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出版者:机械工业出版社

作者:刘瑞新

出品人:

页数:366

译者:

出版时间:2003-4

价格:33.0

装帧:平装

isbn号码:9787111119654

丛书系列:

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编程语言原理与实践：面向现代计算的深度解析 本书聚焦于计算科学的核心基石——编程语言的设计、实现与理论基础。它旨在为有志于深入理解软件构造底层机制的读者提供一个全面、严谨且富有洞察力的指南，超越单纯的语法学习，直抵语言哲学的深处。 第一部分：编程语言的理论基石 本部分将系统地梳理支撑所有现代编程语言的数学与逻辑基础，为后续的实践设计打下坚实的地基。 第一章：形式语言与自动机理论的回顾与深化 本章将从经典的有限自动机（FA）和下推自动机（PDA）出发，温故知新。重点在于将这些理论工具应用于现代语言分析，特别是上下文无关文法（CFG）在描述语法结构中的局限性与扩展（如LL(k)和LR(k)文法的详细构造与冲突解决）。我们将深入探讨正则文法到上下文相关文法的演进，并分析它们在处理宏定义、类型系统等复杂结构时的表现。此外，将介绍概率上下文无关文法（PCFG）在自然语言处理（NLP）中的应用背景，作为理论工具的应用延伸。 第二章：Lambda演算与函数式编程的本质 Lambda演算（$lambda$-calculus）是函数式编程的数学核心。本章将彻底解构无类型 $lambda$-演算，包括其基本操作（应用、抽象）、范式（正规序、应用序）以及最重要的——Church-Rosser定理（或称合流性）的意义。在此基础上，我们将过渡到有类型 $lambda$-演算，重点阐述简单类型系统（Simply Typed $lambda$-Calculus）如何通过Curry-Howard同构建立程序与数学证明之间的桥梁。我们将详细分析类型检查的算法，并探讨类型推导系统（如Hindley-Milner算法）的优雅之处及其在Haskell等语言中的实际应用。 第三章：类型理论的现代视角 类型系统不再仅仅是防止运行时错误的工具，它们是形式化规范和构建可靠系统的关键。本章将超越基本的代数数据类型，深入研究： 1. 依赖类型（Dependent Types）：介绍如何将程序中的值嵌入到类型中，从而在编译期验证更复杂的属性，例如证明数组的边界安全。我们将以Coq或Agda为例，展示依赖函数和命题为类型（Propositions as Types）的实际操作。 2. 子类型与多态性：对比参数多态（Parametric Polymorphism，如Haskell的类型变量）和子类型多态（Subtyping Polymorphism，如面向对象语言的继承）。深入探讨结构化子类型（Structural Subtyping）与标称子类型（Nominal Subtyping）的差异及其对代码复用和设计的长期影响。 3. 类型系统中的副作用管理：探讨如何使用Monad、Effect System等机制，在纯粹的类型框架内安全地隔离和管理I/O、异常抛出等非纯操作。 第二部分：编程语言的实现技术 本部分关注如何将抽象的语言规范转化为可在机器上高效执行的具体程序。 第四章：编译器设计：词法分析、语法分析与语义分析 本章提供了一个现代多阶段编译器的完整蓝图。 1. 词法与语法分析：超越传统的有限状态机和预测分析器，我们将重点讨论如何使用现代工具（如ANTLR或Flex/Bison的现代替代品）处理复杂的词法规则，并探讨如何设计健壮的LR(1)或LALR(1)解析器，特别是如何处理文法歧义和错误恢复。 2. 抽象语法树（AST）的构建与遍历：详细讨论AST的结构化表示，以及如何使用带位置信息的AST来支持精确的错误报告和重构工具的开发。 3. 中间表示（IR）的选择与转换：深入比较不同层次的IR，如三地址码（Three-Address Code, TAC）、静态单赋值形式（SSA）的原理和优势。