编程语言实现模式

编程语言实现模式 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:华中科技大学出版社
作者:Terence Parr
出品人:
页数:388
译者:李袁奎
出版时间:2012-3-20
价格:72.00元
装帧:平装
isbn号码:9787560977003
丛书系列:
图书标签:
  • 编译原理
  • 编程语言
  • 程序设计
  • 计算机
  • 编程
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具体描述

《编程语言实现模式》旨在传授开发语言应用(工具)的经验和理念,帮助读者构建自己的语言应用。这里的语言应用并非特指用编译器或解释器实现编程语言,而是泛指任何处理、分析、翻译输入文件的程序,比如配置文件读取器、数据读取器、模型驱动的代码生成器、源码到源码的翻译器、源码分析工具、解释器,以及诸如此类的工具。为此,作者举例讲解已有语言应用的工作机制,拆解、归纳出31种易于理解且常用的设计模式(每种都包括通用数据结构、算法、策略)。虽然示例是用Java编写的,但相信读者可以触类旁通,利用这些设计模式构建针对其他编程语言(既包括特定领域语言,也包括通用编程语言)的应用。

《软件构筑的艺术:洞悉现代编程语言的内在逻辑》 本书并非直接阐述某种特定编程语言的语法或使用技巧,而是致力于深入剖析现代编程语言得以设计的核心原理与构建模式。我们旨在揭示那些隐藏在简洁代码背后的深邃逻辑,让你在面对不同的编程范式时,能以一种更具洞察力的方式去理解、去驾驭。 核心内容概述: 语言设计的基石:抽象与封装的艺术 我们将从最基础的层面出发,探讨编程语言如何通过抽象来简化复杂的世界,让开发者能够专注于问题的本质而非底层细节。你会了解到不同层次的抽象是如何被组织和实现的,以及封装如何成为保护信息、降低耦合的关键。这部分内容将聚焦于各种抽象机制的设计考量,例如数据抽象(类型系统、抽象数据类型)、控制抽象(函数、过程、lambda演算)、以及面向对象模型中的类和接口设计。我们将分析不同语言在这些抽象层面的权衡与取舍,以及它们如何影响程序的结构和可维护性。 结构与控制流的艺术:流畅的代码脉络 程序的执行流程是其生命线。本书将详细审视编程语言中用于组织和控制代码执行顺序的各种模式。从基本的顺序、分支、循环,到更高级的协程、异步编程、状态机,我们将解析这些控制流机制的底层实现原理,以及它们在不同语言中的具体表现形式。我们将探讨异常处理机制的设计哲学,以及它们如何平衡代码的健壮性和可读性。此外,还将涉及事件驱动模型、响应式编程等现代编程范式是如何通过特定的结构与控制流模式来实现的,并分析它们在处理并发和异步任务时的优势。 数据表示与转换的艺术:信息的流转之道 数据是程序的灵魂。本书将深入探讨编程语言如何有效地表示和管理数据。从基本的数据类型到复杂的数据结构(数组、链表、树、图等),我们将分析它们在内存中的表示方式、访问效率以及适用的场景。更重要的是,我们将聚焦于数据之间的转换和操作,包括表达式求值、类型转换、函数式编程中的不可变性与纯函数等概念。我们将探讨不同语言在处理内存管理(垃圾回收、手动管理)方面的策略,以及这些策略对程序性能和安全性的影响。 并发与并行:驾驭多核时代的挑战 随着硬件的发展,利用多核处理器实现并发与并行已成为软件开发的重要课题。本书将系统性地分析编程语言为解决并发问题提供的各种工具和模式。我们将深入理解线程、进程、锁、信号量、原子操作等基本并发原语的设计原理。同时,我们将探讨更高级的并发模型,如Actor模型、CSP(Communicating Sequential Processes)、以及利用消息队列进行进程间通信的设计思路。针对并行计算,我们将解析数据并行、任务并行等概念,以及语言层面提供的并行数据结构和并行执行框架。 元编程与扩展性:代码的自我演进 一些语言允许程序在运行时检查、修改甚至生成自身的代码,这便是元编程的魅力。本书将探讨宏、反射、代码生成等元编程技术,以及它们如何增强语言的表达能力和可扩展性。我们将分析这些技术在不同语言中的实现方式,以及它们如何被用来构建领域特定语言(DSL)、实现高度可配置的框架,或优化性能。 类型系统:严谨的逻辑保障 类型系统是编程语言的核心组成部分,它为代码的正确性和安全性提供了强大的保障。本书将从静态类型与动态类型、强类型与弱类型等基本概念出发,深入分析各种类型系统的设计哲学。我们将探讨类型推断、泛型、高阶类型、依赖类型等高级类型特性,以及它们如何帮助开发者捕捉错误、提高代码的可读性和可维护性。 编译与解释:代码的生命周期 我们还将触及编程语言从源代码到可执行程序的转化过程。本书将概述编译器和解释器的基本工作原理,包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化等关键阶段。我们将探讨不同语言在编译时机和执行策略上的差异,以及它们对程序性能的影响。 本书的学习价值: 通过深入理解这些构建模式,你将能够: 跨越语言的藩篱: 无论是Python、Java、C++还是Rust,你都能快速理解它们的设计精髓,从而更高效地学习和使用新语言。 写出更优雅、更健壮的代码: 洞悉底层原理,能帮助你做出更明智的设计决策,避免常见的陷阱,写出易于理解、易于维护的高质量代码。 成为更出色的软件架构师: 理解语言的设计模式,是构建复杂、可扩展、高性能软件系统的基石。 为语言设计贡献力量: 对于有志于参与编程语言设计或改进的读者,本书将提供宝贵的理论基础和实践指导。 本书旨在培养一种“思考编程语言如何运作”的能力,而非仅仅“如何使用某种编程语言”。我们将通过丰富的案例分析和理论阐述,带领你踏上一段深入探寻软件构筑艺术的旅程。

