「コンパイル（compile）」という言葉は、プログラミングやソフトウェア開発において非常に重要な概念です。
コンパイルは、プログラミング言語で記述されたソースコードをコンピュータが理解できる形式に変換する過程を指します。
この過程を経なければ、プログラムは実行できません。本記事では、コンパイルの基本的な意味からその種類まで、詳しく解説します。
プログラミングを学んでいる方や、ソフトウェア開発に携わる方にとって、理解しておくべき重要なトピックです。
コンパイルとは？
コンパイル（compile）とは、ソースコード（プログラミング言語で書かれたプログラム）を、コンピュータが実行可能な形式であるオブジェクトコードに変換するプロセスのことです。
このプロセスを行うためのソフトウェアを「コンパイラ」(compiler)と言います。
ソースコードとオブジェクトコードの違い
ソースコードは、開発者が人間が理解できるプログラミング言語で記述したコードですが、そのままではコンピュータ（CPU）は理解できません。
CPUが理解できるのは、機械語（マシン語）で書かれたコードです。
コンパイルを行うことによって、ソースコードが機械語で書かれたオブジェクトコードに変換され、コンピュータが実行できるようになります。
コンパイルの流れ
コンパイルの過程は次のようなステップで行われます：
- ソースコードの解析: ソースコードを解析して、構文エラーや文法ミスがないかをチェックします。
- 変換処理: 構文が正しいことが確認されると、ソースコードが機械語（オブジェクトコード）に変換されます。
- リンク処理: 外部のライブラリやコードとつなげるためのリンク処理が行われます。
一般的なプログラミング言語では、コンパイルのみでは実行可能なファイルが生成されません。
ソースコードに対するプリプロセス（事前処理）やリンク（外部のプログラムとの接続）などが必要となります。
これらをまとめて行うプロセスを「ビルド」や「メイク」と言います。
コンパイルの種類
事前コンパイル（AOTコンパイル）
「事前コンパイル」は、プログラムを実行する前にコンパイラを使ってソースコードを一括して変換する方法です。
商用ソフトウェアでは、開発者が開発時に行うことが多いです。
オープンソースソフトウェアでも、ユーザーがインストール時にコンパイルを行う場合があります。
実行時コンパイル（JITコンパイル）
「実行時コンパイル」は、プログラムの実行が始まった後に、その場でコンパイルが行われる方法です。
例えば、Javaや**.NET**など、標準のプログラムが中間コードとして配布され、実行時にコンパイラがそのコードを機械語に変換して実行します。
この方法を「JITコンパイル」と言います。
ネイティブコードと中間コード
コンパイルする際、プログラムが変換される先には「ネイティブコード」と「中間コード」があります。
- ネイティブコードは、特定のCPUに対応した機械語です。例えば、IntelのCPU向けのコードや、ARMのCPU向けのコードなどです。
- 中間コードは、仮想的なCPU向けに書かれたコードで、実行時に実際のCPU向けに変換されます。これにより、異なるCPUを持つデバイスでも同じコードを実行できるようになります。
コンパイルとインタプリタの違い
コンパイルとは異なり、インタプリタ（interpreter）は、ソースコードを一度に全て変換するのではなく、実行時に少しずつコードを解析して実行します。
これにより、プログラムの動作が即座に反映されます。スクリプト言語（例: Python, Ruby）などでよく使用されます。
まとめ
コンパイルは、プログラミングにおいて非常に重要な工程であり、プログラムを実行可能な形式に変換するために必要不可欠な作業です。
ソースコードからオブジェクトコードへの変換や、事前コンパイルと実行時コンパイル、ネイティブコードと中間コードの違いを理解することは、プログラマーにとって重要な知識です。
本記事では、コンパイルの基本的な仕組みやその種類について解説しましたが、実際にプログラミングを行う際には、これらの知識を元に適切なコンパイル手法を選択することが求められます。