重点分析SSA如何为后续的优化奠定基础。 第五章：代码生成与后端优化 本章是实现高性能代码的关键。 1. 指令选择与寄存器分配：分析基于图着色的寄存器分配算法（Graph Coloring Algorithm）的细节，以及它如何与目标机器的指令集架构（ISA）相结合。讨论指令选择中涉及的模式匹配技术。 2. 关键的编译优化技术：详细解析多项核心优化，包括： 常量折叠与传播（Constant Folding and Propagation） 循环不变量代码外提（Loop-Invariant Code Motion） 死代码消除（Dead Code Elimination） 过程间分析（Interprocedural Analysis）：介绍调用图（Call Graph）的构建及其在跨函数优化中的作用。 3. 即时编译（JIT）架构概述：简要介绍JIT的工作流程，包括解释器、基线编译器和优化编译器（Tiered Compilation）之间的协作，以及如何在运行时进行去优化（Deoptimization）处理。 第三部分：运行时系统与内存管理 理解程序运行时所需的支撑环境是高级系统设计的必备知识。 第六章：内存管理与垃圾回收机制 本章深入探讨程序如何与底层硬件内存交互。 1. 手动内存管理与所有权模型：详细分析Rust语言中的所有权（Ownership）、借用（Borrowing）和生命周期（Lifetimes）系统，阐述其如何在编译期保证内存安全，以及该模型对系统性能的积极影响。 2. 现代垃圾回收（GC）策略：全面对比追踪式（Tracing GC）与引用计数（Reference Counting）的优劣。重点剖析主流的追踪式GC算法： 标记-清除（Mark-and-Sweep） 及其缺点。 复制（Copying GC） 及其空间开销。 分代回收（Generational GC） 的理论依据与实践收益。 并发与增量回收 的复杂性与实现挑战（如读屏障/写屏障的机制）。 第七章：并发性、并行性与内存模型 现代应用严重依赖多核处理器的优势，本章聚焦于语言层面如何安全地暴露并发能力。 1. 并发抽象的对比：分析线程（Threads）、Actor模型（如Erlang/Akka）、CSP（Communicating Sequential Processes，如Go语言的Goroutines和Channels）的哲学差异与适用场景。 2. 共享内存模型：深入探讨C++内存模型（C++ Memory Model） 或Java内存模型（JMM） 的核心概念，特别是happens-before关系、内存屏障（Fences）的必要性及其与底层硬件缓存一致性协议（如MESI）的关系。 3. 数据竞争的预防：探讨如何通过语言特性（如不可变性、事务内存的理论模型）或运行时机制来预防竞态条件。 第四部分：特定范式与新兴趋势 本部分将考察具有影响力的编程范式及其在未来计算中的潜力。 第八章：面向对象语言的语义学 本章将用更形式化的语言重新审视面向对象编程（OOP）。 1. 消息传递与动态调度：解析虚函数表（v-table）的工作原理，以及动态派发（Dynamic Dispatch）在性能上的开销。 2. 封装、继承与组合：从类型系统的角度分析继承的层次结构如何影响子类型关系，并探讨“混合范式”语言（如Scala）如何试图结合OOP与FP的优点。 第九章：领域特定语言（DSL）的设计与实现 本章探讨如何为特定问题领域设计高效且表达力强的语言。 1. 嵌入式DSL（Embedded DSLs）：分析如何利用宿主语言（如Ruby的元编程能力或Haskell的Monad）来创建看起来像新语言的API。 2. 外部DSL（External DSLs）：讨论如何为外部DSL设计高效的解析器和解释器，并介绍如何利用前端工具链（如LLVM）将DSL编译成高性能的机器码。 结语：面向未来的语言设计 本书的最终目标是培养读者“设计”语言的能力，而非仅仅“使用”语言。通过对底层理论、编译技术和运行时环境的全面掌握，读者将能批判性地评估现有语言的优缺点，并有能力参与下一代计算工具的构建。

