在过去，只有两种类型的语言:编译型和解释型。

编译语言利用“编译器”读取语言语法并将其转换为相同的汇编语言代码，这可以直接在CPU上进行。解释型语言使用了几种不同的方案，但从本质上讲，语言语法被转换成一种中间形式，然后在“解释器”(用于执行代码的环境)中运行。

因此，在某种意义上，在代码和机器之间存在另一个“层”——解释器。而且，在计算机中，越多就意味着使用更多的资源。翻译速度较慢，因为他们必须执行更多的操作。

More recently, we've seen more hybrid languages like Java, that employ both a compiler and an interpreter to make them work. It's complicated, but a JVM is faster, more sophisticated and way more optimized than the old interpreters, so it stands a much better change of performing (over time) closer to just straight compiled code. Of course, the newer compilers also have more fancy optimizing tricks so they tend to generate way better code than they used to as well. But most optimizations, most often (although not always) make some type of trade-off such that they are not always faster in all circumstances. Like everything else, nothing comes for free, so the optimizers must get their boast from somewhere (although often times it using compile-time CPU to save runtime CPU).

Getting back to C, it is a simple language, that can be compiled into fairly optimized assembly and then run directly on the target machine. In C, if you increment an integer, it's more than likely that it is only one assembler step in the CPU, in Java however, it could end up being a lot more than that (and could include a bit of garbage collection as well :-) C offers you an abstraction that is way closer to the machine (assembler is the closest), but you end up having to do way more work to get it going and it is not as protected, easy to use or error friendly. Most other languages give you a higher abstraction and take care of more of the underlying details for you, but in exchange for their advanced functionality they require more resources to run. As you generalize some solutions, you have to handle a broader range of computing, which often requires more resources.

保罗。

实际上，在某些应用程序(数字)中，甚至C也可以被击败，我指的不是汇编语言，而是老的、经常被嘲笑的Fortran。原因是，Fortran保证没有指针别名。

里面有很多问题——大部分是我没有资格回答的问题。但对于最后一个:

有什么能阻止其他语言编译成运行速度和C一样快的二进制呢?

一句话，抽象。

C语言只比机器语言高出一到两个抽象层次。Java和. net语言距离汇编程序至少有3个抽象级别。Python和Ruby我不太确定。

通常，程序员的玩具越多(复杂的数据类型等)，你离机器语言的距离就越远，需要做的翻译就越多。

我在这里和那里都偏离了，但这是基本的要点。

更新-------这篇文章有一些很好的评论，有更多的细节。

撇开诸如热点优化、预编译元算法和各种形式的并行等高级优化技术不提，语言的基本速度与支持通常在内部循环中指定的操作所需的隐含的幕后复杂性密切相关。

也许最明显的方法是对间接内存引用进行有效性检查——比如检查指针是否为空，检查索引是否符合数组边界。大多数高级语言隐式地执行这些检查，但C不这样做。然而，这并不一定是这些其他语言的基本限制——一个足够聪明的编译器可能能够通过某种形式的循环不变代码运动，从算法的内部循环中删除这些检查。

C语言(在类似程度上与c++密切相关)更基本的优势是严重依赖基于堆栈的内存分配，这本质上是快速的分配、回收和访问。在C(和c++)中，主调用堆栈可用于分配原语、数组和聚合(结构/类)。

虽然C语言确实提供了动态分配任意大小和生命周期的内存的能力(使用所谓的“堆”)，但默认情况下是避免这样做的(而是使用堆栈)。

诱人的是，有时可以在其他编程语言的运行时环境中复制C内存分配策略。asm.js已经证明了这一点，它允许用C或c++编写的代码被翻译成JavaScript的子集，并以接近本机的速度安全地运行在web浏览器环境中。

As somewhat of an aside, another area where C and C++ outshine most other languages for speed is the ability to seamlessly integrate with native machine instruction sets. A notable example of this is the (compiler and platform dependent) availability of SIMD intrinsics which support the construction of custom algorithms that take advantage of the now nearly ubiquitous parallel processing hardware -- while still utilizing the data allocation abstractions provided by the language (lower-level register allocation is managed by the compiler).

c语言并没有什么特别之处，这也是它速度快的原因之一。

新语言支持垃圾收集、动态类型和其他功能，使程序员更容易编写程序。

问题在于，会有额外的处理开销，这会降低应用程序的性能。C语言没有这些，这意味着没有开销，但这意味着程序员需要能够分配内存并释放它们以防止内存泄漏，并且必须处理变量的静态类型。

也就是说，许多语言和平台，如Java(其Java虚拟机)和。net(其公共语言运行时)，多年来通过即时编译(从字节码生成本机机器代码以实现更高性能)等技术改进了性能。

与其说C的速度快，不如说C的成本模型是透明的。如果一个C程序慢，它的慢是通过一个明显的方式:执行很多语句。与C语言中操作的代价相比，对对象(特别是反射)或字符串的高级操作可能具有不明显的代价。

标准ML(使用MLton编译器)和Objective Caml这两种语言通常编译成二进制文件的速度与C语言一样快。如果你检查一下基准测试游戏，你会发现对于一些基准测试，比如二叉树，OCaml版本比c更快(我没有找到任何MLton的条目)。但不要把枪战看得太严重;正如它所说的，它是一个游戏，结果通常反映了人们在调优代码上投入了多少精力。