[蛙蛙推荐]SICP第一章学习笔记-编程入门

本书简介

《计算机程序的构造与解释》这本书是MIT计算机科学学科的入门课程，

大部分学生在学这门课程前都没有接触过程序设计，也就是说这本书是针对编程新手写的。

虽然是入门课程，但起点比较高，看懂里面的知识需要比较扎实的数学功底，

最起码要有高中数学水平，如果高中数学没学好，看起来会比较吃力。

当然，这本书的目标不是教你去做数学分析，或者让你学会使用LISP，他的目标我理解如下

学会使用编程的一些基本元素，以编程的方式思考问题
学会如何使用抽象和创造抽象来解决复杂问题
学会如何良好的组织代码来编写大型软件系统，控制其中的复杂性
是识别出好的程序设计和差的程序设计

以数学来示范各种编程原理是因为数学问题比较普遍，好多概念大家都有所接触，

没有二义性，不需要把时间花在问题描述和需求分析上。以LISP来进行编程原理解

说是因为LISP语法非常简单，不需要把时间花在讲解语法上。

程序设计的基本要素

表达式

LISP可能不好安装，我们就用Javascript来练习第一章的示范吧，打开Chrome浏览器，

按F12打开开发人员工具，在Console标签里就可以写代码了。

如果你还不知道编程能干什么，Javascript是啥东西，没关系，

我们可以先来实现一些简单的数学计算，在Chrome的Console里输入如下代码

>128

128

>128 + 12

140

>128 / 16

8

>128 - 28

100

>50 * 2

100

>3 + 2 * 10

23

>2 * 10 * 3.14

62.800000000000004

上面代码的大于号不用输，表示输入提示符，可以看到输入一些数学式子后Console会自动打印出

这个式子的求值结果。暂时先不用管背后的原理是什么，你现在已经开始在编程了。

上面你输入的式子就叫做表达式，里面的数就是普通的数字，+,-,*,/这些叫操作符，

操作符可以操作数，他操作的是自己两边的数。

命名和环境

像上面的例子里2 * 10 * 3.14其实就是在计算一个半径为10的圆的周长，3.14就是圆周率π，

计算圆的周长的公式不是2πr吗？

如果我们要计算好多圆的周长，那么每次都要把3.14打出来吗？能不能给3.14起个名字呢？

能，肯定能。能给某些计算对象命名是所有编程语言里最重要的一个功能，如下。

>var pi = 3.14

undefined

>2 * pi *　10

62.800000000000004

>2 * pi * 5

31.400000000000002

>2 * pi * 8

50.24

上面的第一句var pi = 3.14就相当于给3.14起了个名字pi，后面计算周长的表达式都可以用pi来代替3.14。

这就是一个最简单的抽象手段，你不需要记住pi的值具体是多少，只需要记住pi就表示圆周率就行了。

这个思路很关键，以后写代码写多了，你会发现你写的代码越来越复杂，能够给你写的部分代码进行命名，

然后使用的时候不用关心复杂的细节，就可以控制住这种复杂性，写出复杂的大程序来。

组合式的求值

像3 + 2 * 10这个式子，*会先把2和10进行乘法计算，得到20，然后+会把3和20进行相加，

得到23，整个过程和数学里的加减乘除运算规律是一样的。如果你想执行(3 + 2) * 10的结果，

也可以直接把这个式子在Console里输入，也能正确的执行。

你在写2 * pi * 10时，pi会自动替换成3.14，这说明Javascript解释器帮你存储了pi到3.14

的对应，这种存储我们叫环境，每个环境里都存储了一些名字和计算对象的对应关系。

环境是个普遍的概念，它为求值的过程提供了一种上下文，对于我们理解程序

的执行起着很重要的作用。

比如你要执行(3 + 2 + 5) * (2 * (1 + 2))，这个表达式的求值过程就稍微复杂点了。

总体来看呢，这个式子分成两个部分，一个是(3 + 2 + 5)，一个是(2 * (1 + 2))，然后

这两个部分进行想乘。要想得到这两个部分的相乘呢，又要先得到这两个部分的结果，怎么得到呢？

我们发现这两个部分其实也是表达式，比如(2 * (1 + 2))，其实也有两部分组成，一个

是2，一个是(1 + 2)，这两个部分相乘。这样从外到里分析，肯定会分析出最简单的不

能再分的表达式，可以直接求出结果。

这个过程就叫做递归，先不用计较复杂的解释，就先理解复杂表达式的求值需要先对子表

达式进行求值，子表达式的求值需要对子表达式的子表达式求值，这个过程就叫递归。

递归是个刚开始不太好理解的概念，但掌握后用它来理解很多问题就很轻松了，以后会经常

遇到，加深印象。需要提的就是递归要有几个注意的地方。

递归分成好多个步骤
每个步骤要把整个事情向前推进，每次推进都向最终点更近一步。
整个递归过程要有个最终点，否则整个过程就无法终止了。

比如复杂表达式的求值过程就分成多个步骤，每个步骤就是把复杂表达式拆成多个子表达式

，然后每次拆呢，肯定是拆的越来越小，把整个过程向终点推进一步，然后呢如果拆的不能

再拆了，比如1 + 2直接就能得到结果了，这就到最重点了。

以上说的这些规则，就叫做编程的语法，慢慢你会发现有的编程语言的语法特别多，需要记住的东西特别多，比如各种括号，特殊字符，关键字。

而有的编程语言的语法特别少，基本上不用记，一大屏代码看到的都差不多的格式。刚学编程的时候建议选择后面一种的编程语言，如Javascript, Python，尽量学习一些编程的本质，而不是各种语法。