第一部分 引 言第1章 程序設計語(yǔ)言的位置 21.1 走向高級語(yǔ)言 21.1.1 機器語(yǔ)言是晦澀難懂的 31.1.2 匯編語(yǔ)言是低級的 31.1.3 高級語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn) 51.2 規模的問(wèn)題 61.2.1 人的錯誤因素 61.2.2 程序設計語(yǔ)言扮演的角色 71.3 程序設計范型 71.3.1 命令式程序設計 81.3.2 函數式程序設計 91.3.3 面向對象的程序設計 111.3.4 邏輯程序設計 121.3.5 語(yǔ)言的選擇 121.4 語(yǔ)言實(shí)現：在裂谷上架橋 121.4.1 編譯 131.4.2 解釋 141.4.3 編譯器和解釋器：對比 15練習 15引文注記 16第2章 語(yǔ)言的描述：語(yǔ)法結構 182.1 表達式的記法 202.1.1 前綴記法 202.1.2 后綴記法 212.1.3 中綴記法：優(yōu)先級和結合性 212.1.4 混合記法 222.2 抽象語(yǔ)法樹(shù) 222.3 詞語(yǔ)法 242.4 上下文無(wú)關(guān)文法 252.4.1 文法介紹 252.4.2 上下文無(wú)關(guān)文法的定義 262.4.3 BNF：Backus-Naur范式 262.4.4 語(yǔ)法分析樹(shù)描繪了具體語(yǔ)法 272.4.5 語(yǔ)法的歧義性 282.4.6 懸空的else的歧義性 282.4.7 導出 292.5 表達式的文法 302.5.1 中綴表達式中的表列 302.5.2 從抽象語(yǔ)法到具體語(yǔ)法 312.6 文法的各種變形 332.6.1 擴充的BNF 332.6.2 語(yǔ)法圖 35練習 35引文注記 38第二部分 命令式程序設計第3章 語(yǔ)句：結構化程序設計 413.1 結構化程序設計的必要性 413.1.1 靜態(tài)程序和動(dòng)態(tài)計算 413.1.2 命令式語(yǔ)言的設計原則 423.1.3 一個(gè)例子 423.1.4 不變式：程序設計 433.2 語(yǔ)法制導的控制流 443.2.1 語(yǔ)句的復合 443.2.2 選擇：條件語(yǔ)句 453.2.3 循環(huán)結構：while和repeat 463.2.4 定性迭代：for循環(huán) 483.2.5 選擇：case語(yǔ)句 483.2.6 case語(yǔ)句的實(shí)現 493.3 設計考慮：語(yǔ)法 503.3.1 序列：分隔符和終止符 503.3.2 避免懸空的else 523.4 處理循環(huán)中的特殊情況 533.4.1 循環(huán)中的break和continue語(yǔ)句 543.4.2 return語(yǔ)句 563.4.3 goto語(yǔ)句 563.5 使用不變式做程序設計 563.5.1 前條件和后條件 573.5.2 實(shí)例：線(xiàn)性搜索 583.6 部分正確性的證明規則 603.6.1 斷言和公式 613.6.2 復合語(yǔ)句的證明規則 613.6.3 條件語(yǔ)句的證明規則 623.6.4 有關(guān)while語(yǔ)句的規則 623.6.5 關(guān)于賦值的規則 623.6.6 化簡(jiǎn)規則 633.6.7 Pascal中的語(yǔ)句 633.7 C語(yǔ)言的控制流 633.7.1 賦值運算符 643.7.2 表達式里的賦值 653.7.3 C語(yǔ)言的for循環(huán)：非定性迭代 653.7.4 循環(huán)中的break和continue語(yǔ)句 66練習 66引文注記 70第4章 類(lèi)型：數據表示 724.1 類(lèi)型的作用 724.1.1 值和它們的類(lèi)型 734.1.2 類(lèi)型表達式 734.1.3 本章中的類(lèi)型 734.1.4 靜態(tài)布局決策 744.1.5 有關(guān)類(lèi)型名、數組和記錄的預覽 754.2 基本類(lèi)型 764.2.1 枚舉 764.2.2 整型和實(shí)型 774.2.3 布爾表達式的短路求值 774.2.4 子域 784.2.5 基本類(lèi)型的布局 784.2.6 程序設計的風(fēng)格：字符和類(lèi)型轉換 784.3 數組：元素的序列 794.3.1 數組類(lèi)型 794.3.2 數組的布局 814.3.3 數組邊界和存儲分配 824.3.4 數組的值和初始化 834.4 記錄：命名的域 