Анализируя язык программирования

В SICP авторы утверждают ( раздел 1.1 ), что существует три основных «механизма» языков программирования:

• примитивные выражения , представляющие простейшие сущности, с которыми связан язык

• средство комбинирования , с помощью которого составные элементы строятся из более простых

• средство абстракции , с помощью которого составные элементы могут быть названы и управляться как единицы

Как я могу проанализировать основной язык программирования (например, Java) с точки зрения этих элементов или механизмов?

Различие между примитивными выражениями, средствами комбинирования и средствами абстракции является полезным при моделировании языков программирования. Обратите внимание, что это не является внутренним свойством языка: вы не можете указать на какое-либо определение языка и сказать «эта функция однозначно является примитивным выражением, эта функция однозначно является средством комбинации». Различие является свойством модели, и сложные модели могут противостоять классификации.

Учебным примером этих трех понятий является лямбда-исчисление , которое имеет ровно одно из каждого:

• Переменные x , y ,… являются единственными примитивными выражениями.
• Применение функции MN является единственным средством комбинации.
• Лямбда-абстракция λx.M является единственным средством абстракции.

Когда вы переходите на языки с большим количеством функций, моделирование может стать более неоднозначным. Вообще говоря, примитивное выражение - это то, что вы не можете или не будете разбивать на примитивные компоненты. Но это похоже на атом : оно примитивно, пока наука не пойдет дальше. Например, существует вариант лямбда-исчисления, в котором переменные используют числа, а не имена ( индексы де Брейна ), что особенно удобно при моделировании лямбда-терминов для компьютерных доказательств; и в компьютерных доказательствах целые числа разбиты на составные части . Так что в этих моделях переменные не являются примитивными выражениями.

В (типичной модели) Java примитивные выражения в основном являются константами и переменными. Средства комбинаций включают в себя многочисленные операторы; более точно, «аддитивное выражение» - это средство комбинации с двумя слотами (левая сторона и правая сторона) или с тремя слотами (две стороны плюс оператор), если вы включаете и A + B, и A - B под этим именем (в этом случае операторы +и -будут примитивными конструкциями сами по себе). Другие средства комбинирования включают в себя последовательности инструкций I ; J , циклические конструкцииwhile (…) {…}, и так далее. Затем у вас есть конструкции, такие как объявления переменных, определения функций, определения классов и т. Д., Которые являются средствами комбинации (они объединяют имена и типы параметров, тела, инициализаторы и т. Д.) И средствами абстракции (поскольку они определяют имена для повторного использования). На самом деле весьма распространено, что средства абстракции также являются средствами объединения: они объединяют имя с его определением.

Грубый удар:

Выражения только это; что составляет выражение в Java. Я не знаю, будет ли это включать заявления или нет.

Комбинации могут включать составные выражения, (переменные?) Операторы, методы, механизм классов и пакеты. Модули тоже, как только они на языке.

В Java самым простым средством абстракции является класс: ничто не может существовать вне класса. Возможно, существуют «слои» абстракции: статический метод, возможно, проще, чем метод экземпляра, потому что он не требует экземпляра.

Дженерики предлагают дополнительный уровень абстракции (и разочарования).

Вот моя основная классификация. Я пытаюсь нарисовать параллель с LISP.

Примитивные выражения

• Все примитивные значения, вещи, которые вы можете представить, используя литералы (числа, логические значения, ...)

Параллель в LISP : атомы, числа и списки.

Средства комбинирования (способы построения составных структур данных)

• Массивы
• Объекты / структуры.

Параллельно в LISP : минусы, списки, списки

Средства абстракции

• Синтаксис всего потока управления (если, пока для)
• Все операторы BUILTIN ( +, -, *, /, ...)
• Все функции (в эту категорию мы включаем классы и методы)

Параллельно в LISP : функции, похожие на синтаксис let,define

Язык программирования обычно определяется его синтаксисом и семантикой . Оба из них будут определены в стандартах для языка.

Синтаксис описывает, как написать правильную программу, а семантика определяет, что означает эта действительная программа.

В ваших случаях синтаксис скажет вам, каковы ваши примитивы, как вы их комбинируете и как вы их абстрагируете. Семантика скажет вам, что означают комбинации и абстракции.

Например, синтаксис скажет вам, как написать правильный forцикл. Семантика скажет вам, что делает цикл for.

Если вы действительно хотите начать анализировать язык программирования, возьмите копию стандарта и посмотрите, что там. Я бы действительно начал с простого языка, такого как C, прежде чем углубляться в Java. Я также прочитал бы остальную часть книги. Изучение того, почему языки программирования работают так, как они делают, сделало меня лучшим программистом, хотя я не использую компиляторы.

Я не знаю, правильно ли это, но то, как я понимаю разделение, таково:

примитивные выражения , это могут быть такие вещи, как >>, +, *, /, int, логическое значение, переменные, методы и т. д.

средства комбинации, это может быть спорным, либо его вещи , как + и concact, или его говорить о более сложных идей , как наследование против композиции и способы , чтобы сделать это. Инъекция, новый оператор, расширение и т. Д.

средства абстракции, это будет синтаксис, используемый для именования переменных и методов, а также средства создания интерфейсов, классов, статических классов, методов перегрузки и т. д.

Однако, возможно, вам нужно дать нам больше информации из книги, чтобы мы точно знали, что там подразумевается.