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第二章 高级语言及其语法描述 程序语言的定义 高级语言的一般特性 2.1 程序语言的定义 程序语言由两方面定义： 语法 语义 一. 语法 程序本质上是一定字符集上的字符串。 语法：一组规则，用它可以形成和产生一个合式(well-formed)的程序。 语 法 词法规则：单词符号的形成规则。 单词符号是语言中具有独立意义的最基本结构。一般包括：常数、标识符、基本字、算符、界符等。 描述工具：有限自动机 语法规则：语法单位的形成规则。 语法单位通常包括：表达式、语句、分程序、过程、函数、程序等; 描述工具：上下文无关文法 二. 语义 语义：一组规则，用它可以定义一个程序的意义。 描述方法： 自然语言描述：隐藏错误、二义性和不完整性 形式描述： 操作语义(PL/1) 指称语义(ADA) 代数语义(PASCAL) 三．程序语言的基本功能和层次结构 程序语言的基本功能：描述数据和对数据的运算。 所谓程序，本质上说是描述一定数据的处理过程。 程序的层次结构 程序 | 子程序或分程序、过程、函数 | 语句 | 表达式 | 数据引用 算符 函数调用 程序语言每个组成成分的逻辑和实现意义 抽象的逻辑的意义 数学意义 计算机实现的意义 具体实现 2.2 高级语言的一般特性 高级语言的分类 强制式语言(Imperative Languge)也称过程式语言：命令驱动，面向语句 FORTRAN、C、Pascal，Ada 应用式语言（Applicative Language）：注重程序所表示的功能，而不是一个语句接一个语句地执行 LISP、ML 2.2 高级语言的一般特性 2.2.1 高级语言的分类 基于规则的语言（Rule-based Language）：检查一定的条件，当它满足值，则执行适当的动作 Prolog 面向对象语言（Object-Oriented Language）：封装性、继承性和多态性 Smalltalk，C++，Java 2.2 高级语言的一般特性 2.2.2 程序结构 FORTRAN PASCAL PASCAL程序本身可以看成是一个操作系统所调用的过程，过程可以嵌套和递归。 一个PASCAL过程： 过程头； 说明段（由一系列的说明语句组成）； begin 执行体（由一系列的执行语句组成）； end 作用域：一个名字能被使用的区域范围称作这个名字的作用域。 允许同一个标识符在不同的过程中代表不同的名字。 名字作用域规则--最近嵌套原则 一个在子程序B1中说明的名字X只在B1中有效（局部于B1）； 如果B2是B1的一个内层子程序且B2中对标识符X没有新的说明，则原来的名字X在B2中仍然有效。如果B2对X重新作了说明，那么，B2对X的任何引用都是指重新说明过的这个X。 PASCAL提供了丰富的数据类型和运算方式，它允许用户动态地申请和退还存贮空间。 ADA 程序包(package)：把数据和操作代码封装在一起，支持数据抽象。 一个程序包分为两部分： 可见的规范说明部分，它定义了程序包外面可以访问的对象。 程序包体，它实际定义程序包的实现细节。 JAVA Java是一种面向对象的高级语言 类（Class） 继承(Inheritance) 多态性(Polymorphism)和动态绑定(Dynamic binding) 2.2.3 数据类型与操作 一．初等数据类型 数值类型：整型、实型、复数、双精度， 运算：+，-，*，/等 逻辑类型：布尔运算：∨，∧，┑ 字符类型：符号处理 指针类型 标识符与名字 标识符：以字母开头的，由字母数字组成的字符串。 标识符与名字两者有本质区别： 标识符是语法概念 名字有确切的意义和属性 标识符与名字 名字： 值：单元中的内容 属性：类型和作用域 名字的性质的说明方式： 由说明语句来明确规定的 隐含说明：FORTRAN 以I,J,K,…N为首的名字代表整型，否则为实型。 动态确定：走到哪里，是什么，算什么 二 数据结构 1 数组 逻辑上，数组是由同一类型数据所组成的某种n维矩形结构，沿着每一维的距离，称为下标。 数组可变与不可变：编译时能否确定其存贮空间的大小。 访问：给出数组名和下标值 存放方式: 按行存放,按列存放 2 记录 逻辑上说，记录结构由已知类型的数据组合在一起的一种结构。 record { char NAME[20]; integer AGE; bool MARRIED; } CARD[1000] 访问：复合名 CARD[k].NAME 存储：连续存放 域的地址计算：相对于记录结构起点的相对数OFFSET。 3 字符串、表格、栈 字符串：符号处理、公式处理 表格：本质上是一种记录