标签：语句 语言 编译 3.2 3.5 概述 3.3 程序设计
编译原理学习笔记——第二讲 高级程序设计语言概述
1. 常用的高级程序设计语言
Alan J. Perlis:
- A language that doesn’t affect the way you think about programming, is not worth knowing.
- 相对机器语言或汇编语言，高级程序设计语言：
1.更接近于数学语言和工程语言，更直观、自然和易于理解
2.更容易验证其正确性、改错
3.编写程序的效率更高
4.更容易移植
2. 程序设计语言的定义
- 标识符是语法概念，名字是语义概念
2.1 语法
- 程序本质上是一定字符集上的字符串
- 语法：一组规则，用它可以形成和产生一个合式(well-formed)的程序
- 词法规则：单词符号的形成规则
- 单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构
- 一般包括：常数、标识符、基本字、算符、界符等
- 描述工具：有限自动机
- 语法规则：语法单位的形成规则
- 语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、过程、
函数、程序等; - 描述工具：上下文无关文法
2.2 语义
- 一组规则，用它可以定义一个程序的意义
- 描述方法：
自然语言描述
二义性、隐藏错误和不完整性 - 形式描述：
操作语义、指称语义、代数语义
2.3 程序设计语言的基本功能
- 程序，本质上说是描述一定数据的处理过程
- 程序语言的基本功能：描述数据和对数据的运算
2.4 程序的层次结构
3. 高级程序设计语言的一般特性
3.1 高级语言的分类
1.强制式语言(Imperative Languge)/过程式语言
- 命令驱动，面向语句
- FORTRAN、C、Pascal，Ada
2.应用式语言(Applicative Language)
- 注重程序所表示的功能，而不是一个语句接一个语句地执行
- LISP、ML
3.基于规则的语言( Rule-based Language)
- 检查一定的条件，当它满足值，则执行适当的动作
- Prolog
4.面向对象语言(Object-Oriented Language)
- 封装、继承和多态性
- Smalltalk，C++，Java
3.2 程序结构
3.2.1 FORTRAN（第一个高级程序设计语言）
- 一个程序由一个主程序段和若干辅程序段组成
- 辅程序段可以是子程序、函数段或数据块
- 每个程序段由一系列的说明语句和执行语句组成，各段可以独立编译
虽是模块结构，但没有嵌套和递归 - 各程序段中的名字相互独立，同一个标识符在不同的程序段中代表不同的名字
3.2.2 PASCAL（结构化程序设计语言代表）
- PASCAL程序本身可以看成是一个操作系统调用的过程，过程可以嵌套和递归
- 作用域：由“最近嵌套原则”来确定。
- 一个PASCAL过程
3.2.3 Java（面向对象的高级语言）
- 类（Class）
- 继承(Inheritance)
- 多态性(Polymorphism)和动态绑定(Dynamic binding)
3.3 数据结构与操作
3.3.1 数据类型通常包括三要素
- 用于区别这种类型数据对象的属性
- 这种类型的数据对象可以具有的值
- 可以作用于这种类型的数据对象的操作
3.3.2 初等数据类型
- 数值类型：整型、实型、复数、双精度
运算：+，-，*，/等 - 逻辑类型：true、false
布尔运算：∨，∧，┑等 - 字符类型：符号处理
- 指针类型
- 数组的存放方式：按行存放（C、Java）、按列存放（FORTRAN）
3.3.3 抽象数据类型（Abstract Data Type）
- A set of data values and associated operations that are precisely specified independent of any particular implementation.
- 抽象数据类型由数据集合、及其相关的操作组成，这些操作有明确的定义，而且定义不依赖于具体的实现。
- 程序设计语言对抽象数据类型的支持
Ada通过程序包(package)提供了数据封装的支持
Smalltalk、C++和Java通过类(Class)对抽象数据类型提供支持
3.4 标识符与名字
- 标识符：以字母开头的，由字母数字组成的字符串
- 名字：标识程序中的对象
- 绑定：
编译过程中的绑定：静态绑定
程序执行过程中的绑定：动态绑定
3.5 语句与控制结构
3.5.1 表达式
- 表达式由运算量（也称操作数，即数据引用或函数调用）和算符（运算符，操作符）组成
- 形式：中缀、前缀、后缀
3.5.2 赋值语句
对于A := B
名字的左值：该名字代表的存储单元的地址
名字的右值：该名字代表的存贮单元的内容
3.5.3 控制语句
1.无条件转移语句：
goto L
2.条件语句：
if B then S
if B then S1 else S2
3.循环语句
while B do S
repeat S until B
for i:=E1 step E2 until E3 do S
4.过程调用语句
call P(X1, X2, ... ,Xn)
5.返回语句
return (E)
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