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天哪，我最近在准备一个非常重要的认证考试，本来以为手头这本号称“全面覆盖考点”的教材能给我带来极大的信心，结果翻开之后，简直是心凉了半截。这本书给我的感觉就像是把一堆零散的知识点硬生生地塞进了一个目录里，完全没有建立起一个连贯的学习脉络。比如，讲到算法部分，它直接就丢出了好几个复杂的排序算法的伪代码，却几乎没有对每一步操作背后的时间复杂度和空间复杂度进行深入浅出的剖析，更别提用实际的例子来辅助理解那种“为什么我们要用快速排序而不是冒泡排序”的底层逻辑了。对于一个初学者来说，这简直是灾难性的。我不得不去别的平台寻找那些提供详细图解和逐步推导的在线课程，才能勉强跟上进度。这本书的习题设计也极其的模式化，很多题目似乎只是换了几个数字，但考察的底层思维模型却是一样的。我期待的是能够引导我进行批判性思考，并能举一反三的应用到新问题上的指导，而不是这种机械的重复练习。如果只是想要一本刷题工具，市面上或许有更专业的题库，但作为一本“教程”，它在构建知识体系方面的失职，真的让人非常失望。

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这本书的配套资源几乎是零。作为一本面向考试的“系列教程”，我非常期待它能提供一些高质量的在线支持，比如配套的源码示例、可以下载的实验环境配置指南，或者至少是一个可以提问和交流的社区链接。然而，这本书的包装盒里除了纸张，什么都没有。我去官方网站查找，发现链接指向一个很久没有更新的页面，上面的留言区尘封已久。对于一个技术性的学习过程而言，及时的反馈和对实际操作问题的解决支持是至关重要的。当我遇到一个代码编译错误，或者对书本上一个晦涩难懂的配置步骤产生疑问时，我发现我完全无处求助。这种孤立无援的学习体验，极大地挫伤了我的学习积极性。一本好的教材，应该是一个知识的入口，同时也是一个资源的集散地，而不是一个知识的孤岛。

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这本书对于考试技巧的侧重远远超过了对实际能力的培养。从目录的安排就能看出来，它把大量的篇幅放在了“历年真题分析”和“高频考点押题”上。虽然这对于短期内通过考试或许有一定的帮助，但它带来的副作用是巨大的：学习者容易陷入死记硬背的状态，只关注那些“出题人喜欢什么”，而忽略了这些技术在现实世界中是如何被应用和演进的。比如，它花了很大篇幅去解析一个特定年份的选择题的陷阱在哪里，却对更具前瞻性的新技术趋势，比如云计算、DevOps理念在软件开发中的融合趋势只是一笔带过，用的是非常过时的术语。如果说学习是为了更好地工作，那么这本书提供的知识储备，可能只能让我通过一个考试，却无法让我胜任一个实际的初级工程师岗位。它培养的是“应试者”，而不是“解决问题的人”。

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让我尤其感到困惑的是，这本书在关键概念的定义上显得含糊不清，甚至是存在歧义的。我花了好大力气才弄明白它对“面向对象”的理解似乎与业界主流的定义略有偏差。它似乎更侧重于讲解语法层面的实现，比如如何使用特定的关键字来定义类和继承，却很少深入探讨封装、多态和抽象这些核心设计原则的哲学意义和实际应用价值。比如，在讨论异常处理机制时，它只是简单地罗列了try-catch语句的用法，却完全没有提及何时应该抛出异常、何时应该捕获异常，以及如何设计一个健壮的错误恢复策略。这种教学上的“浅尝辄止”，对于想要真正掌握编程艺术的人来说是远远不够的。我需要的是能够激发我思考“为什么”的深度解读，而不是仅仅告诉我“怎么做”的简单操作指南。坦白说，很多网络上的博客和技术论坛上都能找到比这本书更有洞察力的见解。

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这本书的排版和装帧设计简直是上个世纪的产物。拿到手上的时候，那种纸张的质感就让人感觉不太舒服，油墨的味道也比较重，长时间阅读下来，眼睛非常容易疲劳。更要命的是，它的章节结构安排得毫无章法可言。前一章还在讲解数据结构中的链表操作，后一章突然跳到了操作系统中的进程同步问题，中间没有任何平滑的过渡或者章节小结来提醒读者，我们要进行知识领域的切换了。这种突兀的跳转，使得我在尝试建立跨学科知识联系时遇到了极大的障碍。要知道，在信息技术领域，很多高级概念都是建立在对基础知识的融会贯通之上的，比如网络协议的设计就深深依赖于对离散数学和图论的理解。这本书的处理方式，完全割裂了这些知识点之间的内在联系，让学习过程充满了不必要的认知负荷。我宁愿它用更现代、更清晰的图表和配色来辅助理解那些抽象的概念，也不愿意面对这种密密麻麻、缺乏视觉引导的文字墙。

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