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出版者:Addison Wesley

作者:Robert W. Sebesta

出品人:

页数:752

译者:

出版时间:2007-4-28

价格:USD 131.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780321493620

丛书系列:

图书标签:

• 计算机科学
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深入理解计算思维与软件构建：一本面向未来的编程语言导论 本书核心聚焦于： 计算机科学基础理论的坚实构建，软件开发范式的演进，以及面向复杂系统构建的编程语言设计哲学与实践应用。我们旨在提供一个超越特定语法约束的、系统性的视角，揭示不同编程范式背后的思维模型，并探讨如何利用语言特性高效地解决实际工程问题。 --- 第一部分：计算的本质与抽象的基石 第1章：从图灵机到冯·诺依曼架构：计算模型的理论溯源 本章将追溯现代计算理论的源头，从抽象的、形式化的计算模型（如图灵机和Lambda演算）出发，阐释计算的极限与潜力。我们将深入剖析这些模型如何奠定所有现代编程语言的理论基础。随后，内容将过渡到硬件层面的实现——冯·诺依曼架构的优势与局限性，及其对早期编程方法的影响。重点讨论状态（State）和控制流（Control Flow）在这一基本架构中的体现，为理解后续的高级抽象做好铺垫。 第2章：数据、类型与表示：构建可靠系统的第一道防线 数据类型系统是衡量一门语言严谨性的核心标准。本章将详细探讨数据如何在内存中被表示（位、字节、内存布局），以及编程语言如何提供抽象层来管理这种表示的复杂性。我们将对比静态类型系统与动态类型系统在编译时检查与运行时灵活性的权衡。深入解析基本类型、复合类型（数组、记录、联合体）的构造，并探讨代数数据类型（Algebraic Data Types, ADT）在表达复杂领域模型方面的强大能力。类型安全（Type Safety）的概念将贯穿本章，论述类型系统如何成为预防软件错误的有力工具。 第3章：控制流与执行模型：程序如何“流动” 程序的执行过程即是控制流的体现。本章超越简单的顺序执行，系统性地分析结构化控制（如条件语句、循环结构）与非结构化控制（如GOTO语句的历史地位与现代替代方案）。我们将重点研究函数式编程中的控制流抽象，特别是高阶函数、递归和尾部调用优化如何替代传统的循环结构，实现更简洁、更易于推理的逻辑流。同时，对异常处理机制（Exception Handling）的机制和哲学进行探讨，比较不同语言中错误传播模型的优劣。 --- 第二部分：编程范式的多元宇宙 本部分是全书的核心，旨在拆解主流编程范式，展示每一种范式解决特定类型问题的独特视角和优势。 第4章：过程式与命令式编程：掌控机器的直接指令 过程式编程是现代软件开发的基础支柱。本章侧重于理解过程（函数/子程序）作为代码复用单元的重要性。我们将分析参数传递机制（值传递、引用传递、共享引用），及其对程序副作用（Side Effects）的控制影响。命令式编程的核心在于“改变状态”，本章将深入剖析如何通过变量的生命周期、作用域（Scope）规则来管理这种状态的修改，并讨论局部性与全局性状态管理带来的复杂性挑战。 第5章：面向对象编程（OOP）：封装、继承与多态的架构威力 OOP的核心在于将数据和操作数据的方法绑定在一起，形成对象。本章将详细解构OOP的三大支柱： 1. 封装（Encapsulation）： 信息的隐藏与接口的清晰定义。 2. 继承（Inheritance）： 代码的层次化复用与“is-a”关系建模。 3. 多态（Polymorphism）： 动态绑定（运行时）与静态绑定（编译时）的实现机制。 我们将对比基于类（Class-based）和基于原型（Prototype-based）的实现差异，并探讨如何在多重继承、接口（Interface）设计中避免“菱形继承”等设计陷阱。 第6章：函数式编程（FP）：消除副作用与数据转换的艺术 函数式编程视计算为数学函数的求值过程，强调不可变性（Immutability）和纯函数（Pure Functions）。本章将深入探索： 1. 一等公民函数（First-Class Functions）与高阶函数的使用模式。 2. Lambda表达式的简洁性与应用场景。 3. 不可变性如何简化并发编程和推理复杂算法。 4. 惰性求值（Lazy Evaluation）与严格求值（Eager Evaluation）的性能和语义差异。 5. 范畴论在函数式设计中的初步体现（如Monad的概念介绍，着重于其实用意义）。 第7章：逻辑式编程与并发模型：声明性思维与并行化 逻辑式编程（如Prolog）提供了一种声明式的视角，程序描述的是“是什么”而非“如何做”。本章将介绍基于事实（Facts）、规则（Rules）和查询（Queries）的推理机制。在进入并发领域时，我们将探讨传统基于共享内存的并发模型（如线程与锁）的固有风险，并对比消息传递（Message Passing，如Actor模型）和软件事务内存（STM）等更安全的并发抽象范式。 --- 第三部分：语言实现、生态与未来趋势 第8章：编译与解释：代码如何转化为机器指令 本章从语言实现的角度审视编程语言的生命周期。我们将对比编译（Compilation）和解释（Interpretation）两种主流执行策略的权衡。深入剖析编译器的前端（词法分析、语法分析、语义分析）和后端（中间表示、优化、代码生成）。同时，探讨即时编译（JIT Compilation）如何结合两者的优势，在性能和灵活性之间取得平衡。 第9章：内存管理与资源生命周期 高效的资源管理是构建高性能系统的关键。本章将对比手动内存管理（如C/C++中的`malloc`/`free`）带来的精确控制与潜在的内存泄漏、悬垂指针风险。随后，重点分析自动垃圾回收（Garbage Collection, GC）的不同算法（如引用计数、标记-清除、分代回收），及其对程序执行时间（Stop-the-World现象）的影响。讨论资源获取即初始化（RAII）等现代语言特性在确定性资源释放中的作用。 第10章：元编程与语言扩展性 元编程（Metaprogramming）允许程序编写或操作其他程序。本章探讨反射（Reflection）、宏（Macros，特别是卫生宏与非卫生宏的区别）、以及代码生成技术。我们将展示如何利用这些高级技术来减少样板代码（Boilerplate Code），实现领域特定语言（DSL）的嵌入与扩展，从而提升代码的表达力和可维护性。 第11章：面向未来的挑战：类型安全、并发与形式化验证 展望现代软件工程面临的挑战，本章聚焦于下一代语言设计趋势： 1. 更强大的类型系统： 探索依赖类型（Dependent Types）在将程序规格纳入类型系统中的潜力。 2. 安全并发模型： 深入研究Rust语言中所有权（Ownership）和借用检查器（Borrow Checker）等系统级内存安全机制的原理。 3. 形式化验证基础： 介绍如何使用契约式编程（Design by Contract）和模型检验来提高关键任务软件的可靠性。 --- 本书特色： 本书不局限于对某一特定语言（如Java、Python或Haskell）的语法手册式讲解，而是通过对比不同语言中实现相同概念的多种方式，提炼出跨越语法的核心设计模式和计算原理。读者在完成本书学习后，将能够深刻理解现有语言的设计取舍，并有能力批判性地评估和选择最适合特定工程需求的编程工具和范式。