844.4.1 記錄類(lèi)型有一組特定的域 844.4.2 變量聲明分配存儲空間 844.4.3 對記錄的操作 844.4.4 數組和記錄的比較 854.5 聯(lián)合和變體記錄 854.5.1 變體記錄的布局 864.5.2 變體記錄損害類(lèi)型安全 874.6 集合 884.6.1 集合的值 884.6.2 集合類(lèi)型 884.6.3 集合類(lèi)型的實(shí)現 884.6.4 集合的運算 884.7 指針：效率和動(dòng)態(tài)存儲分配 894.7.1 指針類(lèi)型 904.7.2 指針操作 904.7.3 數據結構的增長(cháng)和縮減 904.7.4 懸空指針和存儲流失 914.7.5 指針作為代理 924.8 兩種字符串列表 954.8.1 Pascal的一種表示 954.8.2 C語(yǔ)言的一種表示 964.9 類(lèi)型和錯誤檢查 974.9.1 變量約束：變量的類(lèi)型 984.9.2 類(lèi)型系統：表達式的類(lèi)型 984.9.3 類(lèi)型檢查的基本規則 994.9.4 類(lèi)型名和類(lèi)型等價(jià) 994.9.5 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)類(lèi)型檢查 101練習 102引文注記 104第5章 過(guò)程活動(dòng) 1055.1 對過(guò)程的介紹 1065.1.1 過(guò)程調用 1065.1.2 過(guò)程的要素 1065.1.3 遞歸：過(guò)程的多個(gè)活動(dòng) 1095.1.4 過(guò)程的價(jià)值 1095.2 參數傳遞方式 1105.2.1 值調用 1105.2.2 引用調用 1115.2.3 值結果調用 1135.3 名字的作用域規則 1145.3.1 詞法作用域和動(dòng)態(tài)作用域 1145.3.2 詞法作用域與局部變量的重命名 1155.3.3 宏展開(kāi)與動(dòng)態(tài)作用域 1165.3.4 按名調用與詞法作用域 1175.4 源文本中的嵌套作用域 1185.4.1 聲明的作用域 1185.4.2 嵌套作用域：C中的變量聲明 1195.4.3 嵌套作用域：Pascal中的過(guò)程聲明 1215.5 活動(dòng)記錄 1225.5.1 活動(dòng)間的控制流 1225.5.2 活動(dòng)記錄的元素 1245.5.3 堆存儲分配和釋放 1275.5.4 堆棧分配和釋放 1275.5.5 在編譯時(shí)分配靜態(tài)變量 1285.6 詞法作用域：在C中的過(guò)程 1285.6.1 C程序的存儲布局 1295.6.2 局部變量的存儲 1295.6.3 C的過(guò)程調用和返回 1305.6.4 運行時(shí)的變量訪(fǎng)問(wèn) 1315.6.5 過(guò)程作為參數 1315.6.6 懸空指針 1325.6.7 尾遞歸消除 1325.7 詞法作用域：嵌套過(guò)程和Pascal 1355.7.1 可見(jiàn)性規則 1355.7.2 訪(fǎng)問(wèn)非局部變量：控制鏈和訪(fǎng)問(wèn)鏈 1365.7.3 過(guò)程的調用和返回 1385.7.4 過(guò)程作為參數 1395.7.5 用于快速訪(fǎng)問(wèn)的區頭向量 139練習 141引文注記 143第三部分 面向對象程序設計第6章 數據和操作 1476.1 程序構造的結構 1476.1.1 過(guò)程：提高計算的層次 1486.1.2 程序靜態(tài)文本的模塊劃分 1496.1.3 用戶(hù)定義數據類(lèi)型 1506.1.4 幾種方法的比較 1516.2 信息隱藏 1526.2.1 動(dòng)機：區分行為與實(shí)現 1526.2.2 數據不變式 1546.2.3 數據的可見(jiàn)性 1546.2.4 實(shí)現的隱藏和程序開(kāi)發(fā) 1546.3 使用模塊設計程序 1556.3.1 表達式求值程序的設計 1556.3.2 程序組織 1576.3.3 討論：程序組織 1616.4 模塊和用戶(hù)定義類(lèi)型 1616.4.1 導出名字和導入名字 1616.4.2 導出類(lèi)型 1626.5 C++的類(lèi)聲明 1646.5.1 類(lèi)聲明中的數據和操作 1646.5.2 將類(lèi)名作為定義的類(lèi)型使用 1666.5.3 公用、私用和保護成員 1676.6 C++的動(dòng)態(tài)存儲分配 