优秀的编程语言是思考编程艺术的抽象世界

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1、精品快线之计算机优秀的编程语言是思考编程艺术的抽象世界。AlanPerlis本章目录1.1原理1.2范例1.3专题1.4编程语言发展简史1.5关于语言设计1.6编译器和虚拟机1.7小结1.8练习就像自然语言一样，编程语言有助于人与人之间思想的表达和交流。但是编程语言与自然语言有两个重要区别。首先，它能使人和计算机相互沟通；其次，与人类H然语言相比，编程语言所表达的范围更为狭窄一些，它仅仅涉及计算思想的交流。这样，与自然语言相比，编程语言就必须满足各种不同的要求。木章主要是讨论这些相关要求和编程语言设计中的不同选择。在学习过程中，我们会发现编程语言和口然语言有许多相通Z处；

2、也能发现在不同的计算机环境设置中，程序运行所表现出来的不同之处。我们从抽象和动态的两个方而来看编程语言的特性。将编程语言丰富的理念设计与具体实践相结合，以便让语言设计者和程序员将这些概念应用到广泛的领域中。学习编程语言是相当重要的，因为现在计算机学科的学牛将來是未來程序语言的设计者和使川者。要成为一个知识面宽的设计者和使用者，需要全面了解编程语言，包括它们的特征、长度和程序类型及应用程序中的弱点。了解一门语言并会在编程语言：原理与范型（第2版）一定领域运用不代表全面的了解编程语言。本书会帮助你拓宽视野。1.1原理程序设计人员要掌握语言的结构、含意和有助于理解程序运行的范例

3、屮的一些基木术语。这些术语主要包括3人类，称为语言设计的3个原理：•语法。•命名和类型。•语义。以上3类小的许多概念都是从语言学、数学及下面将要学到的知识中借用过來的。在第2、4、5、7、9章分别对这儿个原理进行介绍。随着学习的深入，会在第3、6、8、10和11章中冇深入探讨各原理。1•语法语法是语言正确描述程序的规则。它能回答许多问题。比如，怎样用语言书写一段程序？在正确的程序中，关键字和标识符是怎样的？大多数编程语言的语法是根据语言学中“上下文无关文法”的语法定义的。上下文无关文法之外的语法有其他的含意。在本文中的笫2章对此有详细的讲解。学习语言语法面临着很多的问题。

4、编译器怎样识别语法？怎样发现语法中的错误？上下文无关文法怎样使语法分析器容易实现？第3章将对这些关于语法的深层次问题进行回答。2.命名和类型编程语言还包括一套详尽的命名规则——变量、函数、类和参数等。在程序运行的过程中，命名还有一些其他的特征，如作用域、牛命周期和约束条件。编程语言中的命名语法和语义是笫4章中的内容。编程语言屮的不同类型可以表示值的取值范I韦I，使程序能够处理数据。这些类型包括简单类型、结构体类型及更为复朵的类型。简单类型有整型、十进制数、字符型和布尔型。结构体包括字符屮、链表、树和哈希表。更加复杂的类型包括函数和类。各种类型在第5章屮有全面的介绍。类型系

5、统使程序员更容易理解和实现不同类型的值的操作。一个严瑾、特冇的类型系统使编译器在程序运行之前，进行严格的类型检查，避免程序运行过程中因为类型不匹配而导致的错课。在第6章中，将深入学习类型系统。3.语义程序的意义是由语义来定义的。这是指在程序的运行过程中，程序中变量值的第1章概论3每一个声明是由语言中的语义來给定的。因此，在编写程序时，必须懂得程序中变量在功能实现中的主要作用等基本思想。如果冇独立于任何平台的语义模型，就能用不同的机器、不同的语言实现功能。我们将在第7章中学习语义的知识。在深入学习语义时，语义的执行时间也是令人感兴趣的。注释器是如何工作的？怎样与详尽的语义连

6、接，这些比较深入的问题将在第8章中介绍。对函数的描述是任何语言的核心问题。对■函数定义和调用的语义理解是学习编程语言的中心任务。函数的执行过程也需要对静态和动态存储以及运行堆栈的理解。堆栈也冇助于理解其他问题，如变量命名的作川域和对彖的生命周期。这些内容将在第9章中讲解。函数调用和返回的堆栈实现是深入学习编程语言的核心问题。除此之外，内存管理的另一个应对策略是堆，它是我们理解的重点内容，就像动态对象中的数组一样。堆的管理技术叫作无用单元回收，与动态对象联系紧密。堆栈和堆将在第10章和第11章中详细介绍。1.2范例通常，把范例作为一种能够操纵和关活动集合的思想模式。程序范例

7、就是一种问题模式，这种问题可以解决-•些特殊类型的程序和语言思想。我们可以通过4个截然不同的、最基本的程序來看近30年来编程语言的发展。•命令式编程。•面向对象编程。•函数式编程。•逻辑式编程。一些编程语言专门设计成可以支持以上多个范例。例如，C++就是融合了命令式和面向对象的编程语言。而实验语言Leda[Budd,1995]设计成了可以支持命令式、面向对象、函数式和逻辑式4种范例的编程语言。早期设计的这些语言（如notably、PL/I、Algol68和Ada）都是比较单一的，与现在其他的编程语言相比，更具有普遍冃的。除了C