Аналіз мови програмування

У програмі SICP автори заявляють ( розділ 1.1 ), що існують три основні "механізми" мов програмування:

• примітивні вирази , які представляють найпростіші сутності, з якими мова йде

• засоби комбінування , за допомогою яких складені елементи будуються з більш простих

• засоби абстракції , за допомогою яких складові елементи можуть бути названі та маніпульовані як одиниці

Як я можу проаналізувати мову основного програмування (наприклад, Java) щодо цих елементів чи механізмів?

Відмінність примітивних виразів, засобів комбінації та засобів абстракції є корисним при моделюванні мов програмування. Зауважте, що це не властива мова: ви не можете вказати на якесь визначення мови та сказати, що "ця функція однозначно є примітивним виразом; ця особливість однозначно є засобом комбінації". Відмінність є властивістю моделі, і складні моделі можуть протистояти класифікації.

Приклад підручника з цих трьох понять - це лямбда-числення , яке має саме одне з кожного:

• Змінні x , y ,… - єдині примітивні вирази.
• Функціональне застосування MN - це єдиний засіб комбінації.
• Абстракція лямбда λx.M - один із засобів абстракції.

Коли ви перейдете до мов з більшою кількістю функцій, моделювання може стати більш неоднозначним. Взагалі кажучи, примітивний вираз - це те, що ви не можете або не розпадетеся на примітивні компоненти. Але це як атом : він примітивний, поки наука не рухається далі. Наприклад, існує варіант лямбда-числення, в якому змінні використовують числа, а не імена ( індекси de Bruijn ), що особливо зручно при моделюванні лямбда-термінів для комп’ютерних доказів; а в комп’ютерних доказах цілі числа розбиваються на складові частини . Тому в цих моделях змінні не є примітивними виразами.

У (типовій моделі) Java примітивні вирази - це насамперед константи та змінні. Засоби комбінацій включають численні оператори; точніше, "адитивний вираз" - це засіб комбінації з двома слотами (лівою та правою стороною) або з трьома слотами (дві сторони плюс оператор), якщо ви включите і A + B, і A - B під цією назвою (у такому випадку оператори +і самі -були б примітивними конструкціями). Інші засоби комбінації включають послідовності інструкцій I ; J , контурні конструкціїwhile (…) {…}, і так далі. Тоді у вас є такі конструкції, як оголошення змінних, визначення функцій, визначення класів тощо, які є одночасно засобами комбінацій (вони об'єднують назви параметрів та типи параметрів, тіла, ініціалізатори ...) та засоби абстракції (оскільки вони визначають назви для повторного використання). Насправді досить поширеним є те, що засоби абстракції також є засобами поєднання: вони поєднують назву з її визначенням.

Грубе колюче:

Вирази - це саме те; що є виразом у Java. Я не знаю, чи розшириться це, включаючи твердження чи ні.

Комбінації включатимуть складені вирази, (змінні ?,) оператори, методи, механізм класів та пакети. Модулі також, як тільки вони знаходяться в мові.

У Java найпростіший засіб абстрагування - це клас: поза класом нічого не може існувати. Можливо, є "шари" абстракції: статичний метод, можливо, простіше, ніж метод екземпляра, тому що він не вимагає екземпляра.

Дженерики пропонують додатковий шар абстракції (і розчарування).

Ось моя основна категоризація. Я намагаюся провести паралель з LISP.

Первісні вирази

• Усі примітивні значення, речі, які ви можете представити, використовуючи літерали (числа, булеві знаки, ...)

Паралельно в LISP : атоми, числа та списки.

Засоби комбінації (способи побудови складних структур даних)

• Масиви
• Об'єкти / конструкції.

Паралельно в LISP : Мінуси комірок, списків

Засоби абстракції

• Весь синтаксис потоку управління (якщо, поки для)
• Всі оператори BUILTIN ( +, -, *, /, ...)
• Усі функції (до цієї категорії ми включаємо класи та методи)

Паралельно в LISP : функції, синтаксичний цукор let,define

Мова програмування, як правило, визначається своїм синтаксисом та семантикою . І те і інше буде визначено в стандартах на мову.

Синтаксис визначає, як написати дійсну програму, а семантика визначає, що означає ця дійсна програма.

У ваших випадках синтаксис підкаже вам, що це за ваші примітиви, як ви їх поєднуєте та як їх абстрагуєте. Семантика розповість, що означають комбінації та абстракції.

Наприклад, синтаксис підкаже, як написати дійсний forцикл. Семантика розповість, що робить цикл for.

Якщо ви дійсно хочете почати аналізувати мову програмування, візьміть копію стандарту і подивіться, що там є. Я б дійсно почав з простої мови, як-от C, перш ніж заглиблюватися в Java. Я також прочитав би решту книги. Дізнавшись, чому мови програмування працюють так, як вони, зробив мене кращим програмістом, навіть якщо я не реалізую компілятори.

Я не знаю, чи це правильно, але я розумію поділ наступним чином:

примітивні вирази. Це такі речі, як >>, +, *, /, int, boolean, змінні, методи тощо.

засоби комбінування. Це може бути дискусійним, чи то про речі, як + і concact, чи то, що говорить про більш просунуті ідеї, такі як спадкування проти складу та методи, як це зробити. Інжектор, новий оператор, розширення і т.д.

засоби абстракції. Це був би синтаксис, який використовується для назви змінних та методів, а також засоби створення інтерфейсів, класів, статичних класів, методів перевантаження тощо.

Однак можливо, вам потрібно надати нам більше інформації з книги, щоб ми точно знали, що там мається на увазі.