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出版者:电子工业

作者:彭澎

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:2002-6-1

价格:24.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505376243

丛书系列:

图书标签:

• 计算机网络
• 网络原理
• TCP/IP
• 网络编程
• 实用教程
• 数据通信
• 网络安全
• 计算机基础
• 网络技术
• 自顶向下

《现代编程语言范式深度解析》 内容简介： 本书旨在为资深软件工程师和计算机科学研究人员提供一套全面、深入的现代编程语言设计哲学与实践指南。我们不再停留在语法和基本数据结构的介绍，而是聚焦于支撑现代软件系统构建的那些复杂而精妙的语言层面的抽象机制。 本书的基石是建立在对“范式”这一核心概念的深刻理解之上。我们探讨了命令式、函数式、面向对象、面向代理（Actor-based）以及并发优先（Concurrency-first）等主要编程范式的历史演变、核心理论基础及其在解决特定工程问题时的优势与局限。 第一部分：范式演进与理论基础 本部分追溯了从早期过程式编程到现代多范式融合的演化路径。 第一章：编程语言的哲学起源 本章深入分析了图灵机模型与Lambda演算作为两大理论支柱对现代语言设计的影响。重点剖析了“可计算性”与“可表达性”之间的张力。我们审视了 LISP 家族、ALGOL 家族以及 Smalltalk 家族如何从理论模型中提炼出各自的核心思想，并讨论了“类型”和“副作用”在不同哲学体系中的地位。 第二章：函数式编程的复兴与深化 本章着重讲解了纯函数式编程（Pure Functional Programming）的数学基础，包括范畴论（Category Theory）在类型系统中的应用，如 Monads, Functors, Applicatives 的实际工程意义。我们详细分析了惰性求值（Lazy Evaluation）与严格求值（Eager Evaluation）的性能权衡，并通过 Haskell、OCaml 案例，展示如何在实际应用中安全地管理副作用，实现更高层次的并发抽象。 第三章：面向对象的高级特性与边界 超越简单的类和继承，本章聚焦于面向对象设计（OOP）的深层机制。我们探讨了混入（Mixins）、特质（Traits）以及基于协议的编程（Protocol-Oriented Programming, POP）如何解决传统多重继承带来的复杂性问题。此外，本章还对“封装”的现代定义进行了批判性分析，尤其是在微服务架构中，如何看待服务边界与语言内部封装的相互作用。 第二部分：类型系统与程序正确性 类型系统是现代语言保障程序正确性的核心武器。本部分将其视为一种形式化验证的工具而非仅仅是编译器的检查项。 第四章：依赖类型与精确性保证 我们深入探讨了依赖类型（Dependent Types）的概念，这是编程语言研究的前沿领域。通过 Agda、Idris 等语言的案例，展示了如何将程序规范直接编码到类型签名中，从而在编译期证明程序满足复杂的不变量和前置/后置条件。本章将详细阐述“证明即程序”的思想，以及如何构建安全关键型系统的类型驱动开发流程。 第五章：内存模型、并发与并行 在多核处理器成为主流的今天，内存一致性和并发安全是无法回避的挑战。本章将彻底解析主流语言（如 Rust、Go、Java/JVM）对并发内存模型的不同处理方式。重点分析了 Rust 的所有权（Ownership）和借用检查器（Borrow Checker）如何从编译时消除数据竞争（Data Races）。同时，我们将比较基于消息传递的并发模型（如 Erlang/Actor 模型）与基于共享内存的锁机制（Locking Primitives）的适用场景和性能特征。 第六章：类型安全的抽象机制 本章关注如何通过类型系统构建高度可重用且类型安全的抽象。详细解析了泛型（Generics）、多态（Polymorphism）的各种形式（子类型、参数化、子句），并探讨了类型类（Type Classes）作为一种比传统接口更灵活的抽象机制是如何在 Haskell 和 Scala 中实现的。 第三部分：运行时、元编程与语言工程 本部分关注语言如何在实际运行环境中表现，以及如何通过语言特性扩展自身能力。 第七章：反射、宏与元编程的艺术 元编程允许代码编写代码，极大地提高了语言的表达能力。本章将比较不同语言的元编程策略：LISP 的宏（Code-as-Data）、C++ 的模板元编程（Template Metaprogramming）的复杂性，以及 Rust 等新一代语言如何通过过程宏（Procedural Macros）在保持类型安全的前提下实现强大的代码生成能力。我们将分析元编程带来的可维护性挑战与性能收益。 第八章：垃圾回收与运行时优化 理解运行时环境是优化性能的关键。本章将对比不同的垃圾回收（GC）算法，包括分代回收（Generational）、标记-清除（Mark-and-Sweep）以及并发和低延迟的GC变体（如 ZGC, Shenandoah）。我们将分析各种GC策略对程序暂停时间（Pause Time）和吞吐量（Throughput）的具体影响，并指导读者如何根据应用特性选择或调优运行时配置。 第九章：领域特定语言（DSL）的设计与集成 设计一个成功的DSL需要深刻理解目标领域的模型。本章将区分内部DSL（Internal DSLs，基于宿主语言的特性）和外部DSL（External DSLs，拥有独立的解析器和解释器）。我们将探讨如何使用解析生成器（Parser Generators）和抽象语法树（AST）操作来构建具有一流体验的DSL，并讨论如何平衡DSL的表达力和实现的复杂度。 结语：面向未来的语言设计趋势 本书最后展望了语言设计中正在兴起的研究方向，例如：基于依赖图的编译优化、形式化验证工具的普及化、以及对异构计算（GPU, TPU）原生支持的语言结构。本书旨在培养读者批判性地评估现有工具链、并能根据新兴技术需求设计出更具前瞻性的软件系统的能力。 本书要求读者具备扎实的底层计算机原理知识，并对至少一门主流编程语言有深入的实践经验。它不是一本入门手册，而是工程师深入探究“为什么这样设计”的深度参考书。

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