1686.6.1 指向對象的指針 1686.6.2 用建構函數和析構函數進(jìn)行動(dòng)態(tài)存儲分配 1696.6.3 鏈表的單元 1696.7 模板：參數化類(lèi)型 1726.8 C++對象的實(shí)現 1736.8.1 一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)現 1736.8.2 函數體的在線(xiàn)展開(kāi) 1746.8.3 類(lèi)聲明中的私用變量 174練習 175引文注記 178第7章 面向對象程序設計 1797.1 什么是對象 1797.1.1 對象的外部和內部視圖 1797.1.2 形狀的屬性 1807.2 面向對象的思想 1817.2.1 將對象組織為類(lèi)層次結構 1817.2.2 對象響應消息，對象具有狀態(tài) 1827.3 繼承 1847.3.1 接收者決定一個(gè)消息的含義 1857.3.2 信息隱藏是為了可擴充性 1867.3.3 添加子類(lèi) 1877.3.4 對象和類(lèi) 1897.4 用C++語(yǔ)言做面向對象的程序設計 1897.4.1 C++語(yǔ)言回顧 1897.4.2 基類(lèi)和派生類(lèi) 1907.4.3 公用基類(lèi) 1907.4.4 虛函數 1917.4.5 C++中形狀實(shí)例的細節 1937.4.6 初始化和繼承 1947.5 一個(gè)擴充的C++例子 1947.5.1 素數篩 1947.5.2 基類(lèi) 1967.5.3 派生類(lèi) 1967.5.4 基類(lèi)和派生類(lèi)的初始化 1967.5.5 子類(lèi)型和超類(lèi)型 1977.5.6 虛函數 1987.5.7 生成過(guò)濾器對象 1997.5.8 剩余的程序 1997.6 派生類(lèi)和信息隱藏 1997.6.1 公用和私用的基類(lèi) 2007.6.2 私用性原理 2007.6.3 繼承成員的可訪(fǎng)問(wèn)性 2017.7 Smalltalk中的對象 2027.7.1 系統類(lèi) 2027.7.2 類(lèi)定義中的元素 2037.7.3 消息語(yǔ)法 2057.8 Smalltalk對象的self 2077.8.1 發(fā)送給self的消息 2087.8.2 發(fā)送給super的消息 208練習 209引文注記 212第四部分 函數式程序設計第8章 函數式程序設計的要素 2158.1 一個(gè)很小的表達式語(yǔ)言 2158.1.1 Little Quilt操作什么 2158.1.2 為方便而做的擴充 2178.1.3 評論：Little Quilt的設計 2198.2 類(lèi)型：值和運算 2208.2.1 構造和檢查值的操作 2218.2.2 基本類(lèi)型 2218.2.3 類(lèi)型的積 2218.2.4 ML中的類(lèi)型 2238.3 函數聲明 2248.3.1 函數作為算法 2258.3.2 函數聲明和應用的語(yǔ)法 2258.3.3 遞歸函數 2268.4 表達式的求值方式 2268.4.1 最內求值 2278.4.2 選擇性求值 2278.4.3 遞歸函數的求值 2288.4.4 從左到右的最外求值 2288.4.5 短路求值 2308.5 詞法作用域 2318.5.1 val約束 2318.5.2 fun約束 2328.5.3 嵌套的約束 2338.5.4 同時(shí)約束 2338.6 類(lèi)型檢查 2348.6.1 類(lèi)型推理 2348.6.2 類(lèi)型名和類(lèi)型等價(jià) 2358.6.3 重載：多重含義 2358.6.4 強制：隱式類(lèi)型轉換 2368.6.5 多態(tài)性：參數化類(lèi)型 236練習 237引文注記 240第9章 一個(gè)有類(lèi)型語(yǔ)言中的函數式程序設計 2419.1 表的探查 2419.1.1 表上的運算 2429.1.2 定義在表上的兩個(gè)函數：append和reverse 2429.2 函數的分情況聲明 2449.2.1 函數應用 2459.2.2 模式 2469.2.3 模式和情況分析 2469.3 函數作為一級的值 2489.3.1 將函數映射到表的各個(gè)元素上 2499.3.2 匿名函數 2519.3.3 選擇性復制 2519.3.4 積累結果 2529.4 ML：隱含類(lèi)型 2539.4.1 類(lèi)型推理 2539.4.2 參數化多態(tài)性 2549.5 數據類(lèi)型 