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这本书的体量不小，我需要投入相当多的时间和精力去消化。然而，当我沉浸其中，开始理解各种语言特性背后的设计思想时，我感到了一种前所未有的满足感。我特别喜欢作者对“范式（Paradigms）”的阐述，它不仅仅是列举了面向对象、函数式、过程式等，而是深入探讨了不同范式如何影响程序员的思维方式和代码组织结构。例如，在函数式编程的部分，作者详细介绍了“纯函数”、“高阶函数”、“不可变性”等概念，并解释了它们如何带来更强的代码可预测性和并发安全性。这些内容对我来说，就像打开了一扇新的大门，让我开始用不同的眼光去审视我过去的代码。我甚至开始尝试将函数式编程的思想融入到我日常的面向对象开发中，发现了一些很有趣的优化思路。这本书的价值，在于它能够帮助我打破固有的思维模式，拓展我对编程的理解边界。

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这本书的篇幅虽然不小，但内容安排得非常紧凑，几乎每一页都能学到新东西。我特别被其中关于“元编程”的章节所吸引。作者深入浅出地讲解了如何让程序能够像数据一样被处理和生成，这为我打开了代码自动化和元级别编程的大门。这本书不仅仅是关于“如何写代码”，更是关于“如何思考代码”，以及“如何设计更好的代码”。我感觉书中关于“语言的统一性和多样性”的讨论也很有启发性，它帮助我理解了为什么会有如此多的编程语言，以及它们各自的适用场景。这本书的价值在于，它能够帮助我建立起一个更全面的编程语言知识体系，让我能够更自信地选择和使用各种编程语言。

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这本书的翻译质量似乎相当不错，术语的运用准确且易于理解。我尤其对其中关于“编程语言的演进”的部分非常感兴趣。作者通过梳理不同编程语言的发展历程，展现了计算机科学在各个时期面临的挑战以及相应的解决方案。这让我意识到，今天的许多编程语言特性，并非凭空出现，而是经过了漫长的历史沉淀和技术迭代。我对书中关于“早期的脚本语言”和“现代函数式语言”的分析尤为关注，它帮助我理解了不同时代背景下，语言设计者所关注的重点和追求的目标。这本书不仅能帮助我掌握编程语言的理论知识，更能让我从中学习到解决问题的思路和方法。

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我购买这本书的初衷，是希望能深入理解不同编程语言之间的差异和共通之处。而这本书恰恰满足了我的需求。作者在书中对“语法和语义”的讲解非常细致，从词法分析到语法解析，再到语义分析，层层递进，让我对编译器的工作原理有了初步的认识。我尤其对书中关于“表达式求值”和“控制流”的分析印象深刻。理解这些底层机制，能够帮助我更好地理解代码的执行过程，避免一些潜在的bug。此外，作者还引入了“逻辑编程”和“约束编程”等较为小众但同样重要的编程范式，这极大地拓宽了我的视野。这本书就像一本编程语言的百科全书，让我能够系统地学习和理解各种语言的设计理念和技术细节。

