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标题: 你知道自己到底想学什么吗？PHP、Java、Python、 [打印本页]

作者: python张梓梁 时间: 2021-10-15 20:50
标题: 你知道自己到底想学什么吗？PHP、Java、Python、
相信每一个盘算机科班身世的同学或许都有这样的履历：在大三的某一天，仿佛打通了全身筋脉一样平常把三年的所学：“数电里的与非门——盘算机体系结构——汇编语言——语言——Java语言”。全部知识全部串联了起来。全部这些语言的出现都仿佛都有了一定性和追根溯源的汗青感。

**阅读指引**
读懂此文，必要以下基础:
1. 至少写过50000行的代码;
2. 汇编基础（静态数据段，代码段，堆栈段）。

有以下大概类似知识就更好了：
1. MFC反射的实现
2. JAVA的解释器运行原理
3. 使用过javascript，Python，PHP：感受过代码和类型系统在运行时的自由程度的不同
4. 盘算机构成原理

**序 —— 一些题目**
1. 程序设计语言的目的是什么？
2. 为什么大多数语言有控制流？逐行执行+跳转。这与我们的需求差很远（比方一个教务管理系统、一个自动打车APP）
3. 为什么类型申明在C语言中要与控制流隔脱离来?
4. 如今主流语言最基本的元素是？
5. 有没有语言它的类型结构，在运行时也可以改变？
动态性？

什么是动态性？
1. 编译后确定了什么信息，之后不再改变；
2. 运行时可以改变、添加什么；
3. 运行时是否保存着类型信息。

程序中的信息分为几类？
1. 数据信息
a) 编译时Meta-Data元数据（类型框架、空间占用）
b) 运行时Meta-Data元数据（继续体系、用于new大概反射）（特别区别编译与运行的Meta-Data的不同。）
c) 堆栈段中地址偏移（C++的switch case中不能声明变量、共享内存）
d) 静态段中地址
2. 指令信息
a) 代码段（动态性必要操作系统大概虚拟机支持，比方动态链接库，动态类加载，lisp语言自天生代码）

**语言举例**

**汇编语言**

汇编语言没有动态性吗？
没有。首先，寄存器、数据段、堆栈、代码段完全由程序员控制。完完全全是写死了的。然后，根据冯诺伊曼机的规则；取指令，执行，取指令，执行……

既然都有数据段了，还要堆栈段来做什么？这不是多余？
一开始本没有堆栈，直到60年代出现了module模块化，才有了堆栈。汇编中的模块叫子程序，不过仍旧靠程序员全权控制。

堆栈和模块化的优点有？
1. 递归
2. 功能分离到模块，可复用
3. 封装作用域

堆栈和模块化的缺点有？
1. 时间上：保存现场、还原现场的代价（另，高级语言编译“消除尾递归”节省部门本钱）
2. 空间上：爆栈的危险

*
编程范式是什么？
就是一套指导思想行为准则。
（比方，C是过程式，Haskell是函数式，JAVA是面向对象，Python是简单的大杂烩，shell是调用命令的，lua是调用c程序的，PHP是写页面的，ProLog是线性逻辑推理的。
再比方，UML是描述规格specification的，XML是存储数据的。
再再比方，CSS是描述网页表现的，HTML是描述网页内容的。
javascript比力神奇，不敢说。）

**JAVA语言**
（推荐《当地Java代码的静态编译和动态编译题目》）

JAVA语言比C++语言多了什么？

1. 虚拟机
a) 跨平台
b) 动态编译
c) 动态特性
2. 没有指针
3. 没有类的多继续，有接口的多继续。
4. 统一的库
从编译来说，JAVA比C++迈出了一大步。
它的跨平台特性和运行时的灵活性，为JAVA自己以及未来语言都提供了很多可能性。

虚拟机的好处有什么？
1. 跨平台：在OS与字节码间隔了一层。实现了程序员无负担的跨平台。
2. 动态编译：许多信息不必在编译后确定，为动态特性提供可能，稍后详细说。
3. 运行时维护着类型信息，乃至可以加载新的类型。（CORBRA依赖这个实现）

JAVA编译执行的过程是怎样的？

1. 编译后产生一个基于堆栈的字节码。
2. JRE在不同的OS上提供支持。
3. 起初的JRE是解释执行的，服从低下。
a) 获取待执行的下一个字节码。
b) 解码。
c) 从操作数堆栈获取所需的操作数。
d) 按照 JVM 规范执行操作。
e) 将结果写回堆栈。

JAVA是如何解决执行服从低下的题目呢？
使用JIT（Just-in-time）编译器进办法态编译。

JIT（Just-in-time）是怎样运行的呢？如何解决了服从的题目？
如上图：
1. 每次按照一个function来编译。转成中心表现，并优化其服从，再天生可执行码。
2. 编译器的编译线程和执行线程是分开的，应用程序不会等待编译的执行。
3. 分析框架Profiler会观察程序行为，对频仍执行的function进一步优化。（比方function内部对象维持一个池不必每次天生。）

动态编译的优点有什么？
可以根据程序的行为，优化其代码
1. 比方频仍执行的function——热方法
2. 比方arrayCopy方法，假如每次都拷贝大段内存，在指令集中有特别指令可以加速。
3. 比方类条理结构，多态的优化。（大多数虚调用都有其固定的一个目标，JIT因此天生的直接调用代码比虚表调用代码的服从会更高。）

