第2章程序设计语言.ppt

软件技术基础 自动化系：黄巧莉 Email:qlhuang@ 第二章 程序设计语言 程序设计语言是人—机交换信息的媒体，也是人—人交换信息的工具 2.1 高级程序设计语言概述 2.2 高级程序设计语言实现计算的方式 2.3 高级程序设计语言的基本特征 2.4 面向对象程序语言的基本特征 2.5 网络计算时代的编程语言 2.1 高级程序设计语言概述 最初的语言是机器语言,例：AX＝AX＋46 用容易记忆的英文单词代替约定的指令，易读写程序, 导致了汇编语言的诞生 使用汇编语言编程需要： 直接安排存储，规定寄存器、运算器动作次序 了解数据表示的约定（定点、浮点、双精度） 不同的计算机在指令长度、寻址方式、寄存器数目、指令表示等都时不同，使得汇编程序不仅不可移植而且读起来也很费劲 … … 导致了高级语言的出现 2.2 高级程序设计语言实现计算的方式 高级语言程序必须经过翻译变成机器语言程序 翻译有两种做法：编译和解释，相应的翻译工具分别叫做编译器和解释器 2.2.1 编译器工作原理 首先是识别符号串：关键字、字面量、标识符、运算符、注释行、特殊符号等六类符号，这个过程就是词法分析（Lexical Analysis） 第二步作语法分析（Syntax Analysis）一个语句就作为一串记号流由语法分析器处理。按照语言的文法检查每个语法分析树 第三步作语义分析（Semantic Analysis）对各句子的语法树作检查：运算符两边类型是否相兼容；该作哪些类型转换；控制转移到不该去的地方；是否有重名等等。若有错转出错处理，否则生成执行代码 第四步是中间代码生成。中间代码是向目标码过渡的一种编码，形式尽可能和机器的汇编语言相似，但不涉及具体机器的操作码和地址码。好处是可在中间码上作优化 第五步是优化。对中间码程序作局部和全局优化，使运行更快，占用空间最小 第六步是代码生成。生成目标机器的目标码（或汇编）程序 高级语言源程序经编译后，得到的目标模块还需进行连接。连接程序（即Linker）找出需要连接的外部模块并到模块库中找出被调用的模块，调入内存并连接到目标模块上，形成可执行程序。 2.2.2 高级语言程序的解释执行 解释执行需要有一个解释器(lnterpretor )，它先作词法分析，建立内部符号表； 再作语法和语义分析，即以中间码建立语法树，并作类型检查。 完成检查后把每一语句压入执行堆栈，压入后立即解释执行。 操作系统的命令、BASIC、VB、Prolog、LISP、Java、Java Script、Post Script都是解释执行的，各种应用软件提供的界面语言（一般都很小）多半是解释执行的。 解释器不大，工作空间也不大、能根据程序执行情况决定下一步做什么（人工智能经常是这样的）是它的优点。 不过，解释执行难于优化、效率较低，是这类语言的致命缺点。 2.3 高级程序设计语言基本特征 2.3.1 变量、表达式、赋值 计算的数据对象特别是计算结果的对象在编程时是不存在的。我们只能用变量表示它。 例:已知三角形三边长度求面积： s = 0.5*(a+b+c) area = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)) 其中a,b,c,s,area是变量,0.5是常量（也是字面量），“+”和“*”是运算符,sqrt是开平方函数。表达式是常量、变量、函数调用或者由它们和运算符组成的序列。=是赋值号，它将右端表达式算出的结果赋给左端的变量。 2.3.2 程序的控制结构 1.条件语句 有了条件判断if(E) then TB else FB endif，打破了自上至下逐句执行的模式 当表达式E为‘真’时，执行TB块那一组语句，当表达式E为‘假’时跳过TB块执行FB块那一组语句。 2．迭代语句 例如，求自然数1到10000之和的程序 迭代结构的一般式有几种： （1）结构化程序控制 （2）其它控制结构 方便使用的变体：Case语句是嵌套if的简化 其它控制 Call-return：程序单元间的转移，执行后返回原地。 Exception-raise：程序出了异常情况，raise(引发)后，正常执行转到异常处理程序段，并不再返回。在C++中，使用的是try–throw结构，在VB中是ON ERROR GOTO 语句。 Abort(STOP)：强行停止执行。 Exit：转到本程序块末端。 Delay XX：延迟XX时间后继续执行。 2.3.2 数据类型 计算机中计算对象（不管是常量、变量）都是有类型的，类型不同内部表示不同，就是象12+32.7这种简单的计算也是不允许的，要先做类型转换才能计算 1.常用的基本类型 2.数组 String Names[15] 声明16个元素数组，每个元素都是字符串类型 Double Matrix[9，9]