Chapter1：基础

整本书的核心：语言的设计与实现

我们所看到的设计是显示的，语法定义的，

而实现是隐式的，决定了编译或运行时的行为。

了解设计的目的，可以推测实现的细节，也可以自己实现设计。

学习具体的实现，更充分的达到高效设计。

行文的逻辑基本就是，对于一种特定设计

1.从程序员的使用者角度，解释该设计的必要性。

简化代码，清晰概念。

2.实现的细节，包括编译与运行中的推断与检查等，也有可能是个语法糖，简单的实现换来优美的设计。

设计的实现

3.设计的演变，实现的转变影响设计的优劣

从历史的角度说明设计的合理性与必然结果

4.对比从语言的剩余部分来实现设计（自举），指出特性上的差异

或5.模拟一种语言没有的设计

如果设计缺失，带来的不便与混乱，从反例说明

6.不同的语言的实现方案

对比各种实现方案带来的设计上的特性差异

charpter1.0引言

1.机器语言通过指令集控制处理器，机器语言的形式为进制数

2.汇编语言是指令集的助记形式，用的是英文的缩写

汇编语言与机器语言保持一一对应，所以本质上还是用指令集思考问题，是机器相关的。

由汇编器完成两种语言的翻译

机器相关的汇编语言+很多种不同的指令集=同一想法在不同机器上复现很困难

最后，高级语言登场，实现机器无关性

高级语言的单条语句与指令集中的单条语句不再对应

由编译器了解程序正文的语义，翻译成机器语言（或汇编语言）

硬件的复杂化（不容易提升手写汇编语言的效率）+编译技术进步（生成越来越高效的汇编语言）=高级语言被人接受

这一历史体现了“边际成本”的有趣现象，一种设计的优势与劣势是相对的，人们追求优雅一致的设计，但又不想放弃简单高效的实现，直至原有设计的效率提升达到瓶颈，并且效率的提升带来了难以控制的复杂性。

charpter1.2程序设计语言的分类

说明式

　　函数式：

　　数据流：

命令式

　　冯 诺伊曼：C

　　脚本：python

　　面向对象：Java

函数式：函数递归，目标函数递归为子问题

数据流：数据在功能节点间流动 tensorflow？

逻辑式：满足逻辑的值，不断筛选和加工 SQL

冯 诺伊曼：计算值（表达式，函数返回值），在变量上存储值，修改变量。

脚本：为特定目标快速建立原型

面向对象：对象维护状态（域），修改状态（方法）

charpter1.3：设计一种语言的目的

表达能力：简单高效地编写程序

实现效率：了解实现的细节对效率的影响

在语言中模拟缺乏的特性

charpter1.4编译与解释

编译器控制编译过程，然后交由目标程序控制自己的执行过程。

解释器在执行过程中控制程序的执行。

编译器与解释器的差别更在于目的：运行前的检查与推断，运行中的检查与推断。这两个动机都是有价值的，所以会看到两者的互补。

编译器尝试在运行前理解源程序，并维护程序的部分信息，供执行时使用，从而提升效率。并且生成代码进行运行时的动态检查。

书中经常提到静态与动态，其中静态是指由程序正文提供的，在编译时可以推断的信息，动态指的是运行时的，或者难以预测的信息。

程序经过编译后，依然存在不确定性，可能是对输入的依赖，也可能是由于函数调用等控制结构带来的复杂性。

编译器的特性：彻底的分析与非平凡的变换。

数据库系统的查询语言也是编译器，SQL语言翻译成文本操作。

IDE：汇编器，调试器，预处理器，连接器，编译器，解释器，编辑器

检查词法语法，维护语法树

1.6编译概览

一个编译遍

代码形态　　　　编译的子步骤

字符流　　　　　

　　　　　　　　扫描器（词法分析）

单词流　　　　　

　　　　　　　　语法分析器

语法分析树

　　　　　　　　语义分析

抽象语法树

　　　　　　　　编译优化（机器无关）

中间形式

　　　　　　　　目标代码生成

目标语言（汇编）

　　　　　　　　编译优化（机器相关）

目标语言

扫描器（词法分析）：检查单个单词的正确性

语法分析树：结构依赖于语法，上下文无关文法

语义分析器：标识符与表达式的类型，相容性

构造符号表，维护各个标识符的类型，内部结构，作用域

检查标识符的定义，上下文，子程序参数签名与调用，返回值

语义动作例程

依然不可检查的：动态语义

变量使用前初始化

指针指向有效对象

下标越界

算术溢出

具体语法树：序列的合法性

抽象语法树：删去不必要节点，增加符号表

代码生成器：保存符号表，包含在目标代码非执行部分

代码改进：在中间代码生成后，在目标代码生成后

rest：

语言的设计目标：清晰，紧凑，易于维护，表达能力强，方便优雅，概念清晰，实现效率

编译后的链接步骤，可以看作是通过库例程扩充硬件指令集，可也以人为编译器就像虚拟机那样生成代码，而虚拟机中包含了硬件和库的功能。

预处理器：执行简单的文本模式匹配。没有了解程序的正确性，语义的分析。

自举：简单的实现到复杂的实现，逐步扩充语言

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