动态编译的缺点有什么？
1. 大量的初始编译会影响程序启动时间。
2. 运行时间的编译，行为分析都必要耗费时间。
3. 运行服从达到稳固必要时间。
4. 实时GUI型的程序不能忍受“动态编译”和“GC”带来的耽误。
JAVA如何解决实时的需求？

使用AOT（Ahead-of-time）编译器：预先编译成为可执行码。
AOT（Ahead-of-time）的缺点:
对于一些动态特性的支持服从低下
1. 反射机制
2. 运行时类加载
JIT与AOT的对比

总体来说，JAVA适合怎样的应用呢？
JAVA比力时间必要长期运行的应用，比方Web服务器，Daemon服务。

**函数式语言**

函数式语言通常有哪些呢？

1. 函数式语言
a) Lisp
b) Scheme
c) Haskell（纯函数式）
d) F#？
2. 包含了函数式特性的语言
a) Python
b) Javascript
c) JAVA
d) C?

函数式语言有哪些特性？

1. 函数无副作用，只对输入输出有作用
2. 高阶函数，lamda演算。(这个像C函数指针，但是它是高阶的，即返回值可能也是函数)
3. 没有过程，类似规格说明的语法，更轻易理解，自解释。
4. 基于list的编程，函数更通用。
5. 惰性盘算（这个很像“树形DP”）
6. 有对应的数学形式化表达，有可能证实其正确性。（最终目标可能是保证程序没有bug。）
7. 其模型适合多核大概分布式的盘算。
a) 不变性（immutable）
b) 惰性盘算/按需盘算（lazy evaluation）
c) **最紧张的是，由于函数式语言不可在同一数据上做修改，每一次运用一个函数都会在新的位置产生新的数据，这与过程式语言在同一位置对数据做多次操作不同：函数式语言的函数依赖于前一次函数产生的结果数据，过程式语言依赖于数据的位置。这里函数式语言就暗含了盘算的依赖顺序，假如没有前后顺序关系，就可以并发。而过程式语言没有指定这个顺序，就必要通过加锁、Actor、Channel等模式来指定这个顺序**
总的来说，函数式语言，向着更抽象迈了一大步，更像是数学上的表达，几乎与冯诺伊曼体系断绝了关系。

函数式语言的劣势？

1. 服从不高（因为其抽象，远离了冯诺伊曼体系）
2. 平台以及开发情况都比力简单。
3. 缺少推广，应用不广泛

**逻辑程序设计**
ProLog语言，线性逻辑。人工智能语言。没有接触过。

**总结**
动态性有哪些呢？
1. 多态性：运行时根据详细对象来访问属于它的方法。（而不理会指针的类型。）
2. 反射：运行时维系着类型结构的Meta-Data。
3. 运行时类加载：运行后再次加载新的数据类型和指令流。
4. 动态链接：OS根据按需链接库文件。

编译语言和解释语言的分界在哪里？
语言本身并没有编译类型大概解释类型。（比方：JAVA也可以静态编译后成可执行码。）只有少数运行时特性是依赖于解释型的。（可能必要运行情况的支持。）

为什么解释语言都必要虚拟机大概运行情况支持？
动态编译，运行时Meta-Data的保存，这些功能对于每个程序都是一致的。
所以把它们分脱离来，不必每个程序植入这些代码

非脚本语言和脚本语言
脚本语言，我理解是负责调理其他代码的语言。
比方shell脚本（调用命令），lua（调用C）。

跨平台分为哪些条理？
1. 源码跨平台（C，C++，但是因为系统调用接口不同，程序员负担太大，但是汇编却不是。）
2. 执行码跨平台（JAVA，有些语言直接从源码解释执行，比方Javascript，PHP）
发展汗青（推荐《近看图灵碗 (一. 从苏黎世到巴黎)》）

学术上有哪些实行性语言？
1. Fortran
2. ALGOL58
3. ALGOL60
4. Lisp
5. smalltalk

常用语言
过程式：C，ALGOL，Pascal，
面向对象式：C++，smalltalk，JAVA，Delphi
函数式：Lisp，Scheme，Haskell，
逻辑式：Prolog
脚本？PHP，Python，Ruby
存储描述信息：XML，CSS，HTML

**回复题目**
程序设计语言的目的是什么？
1. 控制数据
2. 控制指令流
为什么大多数语言有控制流？逐行执行+跳转。这与我们的需求差很远（比方一个教务管理系统。）
逐行执行，很大程度是起源于冯诺依曼体系结构。

为什么类型申明在C语言中要与控制流隔脱离来?
因为在编译时，详细的类型信息，要转化成地址偏移，然后更换控制流中的类型变量。

如今主流语言最基本的元素是？
控制流与类型系统。

有没有语言它的类型结构，在运行时也可以改变？
Javascript只有对象没有类，使用prototype的方式继续，运行时给某个对象添加新的数据成员。没有类型体系。
许多厥后的语言在运行时都保存着类型信息的，比方Python，JAVA。

**综上所述**
控制流——指令流
类型系统——为了盘算出变量地址信息
区分运行时的Meta-Data与编译时的Meta-Data
想清楚自己想要什么，才能有的放矢，否则浪费的还是自己的时间。
假如必要一些Python和Java的一些核心知识点
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