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第一部分 概念1

第1章 程序语言的学习1

1.1 为什么要学习程序设计语言1

1.2 程序语言简史3

1.2.1 早期语言的发展历史3

1.2.2 程序语言的地位6

1.3 程序设计语言的要素7

1.3.1 良好语言的特征7

1.3.2 应用领域11

1.3.3 语言标准13

1.4 环境对语言的影响16

1.4.1 批处理环境16

1.4.2 交互式环境17

1.4.3 嵌入式系统环境17

1.4.4 编程环境18

1.4.5 环境框架20

1.5 参考资料21

1.6 习题21

第2章 语言的设计23

2.1 计算机的结构和操作23

2.1.1 计算机硬件结构23

2.1.2 固件计算机27

2.1.3 翻译器和软件模拟计算机28

2.2 虚拟计算机和约束时间30

2.2.1 语法和语义31

2.2.2 虚拟计算机和语言实现32

2.2.3 计算机的层次32

2.2.4 约束和约束时间34

2.3 语言范例37

2.4 参考资料40

2.5 习题40

3.1.1 通用的语法标准42

3.1 编程语言的文法42

第3章 语言的翻译42

3.1.2 语言的语法要素45

3.1.3 主程序-子程序结构47

3.2 翻译的步骤50

3.2.1 源程序的分析51

3.2.2 目标程序的综合53

3.3. 形式编译模式55

3.3.1 BNF文法56

3.3.2 有限状态自动机62

3.3.3 下推自动机66

3.3.4 有效的语法分析算法67

3.3.5 语义模型70

3.4 参考资料73

3.5 习题73

4.1 类型和对象的性质76

4.1.1 数据对象、变量和常量76

第4章 数据类型76

4.1.2 数据类型79

4.1.3 基本数据类型的表示80

4.1.4 基本数据类型的实现82

4.1.5 说明83

4.1.6 类型检查和类型转换84

4.1.7 赋值和初始化88

4.2.1 数字数据类型90

4.2 基本数据类型90

4.2.2 枚举类型95

4.2.3 布尔类型96

4.2.4 字符型97

4.2.5 国际化97

4.3 结构数据类型98

4.3.1 结构化数据对象和类型98

4.3.2 数据结构类型的说明99

4.3.3 数据结构类型的实现100

4.3.4 数据结构的说明和类型检查103

4.3.5 向量和数组104

4.3.6 记录111

4.3.7 表116

4.3.8 字符串120

4.3.9 指针及程序员构造的数据对象122

4.3.10 集合124

4.3.11 可执行的数据对象125

4.3.12 文件及其输入/输出126

4.4 参考资料130

4.5 习题130

第5章 抽象I:封装135

5.1 抽象的数据类型136

5.1.1 数据类型的概念和发展136

5.1.2 信息隐藏137

5.2 子程序实现的封装138

5.2.1 作为抽象操作的子程序139

5.2.2 子程序的定义和调用140

5.2.3 作为数据对象的子程序定义145

5.3 类型定义145

5.3.1 类型相同147

5.3.2 带有参数的类型定义150

5.4 存储管理152

5.4.1 运行时需要存储的主要元素152

5.4.2 程序员和系统控制的存储管理154

5.4.3 静态的存储管理155

5.4.4 基于堆栈的存储管理155

5.4.5 堆存储管理:固定大小单元157

5.4.6 堆存储管理:可变长的单元162

5.5 参考资料165

5.6 习题166

6.1 隐含的顺序控制和明确的顺序控制169

6.2 数学表达式的定序169

第6章 顺序控制169

6.2.1 树结构表示法170

6.2.2 执行时表示法176

6.3 非数学表达式的定序180

6.3.1 模式配对180

6.3.2 合一183

6.3.3 回溯187

6.4 语句之间的顺序控制188

6.4.1 基本语句188

6.4.2 结构化的顺序控制192

6.4.3 基本程序199

6.5 参考资料202

6.6 习题203

第7章 子程序控制205

7.1 子程序顺序控制205

7.1.1 简单的Call-Return子程序206

7.1.2 递归子程序209

7.2 数据控制的属性210

7.2.1 命名和引用环境211

7.2.2 静态和动态作用域215

7.2.3 块结构217

7.2.4 局部数据和局部引用环境218

7.3 子程序中的共享数据222

7.3.1 参数和参数传递223

7.3.2 显式共同环境235

7.3.3 动态域237

7.3.4 静态域和块结构239

7.4 参考资料245

7.5 习题245

第8章 抽象Ⅱ:继承250

8.1 再论抽象数据类型250

8.2 继承256

8.2.1 派生类257

