计算机程序的构造与解释

计算机科学是一个极其宽泛的学科。全球的分布式系统、人工智能、机器人、图形、安全、科学计算，计算机体系结构和许多新兴的二级领域，每年都会由于新技术和新发现而扩展。计算机科学的快速发展广泛影响了人类...

编程语言是不仅仅是操作计算机来执行任务的一种手段，它也充当着一种框架，我们在其中组织计算过程的想法。程序用于在编程社群的成员之间交流这些想法。所以，程序必须为人们阅读而编写，并且顺便可以让机器执...

我们已经在 Python 中认识了一些在任何强大的编程语言中都会出现的元素： 数字是内置的数值，算数运算是函数。 嵌套函数提供了组合操作的手段。 名称到值的绑定提供了有限的抽象手段。 现在我们将...

函数是所有程序的要素，无论规模大小，并且在编程语言中作为我们表达计算过程的主要媒介。目前为止，我们讨论了函数的形式特性，以及它们如何使用。我们现在跳转到如何编写良好的函数这一话题。 每个函数都应...

我们现在可以定义的函数能力有限，因为我们还不知道一种方法来进行测试，并且根据测试结果来执行不同的操作。控制语句可以让我们完成这件事。它们不像严格的求值子表达式那样从左向右编写，并且可以从它们控制...

我们已经看到，函数实际上是描述复合操作的抽象，这些操作不依赖于它们的参数值。在square中， >>> def square(x): return x * x 我们不会谈论特定...

在第一章中，我们专注于计算过程，以及程序设计中函数的作用。我们看到了如何使用原始数据（数值）和原始操作（算术运算），如何通过组合和控制来形成复合函数，以及如何通过给予过程名称来创建函数抽象。我们...

由于我们希望在程序中表达世界中的大量事物，我们发现它们的大多数都具有复合结构。日期是年月日，地理位置是精度和纬度。为了表示位置，我们希望程序语言具有将精度和纬度“粘合”为一对数据的能力 -- 也...

序列是数据值的顺序容器。不像偶对只有两个元素，序列可以拥有任意（但是有限）个有序元素。 序列在计算机科学中是强大而基本的抽象。例如，如果我们使用序列，我们就可以列出伯克利的每个学生，或者世界上的...

我们已经看到了抽象在帮助我们应对大型系统的复杂性时如何至关重要。有效的程序整合也需要一些组织原则，指导我们构思程序的概要设计。特别地，我们需要一些策略来帮助我们构建大型系统，使之模块化。也就是说...

面向对象编程（OOP）是一种用于组织程序的方法，它组合了这一章引入的许多概念。就像抽象数据类型那样，对象创建了数据使用和实现之间的抽象界限。类似消息传递中的分发字典，对象响应行为请求。就像可变的...

在使用面向对象编程范式时，我们使用对象隐喻来指导程序的组织。数据表示和操作的大部分逻辑都表达在类的定义中。在这一节中，我们会看到，类和对象本身可以使用函数和字典来表示。以这种方式实现对象系统的目...

这一章中我们引入了复合数据类型，以及由构造器和选择器实现的数据抽象机制。使用消息传递，我们就能使抽象数据类型直接拥有行为。使用对象隐喻，我们可以将数据的表示和用于操作数据的方法绑定在一起，从而使...

第一章和第二章描述了编程的两个基本元素：数据和函数之间的紧密联系。我们看到了高阶函数如何将函数当做数据操作。我们也看到了数据可以使用消息传递和对象系统绑定行为。我们已经学到了组织大型程序的技巧，...

函数是计算过程的局部演化模式。它规定了过程的每个阶段如何构建在之前的阶段之上。我们希望能够创建有关过程整体行为的语句，而过程的局部演化由一个或多个函数指定。这种分析通常非常困难，但是我们至少可以...

在第二章中，我们引入了偶对的概念，作为一种将两个对象结合为一个对象的机制。我们展示了偶对可以使用内建元素来实现。偶对的封闭性表明偶对的每个元素本身都可以为偶对。 这种封闭性允许我们实现递归列表的...

程序员必须总是留意程序中可能出现的错误。例子数不胜数：一个函数可能不会收到它预期的信息，必需的资源可能会丢失，或者网络上的连接可能丢失。在设计系统时，程序员必须预料到可能产生的异常情况并且采取适...

运行在任何现代计算机上的软件都以多种编程语言写成。其中有物理语言，例如用于特定计算机的机器语言。这些语言涉及到基于独立储存位和原始机器指令的数据表示和控制。机器语言的程序员涉及到使用提供的硬件，...

计算器语言提供了一种手段，来组合一些嵌套的调用表达式。然而，我们却没有办法定义新的运算符，将值赋给名称，或者表达通用的计算方法。总之，计算器并不以任何方式支持抽象。所以，它并不是特别强大或通用的...

4.1 引言 目前为止，我们专注于如何创建、解释和执行程序。在第一章中，我们学会使用函数作为组合和抽象的手段。第二章展示了如何使用数据结构和对象来表示和操作数据，以及向我们介绍了数据抽象的概念。...

5.1 引言 在这一章中，我们通过开发新的工具来处理有序数据，继续讨论真实世界中的应用。在第二章中，我们介绍了序列接口，在 Python 内置的数据类型例如tuple和list中实现。序列支持两...