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出版者:西安电子科技大学出版社

作者:方睿、吴震、吴四九/国别：中国大陆

出品人:

页数:264

译者:

出版时间:2006-6

价格:25.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560616735

丛书系列:

图书标签:

• 网络数据库
• 数据库应用
• 数据库开发
• Web开发
• 数据库教程
• 网络编程
• 后端开发
• SQL
• PHP
• Java

现代编程语言核心概念与实践：从基础语法到高级范式 本书导言： 在信息技术日新月异的今天，编程语言作为构建数字世界的基石，其重要性不言而喻。本书旨在为有志于深入理解现代编程语言设计哲学、掌握核心概念并能高效应用于实际项目的读者提供一本详尽的、侧重于“内功心法”的教程。我们深知，单纯的语法罗列无法成就优秀的工程师，唯有理解语言背后的设计思想、内存管理机制以及不同编程范式的精髓，才能在面对复杂系统和技术演进时游刃有余。本书将彻底绕开数据库、网络连接等应用层技术细节，专注于编程语言本身的技术深度和理论基础。 第一部分：编程语言的基石——类型、内存与控制流 第一章：编程语言的本体论与抽象层级 本章将探讨编程语言的本质。我们将从图灵机模型出发，追溯高级语言的起源与演进，分析不同代编程语言（如过程式、面向对象、函数式）的核心差异。重点剖析编译型语言与解释型语言的执行模型差异，深入探究字节码和虚拟机（VM）在现代语言实现中的作用。我们将详细阐述抽象语法树（AST）的构建过程，这对于理解编译器前端至关重要。 第二章：类型系统的深度解析 类型系统是现代编程语言的灵魂。本书将超越简单的静态/动态类型划分，深入探讨类型系统的设计哲学。内容涵盖： 1. 静态类型系统的精细化： 结构化子类型（Structural Subtyping）与命名子类型（Nominal Subtyping）的权衡；泛型（Generics）的实现机制，包括类型擦除（Type Erasure）与具体化（Reification）。 2. 动态类型系统的运行时效能： 鸭子类型（Duck Typing）在不同场景下的优势与风险；运行时类型检查的开销分析。 3. 高级类型理论基础： 介绍代数数据类型（ADT）和模式匹配（Pattern Matching）在提高代码安全性和表达力方面的作用。探讨依赖类型（Dependent Types）在形式化验证中的潜力。 第三章：内存管理与生命周期控制 内存是程序运行的物质基础，有效的管理是高性能软件的关键。本章将聚焦于不同语言如何处理内存生命周期： 1. 手动内存管理（C/C++ 范式）： 深入讲解堆（Heap）与栈（Stack）的精确使用，剖析内存分配器（如 `malloc`/`free`）的工作原理，并探讨内存泄漏和悬垂指针的成因与规避。 2. 基于引用的自动垃圾回收（GC）： 详细介绍引用计数（Reference Counting）的局限性；深入剖析追踪式垃圾回收算法，包括标记-清除（Mark-and-Sweep）、复制收集（Copying Collectors，如半区/代际收集器）的工作流程，以及如何最小化“Stop-the-World”的停顿时间。 3. 所有权与借用检查器（Rust 范式）： 这是一个重点章节，我们将详细解析所有权模型如何通过编译时检查实现零开销抽象，以及生命周期注解（Lifetimes）如何确保数据访问的安全性。 第四章：控制流与并发基础 本章处理程序执行的顺序和并行性。我们将比较命令式编程中的顺序、分支、循环结构，并过渡到更复杂的控制流。 1. 异常处理与错误传播： 比较基于返回值的错误处理（Result Types）与基于异常的错误处理在代码清晰度和性能上的优劣。 2. 同步与异步的范式转换： 深入理解并发（Concurrency）与并行（Parallelism）的区别。分析线程模型、协程（Coroutines）的实现原理，以及异步编程（如 Futures/Promises）如何实现非阻塞I/O，并探讨异步运行时（Async Runtime）的设计。 