8.2.2 方法259

8.2.3 抽象类261

8.2.4 对象和消息262

8.2.5 有关抽象的概念265

8.3 多态性266

8.4 参考资料268

8.5 习题268

第9章 语言设计进展270

9.1 子程序控制的变体271

9.1.1 异常和异常处理程序271

9.1.2 协同程序275

9.1.3 子程序调度276

9.1.4 非顺序执行277

9.2 并行程序设计277

9.2.1 并发运行278

9.2.2 卫式语句279

9.2.3 任务281

9.2.4 任务的同步283

9.3 语言的形式性质291

9.3.1 Chomsky层次文法292

9.3.2 不可判定性294

9.3.3 算法复杂性298

9.4 语言的语义300

9.4.1 指称语义300

9.4.2 程序验证306

9.4.3 代数数据类型309

9.4.4 消解312

9.5 硬件313

9.5.1 处理器设计314

9.5.2 系统设计316

9.6 软件的体系结构317

9.6.1 持久性数据和事务系统318

9.6.2 网终和客户机/服务器计算318

9.6.3 桌面排版320

9.6.4 程序设计语言的发展趋势321

9.8 习题322

9.7 参考资料322

第二部分 范例和语言326

第10章 简单过程式程序设计语言326

10.1 FORTRAN326

10.1.1 发展历史327

10.1.2 程序举例327

10.1.3 语言概述327

10.1.4 数据对象330

10.1.5 顺序控制334

10.1.6 子程序和存储管理339

10.1.7 抽象与封装341

10.1.8 对该语言的评价341

10.2.1 发展历史342

10.2.2 程序举例342

10.2 C342

10.2.3 语言概述343

10.2.4 数据对象346

10.2.5 顺序控制350

10.2.6 子程序和存储管理353

10.2.7 抽象与封装355

10.2.8 对该语言的评价355

10.4 习题356

10.3 参考资料356

第11章 块结构过程式程序设计语言358

11.1 PASCAL358

11.1.1 发展历史358

11.1.2 程序举例359

11.1.3 语言概述359

11.1.4 数据对象362

11.1.5 顺序控制366

11.1.6 子程序和存储管理368

11.1.8 对该语言的评价373

11.1.7 抽象与封装373

11.2 参考资料374

11.3 习题374

第12章 基于对象的语言376

12.1 ADA376

12.1.1 发展历史376

12.1.2 程序举例377

12.1.3 语言概述378

12.1.4 数据对象381

12.1.5 顺序控制388

12.1.6 子程序和存储管理391

12.1.7 抽象与封装396

12.1.8 对该语言的评价398

12.2 C++398

12.2.1 发展历史398

12.2.3 语言概述399

12.2.2 程序举例399

12.2.4 数据对象403

12.2.5 顺序控制407

12.2.6 子程序和存储管理408

12.2.7 抽象与封装410

12.2.8 对该语言的评价410

12.3.3 语言概述411

12.3.2程序举例411

12.3.1 发展历史411

12.3 Smalltalk411

12.3.4 数据对象414

12.3.5 顺序控制415

12.3.6 子程序和存储管理417

12.3.7 抽象与封装420

12.3.8 对该语言的评价420

12.4 参考资料421

12.5 习题421

13.1.1 发展历史423

第13章 函数式程序设计语言423

13.1 LISP423

13.1.2 程序举例424

13.1.3 语言概述424

13.1.4 数据对象427

13.1.5 顺序控制428

13.1.6 子程序和存储管理431

13.1.7 抽象与封装435

13.1.8 对该语言的评价435

13.2 ML435

13.2.1 发展历史435

13.2.2 程序举例435

13.2.3 语言概述436

13.2.4 数据对象438

13.2.5 顺序控制441

13.2.6 子程序和存储管理443

13.2.7 抽象与封装445

13.2.8 对该语言的评价447

13.3 参考资料447

13.4 习题448

第14章 逻辑式程序设计语言450

14.1 Prolog450

14.1.1 发展历史450

14.1.2 程序举例451

14.1.3 语言概述451

14.1.4 数据类型453

14.1.5 顺序控制454

14.1.6 子程序和存储管理456

14.1.7 抽象与封装457

14.1.8 对该语言的评价457

14.2 参考资料457

14.3 习题457

参考文献459