第三章 过程式程序的设计语言.ppt

第三章 过程式程序设计语言 3.1 计算对象-值与类型 3.1.1 字面量、变量、常量 续 3.1.2 值是头等程序对象 程序语言中的值 字面量(整、实、布尔、字符、枚举、串) 复合量(记录、数组、元组、结构、表、联合、集合、文件) 指针值 变量引用(左值、右值) 函数和过程抽象，数学对象参与运算的权利是一样的，值是计算对象也要按一致性原则： 可出现在表达式中并求值 可作函数返回值 可单独存储 可以构成复杂的数据结构 可作函数参数 3.1.3 类型系统 3.1.3 类型系统 静态与动态 静 动 变量 有类型 无类型 动态简洁、灵活 参数 有类型 无类型 静态清晰、死板 值 有类型 有类型 弱/强类型 无类型 LISP , Smalltalk 弱类型 变量有类型。类型兼容性大, 系统不作检查 强制类型 隐式类型强制（转换），自动截尾, 补零。显式 类型强制 PL/1 伪强类型 静态均有类型且作检查,由于不严,导出等价准则 Pascal 强类型 类型有严格定义, 均作检查 Ada 续 3.1.4 类型兼容 不同类型值混合运算, 人为定出计算级别，由低 层升格为高层, 结果值是高层的 隐式转换 弱类型 I := R； 显式转换 强类型 I := Integer(R); 强类型按名判定，不同类型名则不兼容只有子类型不同名可以兼容 显式和隐式混合 3.2 计算对象的实现- 存 储 3.2.1 程序变量的时空特性 引用和指针 递引用 dereference 3.2.1 变量的时态 分配/未分配/除分配 分配: 为程序对象创建—存储对象 编译时分配叫静态分配 allocate 运行时分配叫动态分配如声明指针p, 执new才分配 未分配: 声明了未分配运行时分配 除分配: 取消存储对象(程序对象) delete操作显式 自动除配: 无用单元收集Garbage collection 动态语言有，静态可有Ada可没有C 续 3.2.2 存储模型 基元类型值 仅除数组 记录、构造、表 不可更新其中一元素 函数抽象, ——ML重过程 变量引用 存储对象的生存期 全局变量 和引用程序寿命一样长 局部变量 和程序中的一个模块寿命一样长 持久变量 比程序寿命长除非显式撤销 文件变量 瞬间变量（transient)持久变量的逆 静态存储对象 动态存储对象 堆栈帧管理 续 动态堆存储 忽略死对象 不超过一页浪费, 若寿命差不多浪费不大 保持一个自由表(链表)8个字节头说明数据 按类型长度保持多个表减少识别域开销(Ada) 3.2.3 悬挂引用Dangling Reference 3.3 计算对象的连接--- 束定Binding 3.3.1 静态束定 3.3.2 动态束定 3.3.3 无类型语言束定 3.3.4 声明declaration 声明种类 定义 顺序与并行声明 递归声明 用声明定义自己的声明 声明作用域 嵌套块与可见性 标识符和全名 块声明 3.3.5 束定作用域与释义 动态作用域和递归 3.4 计算组织-程序控制 冯·诺依曼机器模型变量的时空特性对程序中求值的次序是十分敏感的 表达式的求值次序是最低层的程序控制，在它的上层是四类控制：顺序控制、选择控制、重复(迭代)、函数或过程调用 再上一层是对程序模块的控制。包括一个程序的各模块组织以及它们与环境的相互关系 并发控制也是一类控制，它可以在语句级，特征块和模块级实施并发控制 3.4.1 一般概述 语句级控制由于GOTO危害导致结构化程序。 1966年Boehm和Jacopini回答了这个问题：任何流程图的计算逻辑都可以用顺序组、 条件选择组、迭代组三种程序结构实现。 保留GOTO的积极作用限制GOTO的副效应， 把它们改头换面变为比较安全的顺序控制器(sequencer)。 顺序控制 条件选择控制 迭代控制 例: 用for循环计算表中元素之和 3.4.2 异常处理 程序无法执行下去，也就是出现了异常(exception)情况。在早期语言的程序中，出现了这种情况就中断程序的执行，交由操作系统的运行程序处理。现在向用户开放，Ada,C++,Java 3.5 函数和过程 命令式语言中子程序有两种形式：函数(必须返回值)也叫函数，过程(实施一组动作)也叫子例程subroutine。它们是程序的第一次分割，这种分割的好处： 实施的功能单一，便于调试； 相对独立，便于多人分工完成，且时间不受约束； 相对封闭，人们易于控制，是分解复杂性的