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这本书的装帧和纸质都相当不错，封面设计简洁而富有学术气息，拿在手里有分量感。翻开目录，我立刻被其内容的广度和深度所吸引。从最基础的语言设计哲学，到各种编程范式的演变，再到具体语言特性的剖析，这本书似乎试图构建一个完整的编程语言知识体系。我尤其对其中关于“抽象”和“并发”的章节感到期待。在如今这个软件开发日益复杂，对抽象能力和并发处理要求越来越高的时代，深入理解这些概念背后的原理，无疑能极大地提升我的工程实践能力。我希望这本书能提供清晰的逻辑脉络，将看似庞杂的语言特性串联起来，让我不再仅仅是“会用”一种语言，而是能够“理解”为什么它会这样设计，以及不同设计选择会带来怎样的后果。这本书的定价虽然不算便宜，但考虑到其可能带来的知识价值，我觉得是值得投资的。我计划用一段时间来系统地阅读它，并尝试将书中的概念与我日常接触的各种语言进行对比分析，希望能够从中获得一些“顿悟”。

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作为一名多年编程的老兵，我总觉得自己在语言的理解上停留在“知其然，不知其所以然”的阶段。直到我翻阅这本书，才真正有种拨云见日的感觉。它没有局限于某一种或几种主流语言，而是从更宏观的视角审视了编程语言的演进史和设计哲学。我对其中“声明式编程”与“命令式编程”的对比分析尤为赞赏。过去，我习惯于一步一步地告诉计算机做什么（命令式），而这本书则让我看到了如何更侧重于描述“我想要什么”（声明式），以及这种转变对代码简洁性、可读性和可维护性的巨大提升。作者的语言风格相对学术化，但又不失清晰和逻辑性，即使是复杂的概念，也能通过层层递进的解释和恰当的比喻变得易于理解。我期待通过阅读这本书，能够提升自己对语言设计趋势的洞察力，并反思自己在实际开发中使用的语言，是否最大化地发挥了其优势。

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初读这本书，我被其对“程序语义”的深入探讨所折服。作者并没有仅仅停留在代码的表面，而是深入挖掘了代码背后的含义和执行逻辑。我特别欣赏作者对“递归”和“迭代”的对比分析，以及它们在不同语言中的实现方式。这本书让我认识到，即使是看似简单的控制结构，其背后也蕴含着丰富的理论知识。同时，书中对“面向对象编程”的剖析也相当到位，它不仅讲解了继承、多态等概念，还深入探讨了设计模式的应用和面向对象设计的优缺点。我感觉这本书对于想要提升自己代码设计能力和架构能力的读者来说，是一本不可多得的参考书。

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这本书的排版和插图都非常精良，阅读体验很好。我尤其对其中关于“程序验证”的章节印象深刻。作者详细介绍了如何通过形式化方法来证明程序的正确性，这对于开发高可靠性的系统至关重要。这本书让我认识到，编程不仅仅是一门技术，更是一门艺术和科学。我对书中对“不同编程语言之间的互操作性”的讨论也很有兴趣，在如今微服务架构盛行的时代，如何让不同语言编写的服务有效地协同工作，是一个非常实际的问题。这本书提供的理论知识和实践指导，将有助于我更好地理解和解决这些问题。

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这本书的内容覆盖面非常广，几乎包含了编程语言设计和实现的各个方面。我尤其被其中关于“抽象机制”的章节所吸引。作者没有简单地介绍类、接口、模块等抽象工具，而是深入探讨了为什么需要抽象，以及不同抽象层次带来的优势和劣势。例如，在讨论“模块化”时，作者分析了如何通过封装、信息隐藏等技术来降低代码的复杂性，提高代码的可重用性。这些内容对于理解大型软件项目的构建和维护至关重要。同时，书中对“并发和并行”的讲解也让我受益匪浅。在多核处理器成为主流的今天，如何有效地利用并发来提升程序性能，是一个亟待解决的问题。这本书通过剖析不同语言在并发模型上的设计，例如线程、进程、Actor模型、CSP等，为我提供了宝贵的参考。

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初次接触这本书，最大的感受就是其严谨性和系统性。作者在开篇就奠定了坚实的理论基础，逐步引导读者进入编程语言的抽象世界。我特别欣赏作者对“类型系统”的讲解，它不仅仅是罗列各种类型的语法，而是深入剖析了不同类型系统的哲学思想和设计权衡。例如，静态类型与动态类型之间的取舍，强类型与弱类型的影响，函数式语言的代数数据类型等等，这些内容让我对语言的安全性、可维护性和表达能力有了更深刻的认识。这本书并没有止步于理论，而是通过大量的例子和对比，将抽象的概念具象化，使得即使是初学者也能从中受益。我尤其对书中关于“内存管理”的章节印象深刻，它解释了栈、堆、垃圾回收等机制的原理，让我理解了为什么不同的语言在性能和资源占用上会有差异。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越编程语言的复杂迷宫，让我能够更清晰地看到每一条路径的设计理念和潜在的优缺点。

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