程序设计语言原理2024-2
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2025-01-13
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第二章 程序设计语言设计概述
2.1 表示与抽象
2.2 设计目标
2.3 设计准则
2.4 词法与语法规格说明
2.5 语义
1
计算机语言定义
表示法(或符号)系统——LRM
可以编制软件
机器可识别
可执行（应用）
2
2.1 表示与抽象
表示是人为制造的符号组合以表达我们需要表达的意思。
程序是程序设计语言表示的计算
- float n; //n 是浮点数变量
- sqrt(n) ; //对n取平方根
同一程序的高级语言表示、经翻译后的汇编码表示、机器码表示就
是该程序在不同抽象层次上的表示。
3
2.1 表示与抽象
程序在不同抽象层次表示的关系
例：x = x + 1在机器码上就有两种方法。
4
从内存代表x的地址中取出
值放在运算器中。
加1，将结果放于某临时单元。
将临时单元内容做类型检查（必要时转换）
并放入x中。
从内存代表x的地址中取出
值放在运算器中。
加1，将结果放入x地址中。
2.2 PL设计目标
定义一组能表示某种范型的特征集
每个特征有严格定义并可在机器上高效实现
程序员可灵活运用这些特征表达它所希望的任何计算。
5
什么是好PL
模型有力 Model Power
语义清晰 Semantic Clarity
移植性好 Portability
可读性好 Readability
程序质量 Quality
安全性
支持并发
方便 Convenience
简单 Simplicity
高效 Efficiency
灵活性 Flexibility
可扩充性 Extensible
可重用性 Reusable 6
定义一组能表示某种范型的特征集，每个特征有严格定义并可在机器上高效实现，程
序员可灵活运用这些特征表达它所希望的任何计算。
什么是好PL
l透明性、简单性和统一性
l正交性
l应用的自然性
l对抽象性的支持
l程序的易验证性
l编程环境
l使用代价
程序执行的代价、翻译的代价、程序创建测试和使用的代价、程序维护的代价
7
好PL的评价标准与矛盾
可读性：如果一个程序算法和数据结构能够明显地从程序文本中观察出
来，那么这个程序就是可读的
可写性：使用简洁的、整齐的语法结构将会增强程序的可写性
易检验性：能够使用数学方法证明程序的正确性
易翻译性：关键是结构的规范化
无二义性：为每一种程序员可能写出的语法构造提供独一无二的解释
8
语言设计：目标演化
Fortran 设计中最主要的考虑是易用性（与机器和汇编语言比较）
和高效实现，特别关注程序能翻译成高效执行的代码，因为这样才
可能被接受（今天Fortran 仍高效）。
随着计算机变得越来越快，越来越便宜，效率问题虽然还是很重要，
但重要性已大大下降。易用性方面的考虑仍非常明显：
提高程序设计工作的效率
帮助人们提高程序（软件）的质量，可靠性
设法支持某些高级的软件设计技术 9
语言设计：目标演化
语言最主要作用是用于描述所需要的计算
过程。为此需要：
清晰，简洁的形式（例子：C，Pascal，APL ）
清晰简单的语义（易理解，易验证）
正交性（避免重复的可相互替代的特征，人们
对此有些不同意见）
可读性（人容易阅读理解的东西，计算机也容
易处理） 10
(define (rember item lat)
(cond ((null? lat)'())
(else (cond((eq? item (car lat))
(cdr lat))
(else (cons (car lat)(rember
item (cdr lat))))))))
//删除表lat中的itme元素,其他元素位
置保持不变
int i=1, x=1;
x+++i;
i+++x;
摘要：
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第二章程序设计语言设计概述2.1表示与抽象2.2设计目标2.3设计准则2.4词法与语法规格说明2.5语义1计算机语言定义表示法(或符号)系统——LRM可以编制软件机器可识别可执行（应用）22.1表示与抽象表示是人为制造的符号组合以表达我们需要表达的意思。程序是程序设计语言表示的计算-floatn;//n是浮点数变量-sqrt(n);//对n取平方根同一程序的高级语言表示、经翻译后的汇编码表示、机器码表示就是该程序在不同抽象层次上的表示。32.1表示与抽象程序在不同抽象层次表示的关系例：x=x+1在机器码上就有两种方法。4从内存代表x的地址中取出值放在运算器中。加1，...
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