2549.5.1 值構造符 2559.5.2 微分：一個(gè)傳統實(shí)例 2579.5.3 多態(tài)數據類(lèi)型 2589.5.4 討論 2599.6 ML的異常處理 2599.7 在Standard ML中實(shí)現Little Quilt 2619.7.1 一些輔助函數 2629.7.2 拼塊的表示 2639.7.3 sew運算 2639.7.4 turn運算 2649.7.5 拼塊的顯示 2669.7.6 Little Quilt中的表達式 267練習 269引文注記 271第10章 表的函數式程序設計 27210.1 Scheme，一種Lisp方言 27210.1.1 為什么用Scheme 27310.1.2 如何與Scheme解釋器交互 27310.1.3 怎樣寫(xiě)表達式 27410.1.4 怎樣定義函數 27510.1.5 匿名函數值 27510.1.6 條件式 27510.1.7 let結構 27610.1.8 引號 27710.2 表的結構 27810.2.1 表元素 27810.2.2 表的運算 27910.3 表的操作 28010.3.1 一個(gè)有用的函數 28110.3.2 連接兩個(gè)表 28110.3.3 將函數映射到表的所有元素上 28210.3.4 關(guān)聯(lián)表 28310.3.5 子表達式的表 28410.3.6 一個(gè)參數化的函數 28510.4 啟發(fā)性的實(shí)例：微分 28610.4.1 語(yǔ)法制導的微分 28610.4.2 常量 28710.4.3 變量 28710.4.4 對和式與乘積的微分規則 28710.4.5 和式的微分 28710.4.6 乘積的微分 28910.4.7 對微分程序的總結 28910.5 表達式化簡(jiǎn) 29010.6 表的存儲管理 29210.6.1 cons分配單元 29310.6.2 相等的概念 29310.6.3 分配和釋放 295練習 296引文注記 298第五部分 其他范型第11章 邏輯式程序設計 30011.1 用關(guān)系做計算 30111.1.1 關(guān)系 30111.1.2 規則和事實(shí) 30111.1.3 查詢(xún) 30211.2 Prolog初步 30411.2.1 項 30411.2.2 與Prolog交互 30511.2.3 存在性查詢(xún) 30511.2.4 全稱(chēng)性的事實(shí)和規則 30611.2.5 否定作為失敗 30711.2.6 合一 30811.2.7 算術(shù) 30911.3 Prolog的數據結構 30911.3.1 Prolog中的表 30911.3.2 項作為數據 31011.4 程序設計技術(shù) 31211.4.1 猜測和驗證 31211.4.2 用變量作為項里的占位符 31411.4.3 差表 31711.5 Prolog的控制 31811.5.1 合一和替換 31911.5.2 將規則應用于目標 32011.5.3 Prolog搜索樹(shù) 32211.5.4 目標的順序將改變解 32311.5.5 規則順序影響對解的搜索 32411.5.6 出現檢查問(wèn)題 32611.6 割 32611.6.1 割作為第一個(gè)條件 32711.6.2 割的作用 32811.6.3 應用割的程序設計 32911.6.4 否定等同于失敗 332練習 333引文注記 334第12章 并發(fā)程序設計導引 33612.1 硬件的并行性 33612.1.1 輸入/輸出的并行執行 33612.1.2 中斷和分時(shí) 33712.1.3 多處理器組織結構 33812.1.4 反應式系統 33812.2 流：隱式的同步 33812.2.1 進(jìn)程網(wǎng)絡(luò ) 33912.2.2 管道實(shí)例 33912.3 作為交錯的并發(fā)性 34012.3.1 線(xiàn)程的交錯 34112.3.2 Ada中的并發(fā)作業(yè) 34112.4 進(jìn)程的活性性質(zhì) 34312.4.1 資源共享限制并發(fā)性 34312.4.2 哲學(xué)家就餐問(wèn)題 34312.4.3 死鎖：無(wú)法繼續 34412.4.4 活鎖：沒(méi)有進(jìn)程能夠取得進(jìn)展 34412.4.5 公平性 34412.4.6 避免死鎖的發(fā)生 34512.5 共享數據的安全訪(fǎng)問(wèn) 34512.5.1 “非確定”的進(jìn)程 34512.5.2 臨界區和互斥 34612.5.3 可串行化與安全性 