编程语言设计原理小结

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• 了解编程语言设计原理有什么用？

1. 增强表达想法的能力
2. 增强选择合适语言的能力
3. 增强学习新语言的能力
4. 更好地理解语言的实现

• 编程领域

1. 科学研究应用 如 Fortran 计算大量的浮点数
2. 商业应用 如 COBOL 处理会计报告
3. 人工智能领域 如 LISP Prolog
4. 计算机系统编程 如 C/C++ 对性能要求非常高
5. Web软件应用 如 HTML, PHP , JAVA 等

• 对一个语言评测的标准

  • Readability 可读性
    • 这个比较好理解，指的是这个语言的代码是否足够好理解，是否存在歧义（比如 不必要的操作符重载？ e.g. C的指针与乘法符号），控制语句，数据类型，结构，语法（臭名昭著的 a++ 和 ++a）等。
  • Writability 表达性
    • 代码写起来是否简易，支持抽象的能力，表达能力（prolog 可以用5行代码写一个prolog的interpreter）
  • Reliability 稳定性
    • 类型检查，异常处理，别名问题（aliasing），可读性表达性不足也会导致稳定性差。
  • Cost 整体代价
    • 学习成本，写代码的效率，编译效率，执行效率，维护等

• 编程语言设计的两大影响因素

  1. 计算机架构

     • 即 von Neumann architecture，数据和程序都存在内存中， CPU与内存分开，靠bus传递信息
     • 
     • 因此，多数语言都有 变量，赋值 这些概念
     • CPU和内存直接的信息通道传递速度远比CPU处理速度慢，这成了最大的瓶颈。

  2. 编程方法论

     • 如面向过程，面向对象，函数式编程等

• 编程语言的三种实现

  1. 编译型
     • 程序被编译转换成机器代码
     • 优点：程序运行速度快，效率高
     • 缺点：编译时间相对较长
  2. 解释型
     • 程序运行在解释器中，解释器对于这种语言相当于一个虚拟的计算机。
     • 优点：非常易于debug，因为错误信息可以即时显示
     • 缺点：执行效率低；无论之前执行过多少次，每个语句都需要被decode后才能执行； 通常需要更多的内存空间
  3. 混合实现
     • 先编译成一个中间语言，再运行在解释器中
     • 优点：效率比纯解释型高，因为高级语言被编译成了中间语言，也就是只decode一次 ； 可移植性高 portability，只要有各平台的解释器，程序只需要编译一次，就能在各平台中执行（比如Java）。
     • JIT （just-in-time）系统，可以将按需将代码编译成机器码，以便之后反复使用，提高执行效率。

转载于:https://my.oschina.net/Bruce370/blog/887892