作者简介

Terence Parr是美国旧金山大学的计算机教授、研究生导师,他一直致力于从事ANTLR项目(antlr.org)和模板引擎(stringtemplate.org)的设计和开发工作。Terence曾担任IBM、洛克希德马丁、NeXT、雷诺汽车等公司的技术顾问,另著有《ANTLR权威指南》。

目录信息

第1部分 读取输入
第1章 初探语言应用 3
1.1 大局观 3
1.2 模式概览 5
1.3 深入浅出语言应用 9
1.4 为语言应用选择合适的模式 17
第2章 基本解析模式 21
2.1 识别式子的结构 22
2.2 构建递归下降语法解析器 24
2.3 使用文法DSL来构建语法解析器 26
2.4 词法单元和句子 27
第3章 高阶解析模式 49
3.1 利用任意多的向前看符号进行解析 50
3.2 记忆式解析 52
3.3 采用语义信息指导解析过程 52
第2部分 分析输入
第4章 从语法树构建中间表示 73
4.1 为什么要构建树 75
4.2 构建抽象语法树 77
4.3 简要介绍ANTLR 84
4.4 使用ANTLR文法构建AST 86
第5章 遍历并改写树形结构 101
5.1 遍历树以及访问顺序 102
5.2 封装访问节点的代码 105
5.3 根据文法自动生成访问者 107
5.4 将遍历与匹配解耦 110
第6章 记录并识别程序中的符号 131
6.1 收集程序实体的信息 132
6.2 根据作用域划分符号 134
6.3 解析符号 139
第7章 管理数据聚集的符号表 155
7.1 为结构体构建作用域树 156
7.2 为类构建作用域树 158
第8章 静态类型检查 181
第3部分 解释执行
第9章 构建高级解释器 219
9.1 高级解释器存储系统的设计 220
9.2 高级解释器中的符号记录 222
9.3 处理指令 224
第10章 构建字节码解释器 239
10.1 设计字节码解释器 241
10.2 定义汇编语言语法 243
10.3 字节码机器的架构 245
10.4 如何深入 250
第4部分 生成输出
第11章 语言的翻译 278
11.1 语法制导的翻译 280
11.2 基于规则的翻译 281
11.3 模型驱动的翻译 283
11.4 创建嵌套的输出模型 291
第12章 使用模板生成DSL 312
12.1 熟悉StringTemplate 313
12.2 StringTemplate的性质 316
12.2 从一个简单的输入模型生成模板 317
12.4 在输入模型不同的情况下复用模板 320
12.5 使用树文法来创建模板 323
12.6 对数据列表使用模板 330
12.7 编写可改变输出结果的翻译器 336
第13章 知识汇总 348
13.1 在蛋白质结构中查找模式 348
13.2 使用脚本构建三维场景 349
13.3 处理XML 350
13.4 读取通用的配置文件 352
13.5 对代码进行微调 353
13.6 为Java添加新的类型 354
13.7 美化源代码 355
13.8 编译为机器码 356
参考文献 359
索引 361
· · · · · · (收起)