第二部分：编程范式的深度探究 第五章：面向对象编程（OOP）的本质与局限 本书将以批判性的眼光审视面向对象编程。我们将剖析封装、继承和多态这三大支柱的底层实现： 1. 多态的实现细节： 虚函数表（V-Table）的结构与查找机制；动态派发（Dynamic Dispatch）与静态派发（Static Dispatch）的性能对比。 2. 继承的挑战： 探讨“菱形继承”问题和脆弱基类问题，并引出组合优于继承的设计原则。 3. 接口与抽象： 比较不同语言中接口（Interfaces）和抽象类（Abstract Classes）的语义差异。 第六章：函数式编程（FP）的核心要素 函数式编程强调“计算即数学函数”。本章是理解现代高阶编程的关键： 1. 纯函数的威力： 阐述引用透明性（Referential Transparency）的意义，以及副作用（Side Effects）的严格控制。 2. 高阶函数与柯里化： 详细讲解函数作为一等公民的概念，以及柯里化（Currying）和函数组合（Function Composition）如何简化复杂逻辑。 3. 不可变性（Immutability）： 探讨不可变数据结构（如持久化数据结构）的设计原理，及其在并发环境中的天然优势。 4. 函子（Functors）、应用子（Applicatives）与单子（Monads）： 这是一个理论性较强的章节，我们将通过清晰的数学定义和编程实例，解释这些结构如何系统性地管理上下文和副作用，而无需诉诸于命令式编程的命令序列。 第七章：元编程与代码生成 元编程是指程序编写程序的能力。本章探讨如何利用语言特性进行代码的内省与生成： 1. 反射（Reflection）机制： 分析运行时检查类型、方法和字段的能力，以及使用反射带来的性能成本。 2. 宏（Macros）系统： 比较Lisp风格的语法扩展宏（Hygiene Issues）与现代语言如Rust中的声明性过程宏（Procedural Macros），理解它们如何在编译期安全地操作代码结构。 3. 代码生成技术： 探讨如何通过代码生成工具（如注解处理器）在编译阶段自动生成样板代码，提高开发效率。 第三部分：面向现代系统的优化与实践 第八章：性能分析与低延迟编程 本章侧重于如何利用语言特性和底层知识优化程序性能： 1. 缓存友好性与数据布局： 分析CPU缓存行（Cache Lines）的工作原理，讲解如何通过结构体对齐（Structure Alignment）和数据局部性（Data Locality）优化内存访问模式。 2. 避免分支预测失误： 探讨条件语句对流水线（Pipeline）的影响，并介绍如何使用查找表或函数指针来减少分支惩罚。 3. JIT编译器的优化路径： 简要介绍即时编译（JIT）技术如何通过热点代码识别和内联（Inlining）优化来提升解释执行的性能。 第九章：编程语言的互操作性 在实际工程中，单一语言往往难以解决所有问题。本章讨论如何打破语言边界： 1. Foreign Function Interface (FFI)： 深入剖析如何安全地从一种语言（如Go、Rust）调用另一种语言（如C）的库，包括数据封送（Data Marshaling）和调用约定（Calling Conventions）。 2. WebAssembly（Wasm）的未来角色： 介绍Wasm作为一种安全、高性能的编译目标，如何在浏览器外和服务器端承载不同语言的执行环境。 结语：面向未来的语言设计趋势 本书最后将展望编程语言的前沿研究方向，包括形式化验证在主流语言中的普及、系统级编程语言对安全性的持续追求，以及对异构计算（GPU/FPGA）友好的新型抽象模型的探索。 适用人群： 本书不适合初次接触编程概念的读者。它主要面向具备至少一门主流语言（如Java、C++、Python）使用经验，希望从“如何使用”晋升到“如何理解和设计”的资深开发者、编译器工程师、系统架构师以及计算机科学专业的高年级学生。阅读本书，您将构建起坚实的编程语言理论基础，从而能够更快速、更深入地掌握任何新的编程范式和技术栈。

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