应用软件开发的基础知识-编程语言的基本特性

编程语言的基本特性

软件开发最基本、最通用的知识包括：

• 编程语言：编程语言是用来编写软件的工具。最基本的编程语言是汇编语言，它可以直接操作计算机硬件。高级编程语言提供了更高的抽象度，可以让开发人员更容易地编写软件。常用的高级编程语言包括 C、C++、Java、Python 和 JavaScript。
• 数据结构和算法：数据结构和算法是软件开发的理论基础。数据结构用于存储和组织数据，算法用于处理数据。熟悉数据结构和算法可以帮助开发人员设计更高效、更可靠的软件。
• 操作系统：操作系统是控制计算机硬件和软件的软件。开发人员需要了解操作系统的基本原理，才能在操作系统之上开发软件。
• 软件开发流程：软件开发流程是开发软件的一种系统化方法。常用的软件开发流程包括瀑布模型、敏捷开发和迭代开发。
• 软件测试：软件测试是确保软件正确运行的一种方法。软件测试包括单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。

从汇编到系统语言 C 到 java python js 等高级语言，从单片机版应用到运行在操作系统之上的应用，这些知识都是通用的。开发人员可以根据自己的需求和目标选择合适的知识来学习。

以下是一些参考建议：

• 对于初学者，可以先从学习高级编程语言开始。Java、Python 和 JavaScript 都是比较容易上手的语言。
• 对于有一定基础的开发人员，可以学习数据结构和算法，以及操作系统等更深入的知识。
• 对于想要从事系统软件开发的开发人员，需要学习汇编语言和操作系统等知识。
• 对于想要从事移动应用开发的开发人员，需要学习 Android 和 iOS 等平台的开发语言和框架。
• 对于想要从事 WEB 应用开发的开发人员，需要掌握 HTML、CSS 和 JavaScript，常用的 Web 开发框架，还包括数据库、服务器、安全等基础知识。

无论什么编程语言，它们都具有以下最共性的基础语法和结构：

• 变量: 变量是用于存储数据的一种数据类型。变量必须声明，声明时需要指定变量类型和名称。变量类型可以是基本数据类型，也可以是自定义数据类型。
• 运算符： 运算符用于对数据进行操作。运算符可以是算术运算符、关系运算符、逻辑运算符等。
• 语句： 语句是编程语言的基本单位。语句用于表达一个完整的操作。语句可以是赋值语句、输入语句、输出语句、控制流语句等。
• 控制流: 控制流用于控制程序执行的顺序。控制流可以是条件语句、循环语句等。
• 函数: 函数用于封装代码，并可以重复使用。函数由函数声明、函数定义和函数调用组成。

这些基础语法和结构是编程语言的基本要素。它们是编写任何编程语言程序的基础。除了这些基础语法和结构之外，不同的编程语言还可能具有其他的语法和结构。例如，面向对象编程语言具有类、对象、方法等语法和结构；函数式编程语言具有函数、闭包等语法和结构。

图灵完备

图灵完备的语言是指能够模拟任何图灵机的语言。图灵机是一种抽象的计算机模型，可以模拟任何可以被计算的函数。

图灵完备的语言具有以下特点：

• 可以表达任意复杂的算法。
• 可以模拟任何计算机程序。
• 可以生成任何可计算的输出。

几乎所有常用的编程语言都是图灵完备的，包括 C、C++、Java、Python、JavaScript 等。

• 汇编语言：汇编语言是直接对计算机硬件进行操作的语言。它是最基本的图灵完备语言。
• 高级语言：高级语言是面向人类编写的语言。几乎所有常用的高级语言都是图灵完备的。
• 脚本语言：脚本语言是一种快速开发应用程序的语言。有些脚本语言也是图灵完备的。

图灵完备性是编程语言的重要特性。它意味着，使用图灵完备的语言，可以编写任何可以被计算的程序。 图灵完备性还意味着，图灵完备的语言之间是等价的。也就是说，使用一种图灵完备的语言编写的程序，可以用另一种图灵完备的语言来模拟。

作为一门图灵完备的语言的基础语法包含总结如下：

基础类型

• 赋值语句：允许将值分配给变量或数据结构。
• 数字类型：支持整数和浮点数，可能有不同的精度。
• 布尔类型：包括真和假两个值，通常用于逻辑判断。
• 字符：用于表示单个字符，通常采用字符编码。
• 字符串：表示文本数据的序列，通常由字符组成。
• 数组：一种数据结构，用于存储相同类型的元素的有序集合。
• 动态数组：可以动态增长或缩小大小的数组，通常由编程语言的内置功能或库支持。
• 哈希表：一种键值对存储结构，允许通过键查找值，通常具有快速查找速度。

复合类型

• 元组：有序的元素集合，可以包含不同类型的数据。
• 结构体：自定义的数据类型，可以包含不同字段。
• 枚举：一种数据类型，包括一组命名的值。

控制流

分支：用于根据条件选择不同的代码路径。

循环：用于重复执行代码块，通常在特定条件下终止。

函数：用于封装可重用的代码块。

闭包：允许函数捕获并访问其周围范围的变量(函数式编程概念)。

代码组织

• 类：属于面向对象编程（OOP）范畴，它是一种用于定义自定义数据类型的概念，包括对象的属性和方法。类用于封装数据和行为，具有与对象和类相关的特性(面对对象编程的概念，面向过程的语言也可以模拟部分特性)。
• 库：属于软件开发和编程工具的范畴。库是一组可重用的代码、函数、数据结构和类的集合，用于提供通用功能，以便在不同的应用程序中重复使用。库可以涵盖多个编程领域，如标准库、第三方库等。
• 模块：模块是一种组织和封装代码的方式，通常属于编程语言或开发环境的范畴。模块可以包含变量、函数、类、结构体等代码元素，以提高代码的可维护性和可重用性。模块用于组织和划分代码，并有助于避免命名冲突。
• 接口：接口是编程中的概念，属于面向对象编程和编程规范的范畴。接口定义了对象应该具备的行为规范，而不涉及具体的实现。接口用于定义方法的签名，实现某个接口的类或结构体必须提供这些方法的具体实现。

常用语言语法特性对比

以 C、 Python 、 Go 、 Rust 、 JavaScript 为例，使用表格