读后感

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最近在看这本书,初衷是学习编译器实现的相关模式。 做过编译器前端的相关开发工作,所以感觉本书前面提及的内容都还比较浅显易懂。 但到了后面的,语意分析,代码执行等部分一直是用ANTLR描述语言来讲解。 这和我的预期有很大的不同。 我以前没用过ANTLR, 现在也不打算学习这...  

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2012年4月第一版第一次印刷 P59最后一段“由于C++函数头文件不限大小”,英文版中是“function header”应翻译为函数头。 P88页中间“因此可以用前缀操作父^制定操作符词法单元”,英文版中是”suffix“应翻译为后缀。  

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前两天去图书馆转悠,看到了这本书,还蛮新的就带回宿舍了。 说起来这是第一次看有关实现一门语言的书。龙书这样的大部头当然就更没有看过了,不敢贸然比较。 这本书给我的感觉是,作者始终站在一个较高的层面来看待语言的实现,全书讲解了数十个模式,但并未陷入到复杂的代...  

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最近比较关注Programming Language Processor方面的书,有大部头深入浅出的龙书,也有精辟的Model Checking,不过真要落到实处,还是需要从一行行代码开始写起。软件理论大多晦涩,现有的一些工具实现方式大多古老(比如SPIN是YACC+C,图形上使用的tk/tcl),要开源或者产品化...  

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标题的观点是关于本书的某个评价,觉得再贴切不过。这本书是野路子,不同于任何一本compiler的书,直接了当的描述implementation patterns(前端)。看看这本书的篇幅你就会知道,看了这本书,你并不会得到编译原理相关的太多知识的。你其实仍然需要一本诸如龙书这样的书来真正...  

用户评价

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作为一名资深程序员,我最近购入了一本名为《编程语言实现模式》的书,尽管我尚未深入研读,但从其目录和零星翻阅的内容来看,我对其内容和价值已经有了初步的判断。这本书似乎是一次对编程语言设计与实现背后深层逻辑的探索之旅。我个人对编译器、解释器以及虚拟机的工作原理一直抱有浓厚的兴趣,而这本书的题目恰好触及了这个领域的核心。想象一下,能够解构像C++、Java、Python这些强大语言的内部运作机制,理解它们是如何被翻译、执行,以及如何管理内存和优化性能的,这本身就是一件极具吸引力的事情。我尤其期待书中能详细阐述诸如词法分析、语法分析、抽象语法树(AST)的构建、中间代码生成、以及各种优化技术(如循环展开、内联函数)等关键环节。这些是理解语言特性和性能瓶颈的基石。此外,对于各种编程范式(如面向对象、函数式、逻辑式)的实现考量,书中是否能提供具体的模式和技巧,我也非常期待。毕竟,不同的范式往往需要不同的底层实现策略,而一个好的实现模式能够极大地提升语言的表达力和效率。我希望这本书能像一个经验丰富的向导,带领我一步步揭开这些复杂系统的神秘面纱,让我能够不仅仅是“使用”这些语言,更能“理解”它们,甚至在未来有机会参与到新语言的设计与实现中。

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我对于《编程语言实现模式》这本书的初步感受是,它不仅仅是一本技术手册,更像是一本关于“思想”的书。在我的编程生涯中,我曾无数次遇到过各种语言特性和实现上的困惑,而这本书似乎提供了一个统一的视角来解读这些现象。我非常期待书中能够深入探讨那些贯穿于不同编程语言实现的“共性”和“模式”。例如,如何有效地处理递归、如何实现内存管理(手动或自动)、如何设计灵活的错误处理机制,以及如何构建一个健壮的并发模型。我希望书中不仅仅是列举各种实现方式,更能分析这些模式的优缺点,以及它们适用于何种场景。我觉得,理解这些“模式”能够帮助我跳出单一语言的局限,形成一种跨语言的、更具普适性的编程思维。这本书给我的感觉是,它能够帮助我建立起一个关于“语言”的“元认知”,让我能够更深刻地理解不同语言之间的异同,以及它们背后的设计哲学。这种能力的提升,对于我在学习新语言、理解复杂框架,甚至在进行技术选型时,都将起到至关重要的作用。

