语言dijkstra_编程基础概念——编程语言&程序结构

妖狐艹你老母 2023-01-07 10:22 94阅读 0赞

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## **编程语言** ##

我们在演示理论计算机的时候，用了两种编程的方式，一种是二进制，一种是机器指令。 机器指令代码表示为：

LOAD R0 40
    LOAD R1 41
    ADD R2 R0 R1
    STORE 42 R2
    HALT

用十六进制表示为：

1040
    1141
    3201
    2422
    0000

计算机编程语言就是指令规范，告诉机器怎么运行。前面演示看到的机器指令我们叫汇编语言。计算机语言虽然是给机器用的，但是却是人来写的，二进制和汇编太底层了，对人不友好，所以又进一步发展出了接近于人类习惯的语言，我们叫高级语言。

历史上比较重要的高级语言有好些，列出几种。

### Fortran ###

> ***这是第一个计算机高级语言，现在还在数值计算领域使用。***

1956年由John Backus发明。Backus其实是一个学渣，中学成绩平平勉强毕业，大学学的化学，也是成绩平平。后来入伍，退役后想当个无线电修理工，培训的时候对数学充满兴趣，后来就去哥伦比亚大学学数学，最后成了计算机编程届的先驱者，***提出了BNF（用来定义形式语言语法的记号法），于1977年获得图灵奖***。他的故事，接近于中国宋朝的苏老泉。

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John Backus，1924.12.3－2007.3.17

### Algol ###

> ***这是第一个被清晰定义出来的高级语言，***1958年发布。由美国德国科学家组成的联合小组研发。

### Basic ###

> 1964年，美国达特茅斯学院J. Kemeny和Thomas E. Kurtz研发。 ***他定义为一个给初学者使用的程序设计语言***，在学习者中和流行。Microsoft的Bill Gates又将Basic进一步推广。

### Smalltalk ###

> ***Smalltalk是一种面向对象的、动态类型的编程语言***。由Alan Kay等人在70年代初开发。

### C ###

> 1972年，由Dennis Ritchie设计，Dennis Ritchie和Ken Thompson开发出来。 ***这是历史上到现在为止影响力最大的编程语言***。

C语言具有高效、灵活、功能丰富、表达力强，在程序设计中备受青睐。现在依然被广泛使用。

> 1979年， ***Brian Kernighan和Dennis Ritchie出版名著《The C Programming Language》***。我建议你读一读，哪怕只是为了膜拜一下。

### Pascal ###

> ***1971年，N.Wirth教授发明了Pascal语言。***Pascal语言语法严谨，程序易写，具有很强的可读性， ***是第一个结构化的编程语言。***  
> N. Wirth教授说了一句名言：“算法+数据结构=程序”（Algorithm+Data Structures=Programs）。

Wirth因为在计算机编程语言方面的贡献，于1984年获得Turing奖。他还有一句幽默名言：软件变慢的速度永远超过硬件变快的速度。Wirth的名字被欧洲之外的人经常读错为Worth，实际上应该读做Virt。

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Niklaus Emil Wirth，1934.2.15 -，图片来源：维基百科

### C++ ###

> 1980年前后，由Bjarne Stroustrup发明。 ***现在是广泛使用的主流语言***。他出版的 **《The C++ Programming Language》被誉为C++编程方面的圣经**。

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Bjarne Stroustrup，1950.12.30 -

### Python ###

> 由丹麦的Guido van Rossum发明，1989年他开始设计，1991年发布。 ***现在是广泛使用的主流语言，我们现在就在学它。***

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Guido van Rossum，1956.1.31 -

### Java ###

1995年由James Gosling发明。***现在是广泛使用的主流语言***。

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James Gosling，1955.5.19－

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**程序结构**

我们这里探讨的程序结构，基于一个编程的范式：***结构化编程（Structural Programming）。***

当然还有别的范式，技术演进的历史进程，通行的就是结构化编程和面向对象编程，而面向对象编程内部的基础还是结构化编程的底子。***所以我这里也只说基本的结构化编程的程序结构***。

一个计算机程序从结构上来说，有三种结构：***Sequence顺序，Decision分支和Repetition循环。***科学家证明了只要这三种结构就可以完备地表达算法。

***Sequence顺序结构举例***：

a=1+2
    b=3
    print(a*b)

> 上面的三条语句是逐一按照次序执行的。

***Decision分支结构举例***：

if i<0:
        print ("Negative")
    elif i==0:
        print ("Zero")
    else:
        print ("Positive")
    Repetition循环结构举例：
    i = 0
    while i< 10:
       print (i)
       i += 1

> 只要条件i<10成立，就会一直执行下面的两条语句。

***还有一种循环语句的表达***：

for i in range(5):
    print(i)

***for语句是遍历序列范围内所有的值，运行结果：***

0 1 2 3 4

循环体中，可以通过break语句退出循环，也可以通过continue进行下一轮循环。

> ***结构化程序设计采用"自顶向下，逐步求精"的方法从问题本身开始，经过逐步细化，将解决问题的步骤分解为由基本结构模块组成的结构化程序框图；代码实现的时候由顺序、选择和循环三种结构通过组合、嵌套构成。据此就容易编写出结构良好的程序来。***

这些概念由软件大师E.W.Dijkstra在1965年提出。

E.W.Dijkstra曾经在1972年获得Turing奖，他是荷兰第一位计算机专业的科学家。他对我们程序员影响最大的就是“Goto语句有害论”，从我们刚入行的时候开始，就知道有一个叫Dijkstra的荷兰人在我们耳朵边叮嘱我们不要用goto语句要注意程序结构。2002年，在经过了长期的与癌症的抗争后，Dijkstra离开了我们，我听闻后，

> ***含泪写道“零落成泥碾作尘，只有香如故”。***

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E.W.Dijkstra，1930.5.11－2002.8.6，图片来源：维基百科

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