34712.6 Ada中的并發(fā)性 34812.6.1 握手式同步 34812.6.2 同步通信 34912.6.3 有選擇的接收 35212.7 共享變量的同步訪(fǎng)問(wèn) 35312.7.1 對緩沖區的直接訪(fǎng)問(wèn) 35312.7.2 信號量：互斥 355練習 359引文注記 362第六部分 語(yǔ)言的描述第13章 語(yǔ)義方法 36613.1 綜合屬性 36813.1.1 求值順序 36913.1.2 總結 36913.2 屬性文法 37013.3 自然語(yǔ)義 37213.3.1 一個(gè)計算器 37213.3.2 環(huán)境為名字約束值 37313.3.3 let約束 37313.3.4 基于Prolog的實(shí)現 37513.4 指稱(chēng)語(yǔ)義 37613.5 一個(gè)Scheme計算器 37713.6 詞法作用域中的lambda表達式 37813.6.1 lambda表達式的自然語(yǔ)義 37913.6.2 環(huán)境的一種實(shí)現 38013.7 一個(gè)解釋器 38113.7.1 常量 38113.7.2 加引號項 38113.7.3 變量 38213.7.4 條件表達式 38213.7.5 let表達式 38213.7.6 lambda表達式 38313.7.7 函數應用 38413.7.8 初始化環(huán)境 38413.7.9 解釋器的使用 38513.8 一個(gè)擴充：遞歸函數 38613.8.1 作為值的遞歸函數 38613.8.2 對解釋器的修改 387練習 388引文注記 389第14章 靜態(tài)類(lèi)型和Lambda演算 39014.1 純lambda演算中的相等 39114.1.1 語(yǔ)法約定 39214.1.2 自由變量和約束變量 39214.1.3 替換 39314.1.4 beta-相等 39414.2 再論替換 39514.3 純lambda項的計算 39614.3.1 歸約 39714.3.2 不終止的歸約 39814.3.3 Church-Rosser定理 39814.3.4 計算規則 39914.4 作為lambda項的程序設計結構 40014.4.1 一個(gè)應用lambda演算 40014.4.2 Curry化 40114.4.3 常量的歸約規則 40114.4.4 語(yǔ)言ML0 40214.4.5 不動(dòng)點(diǎn)算子 40314.5 帶類(lèi)型的lambda演算 40414.6 多態(tài)類(lèi)型 40614.6.1 取自標準ML的例子 40614.6.2 顯式的多態(tài)性 40714.6.3 單態(tài)與多態(tài) 40814.6.4 Core-XML的類(lèi)型規則 409練習 411引文注記 412第15章 語(yǔ)言概覽 41415.1 Pascal：一種教學(xué)語(yǔ)言 41415.1.1 Pascal的程序結構 41515.1.2 聲明 41515.1.3 類(lèi)型 41615.1.4 表達式 41615.1.5 語(yǔ)句 41615.2 C：系統程序設計 41715.2.1 C語(yǔ)言程序結構 41715.2.2 C的函數 41815.2.3 C的變量聲明 41915.2.4 表達式 41915.2.5 C的控制流 42015.2.6 指針和數組 42015.2.7 頭文件 42115.2.8 標準輸入/輸出 42215.3 C++：多種程序設計風(fēng)格 42215.3.1 C++中的類(lèi) 42215.3.2 C++的繼承 42415.4 Smalltalk語(yǔ)言 42415.4.1 表達式 42615.4.2 類(lèi)和實(shí)例方法 42615.4.3 系統類(lèi) 42715.5 Standard ML 42815.5.1 與ML解釋器交互 42815.5.2 基于模式匹配的函數定義 43015.5.3 數據類(lèi)型 43015.5.4 異常 43015.6 Scheme：一種Lisp方言 43115.6.1 基本結構 43215.6.2 表操作 43315.7 Prolog 43415.7.1 項 43515.7.2 與Prolog交互 43615.7.3 規則 43615.7.4 查詢(xún) 43615.7.5 算術(shù) 43615.7.6 作為數據的項 437參考文獻 438索引 450
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