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我最近偶然接触到了《编程语言实现模式》这本书,它给我留下了一种“大开眼界”的初步印象。虽然我还没有来得及细细品读,但仅仅是浏览其章节标题和一些示例代码片段,就让我感受到了它在深度和广度上的非凡之处。我一直对那些将高级概念转化为机器指令的“幕后英雄”——编译器和解释器——充满了好奇。这本书似乎不仅仅是罗列一些技术名词,而是真正深入到“模式”层面,去揭示在语言实现过程中,那些被反复验证、行之有效的解决方案。我非常好奇书中对于不同类型语言(例如静态类型与动态类型、编译型与解释型)的实现差异,以及它们各自的优劣势会有怎样的分析。我特别期待书中能够讲解一些关于类型系统、垃圾回收机制、以及并发模型是如何在语言层面被设计的,这些都是决定一门语言是否强大、易用的关键要素。这本书给我的感觉是,它提供了一个从宏观到微观的视角,让我们能够理解一门编程语言不仅仅是语法糖,更是背后精妙的工程设计和理论实践的结晶。我希望这本书能帮助我建立起一个更系统、更全面的编程语言知识框架,让我对未来学习和开发新的语言工具产生更深的启发。

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在我看来,《编程语言实现模式》这本书所承诺的,是一次深入编程语言“心脏”的探险。我一直认为,要真正成为一名优秀的工程师,理解我们所依赖的工具的内在机制是必不可少的。而编程语言,无疑是我们最核心的工具之一。这本书似乎提供了一个绝佳的机会,让我能够窥探那些将我们编写的代码转化为机器能够执行的指令的过程。我非常好奇书中是否会涉及关于虚拟机(VM)的设计和实现,例如Java虚拟机(JVM)或.NET通用语言运行时(CLR)的原理,以及它们如何实现跨平台运行和内存管理。另外,对于脚本语言的动态特性,如动态类型、动态方法查找等,是如何在实现层面被高效支持的,我也很想了解。我希望这本书能够提供一些关于如何设计一个易于扩展、易于维护的语言实现架构的思路。这对于我今后在构建复杂系统或者参与开源项目时,都会非常有益。这本书给我的感觉是,它不仅仅是关于“如何做”,更是关于“为何如此”。这种对底层原理的探究,能够极大地提升我解决问题的能力和对技术的洞察力。

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从我拿到《编程语言实现模式》这本书到现在,虽然还没能完整地消化内容,但我对其潜在的价值已经有了相当的预期。这本书给我的感觉,就像是为我打开了一扇通往“语言底层”的大门。我一直认为,真正掌握一门编程语言,不仅仅是熟悉它的语法和API,更重要的是理解它为何是这样设计的,它的性能瓶颈在哪里,以及它在不同场景下最适合的运用方式。而这本书似乎正是致力于解答这些“为什么”和“如何做”的问题。我尤其看重书中是否能够提供关于如何构建一个高效、可扩展的语言实现框架的指导。这包括了对前端(解析、语义分析)和后端(代码生成、优化)的深入剖析,以及如何选择合适的数据结构和算法来支持这些过程。此外,我个人对语言的模块化和可扩展性设计非常感兴趣。一个好的语言实现模式,应该能够支持语言功能的不断迭代和丰富,而不是一次性的固定设计。我希望这本书能够让我从“使用者”的角度,跃升到“设计者”的视角,去思考一门语言的生命周期和演进过程。这种能力的提升,对于我个人在软件架构设计和性能调优方面,无疑会带来极大的帮助。

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继续填坑,还指望着看完这个去定制下CoffeeScript呢……感谢徐老师赠书(再一次o(∩_∩)o )

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更像ANTLR的使用手册,适合用来构建编译器前端时,作为参考的书籍。

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编译原理的另一种讲解

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给初学者打开眼界和获取灵感

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继续填坑,还指望着看完这个去定制下CoffeeScript呢……感谢徐老师赠书(再一次o(∩_∩)o )

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