”或者“语法规则”。不同的CPU制造商，比如Intel、AMD、ARM，它们生产的CPU虽然都是做着类似的事情，但它们使用的机器码指令集是不一样的。
Intel和AMD 它们生产的CPU（通常是我们电脑里用到的）主要使用的是x86指令集（或者它的64位版本x8664）。
ARM 它是手机、平板电脑以及一些服务器和笔记本电脑（比如苹果的M系列芯片）常用的CPU架构，它有自己的ARM指令集。
这些指令集的主要区别在于：
指令的格式和编码：一个简单的加法操作，在x86指令集里可能是一串特定的二进制码，而在ARM指令集里则可能是另一串完全不同的二进制码。即使是操作一样，CPU识别的“命令”也不同。
寄存器和内存访问方式：CPU内部有一些小型的存储区域叫做“寄存器”，用来临时存放数据。不同的指令集对寄存器的使用方式、数量、以及如何访问内存的规则都有差异。
操作的细节：一些操作在某个指令集里可能是单一指令完成的，而在另一个指令集里则可能需要多条指令组合才能实现。
编译过程的“针对性”
当编译器将你的高级语言代码翻译成机器码时，它会明确地针对某个特定的CPU架构和操作系统来生成机器码。
举个例子：
假设你用C++写了一段代码，目的是让CPU将两个数字相加。
```c++
int a = 5;
int b = 10;
int sum = a + b;
```
当你在一个Windows系统上，使用Intel Core i5处理器来编译这段代码时，编译器会查找x86指令集，找到执行“加载数字到寄存器”、“将寄存器中的值相加”、“将结果存回内存”等操作对应的机器码指令。最终生成的机器码文件（比如一个`.exe`文件）里面，就是一连串x86指令。
现在，如果你把这个生成好的`.exe`文件拿到一台运行macOS、搭载ARM架构的Mac电脑上，会发生什么呢？
那台Mac的CPU不认识x86指令。当它尝试去执行`.exe`文件里的那些“看不懂的”二进制指令时，它就会出错，不知道该做什么，所以程序自然就运行不了了。
这就像你带着一本古埃及象形文字的书去给一个只懂拉丁字母的人看，他无法理解书里的内容一样。
为什么“编译成机器码”就不能跨平台？
正是因为机器码是高度依赖于特定硬件指令集的产物。编译器的任务是生成针对特定硬件能够直接执行的代码。所以，一旦编译完成，这个机器码文件就被“绑定”到了它所编译的目标平台上。
那有没有办法让程序运行在不同平台上呢？
当然有，而且我们现在使用的大部分软件都做到了这一点，但这并不是直接将机器码复制过来就能实现的。主要有以下几种方法：
1. 重新编译（Recompilation）：这是最常见、也最直接的方法。如果你想让你的C++程序在Mac上运行，你就需要在Mac电脑上，用Mac支持的编译器（比如Clang），重新编译你写好的C++源代码。这样生成的机器码就会是针对Mac的ARM架构的。所以，一个软件通常会提供针对Windows的安装包、macOS的安装包、Linux的安装包等等，每一个安装包里都包含了针对该平台编译好的机器码。
2. 虚拟机或解释器：
Java（JVM）：Java的编译器会将源代码编译成一种叫做“字节码”（Bytecode）的中间语言。字节码本身不是机器码，它是一种更加通用的指令集。然后，你需要在目标平台上安装一个叫做Java虚拟机（JVM）的软件。JVM就像一个“翻译官”或者“模拟器”，它会读取字节码，然后根据当前运行的CPU架构和操作系统，动态地将字节码翻译成该平台能理解的机器码并执行。这就实现了“一次编译，到处运行”（Write Once, Run Anywhere）。
Python、JavaScript等解释型语言：这类语言的代码通常不会被一次性编译成机器码，而是由一个叫做“解释器”的程序在运行时逐行读取并执行。解释器同样需要针对不同的平台有不同的版本。
3. 中间语言和即时编译（JIT）：像.NET平台下的C语言，也是先编译成一种叫做CIL（Common Intermediate Language）的中间语言。当程序运行时，CLR（Common Language Runtime）会负责将CIL代码即时编译（JustInTime compilation, JIT）成目标平台的机器码。这种方式也提供了良好的跨平台性。
总结来说，程序代码被编译成机器码就不能跨平台运行，是因为机器码是CPU指令的直接体现，而不同的CPU架构拥有不同的指令集。编译器的任务是将高级语言翻译成特定CPU指令集的机器码，所以编译好的可执行文件是“硬编码”了目标平台的硬件特征，一旦生成，就无法直接在不兼容的平台上执行。 想要实现跨平台，就需要通过中间语言、虚拟机或者在目标平台上重新编译源代码来完成。
网友意见
话说。。什么是平台，什么是环境，机器码代码是怎么被运行的？怎么指挥硬件工作的。。。
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