1.1 Элементы программирования
Мощный язык программирования — это нечто большее. чем просто средство, с по-мощью которого можно учить компьютер решать задачи. Язык также служит средой, в которой мы организуем свое мышление о процессах. Таким образом, когда мы описываем язык, мы должны уделять особое внимание тем средствам, которые в нем имеются для того, чтобы комбинировать простые понятия и получать из них сложные. Всякий язык программирования обладает тремя предназначенными для этого механизмами:
элементарные выражения, представляющие минимальные сущности, с которыми язык
имеет дело;средства комбинирования, с помощью которых из простых объектов составляются
сложные;средства абстракции, с помощью которых сложные объекты можно называть и обращаться с ними как с единым целым.
В программировании мы имеем дело с двумя типами объектов: процедурами и данными. (Впоследствии мы обнаружим, что на самом деле большой разницы между ними нет.)
Говоря неформально, данные — это «материал», который мы хотим обрабатывать, а процедуры — это описания правил обработки данных. Таким образом, от любого мощного языка программирования требуется способность описывать простые данные и элементарные процедуры, а также наличие средств комбинирования и абстракции процедур и данных.
В этой главе мы будем работать только с простыми численными данными, так что мы сможем сконцентрировать внимание на правилах построения процедур1. В последующих главах мы увидим, что те же самые правила позволяют нам строить процедуры для работы со сложными данными.
1. Называть числа «простыми данными» — это бесстыдный блеф. Насамом деле работа с числами является одной из самых сложных и запутанных сторон любого языка программирования. Вот некоторые из возникающих при этом вопросов: Некоторые компьютеры отличают целые числа(integers), вроде 2, от вещественных (real numbers), вроде 2.71. Отличается ли вещественное число 2.00 от целого 2? Используются ли одни и теже арифметические операции для целых и для вещественных чисел? Что получится, если 6 поделить на 2: 3 или 3.0? Насколько большие числа мы можем представить? Сколько десятичных цифр после запятой мы можем хранить? Совпадает ли диапазон целых чисел с диапазоном вещественных? И помимо этих вопросов, разумеется, существует множество проблем, связанных с ошибками округления — целая наука численного анализа. Поскольку в этой книге мы говорим о проектировании больших программ, а не о численных методах, все эти проблемы мы будем игнорировать. Численные примеры в этой главе будут демонстрировать такое поведение при округлении, какое можно наблюдать, если использовать арифметические операции, сохраняющие при работе с вещественными числами ограниченное число десятичных цифр после запятой ↩