【文章內(nèi)容簡介】 eer, 電腦輔助軟體工程 ) 工具；或是可花較短時間即可學(xué)會的特定用途語言 , 例如專門用於查詢資料庫資料的 SQL 語言 , 其語法比第三代語言更加口語化 , 學(xué)習(xí)的門檻也降低。 49 第四代及第五代語言 50 第四代及第五代語言 ?至於第五代語言 (5GL, Fifth Generation Languages) 則被稱為自然語言 (Nature Language), 其目的是希望人們能以更接近日常生活的方式來命令電腦 (設(shè)計程式就是要控制電腦 ), 此一理念是與第五代電腦的計劃一起提出的。然而由於第五代電腦的發(fā)展計劃也無實際的成果 , 第五代語言的概念早在上個世紀(jì)即被提出 , 但發(fā)展多年仍未有比較實用的成果。 51 153 程式語言的類型 ?除了用程式語言的發(fā)展歷程來分類外 , 也可用程式語言的設(shè)計架構(gòu) (Paradigm) 來做分類 , 亦即以設(shè)計程式時所用的設(shè)計方法來分類。主要的 4種分類為：命令式 (Imperative) 語言、函數(shù)式 (Functional) 語言、邏輯式 (Logic) 語言、及物件導(dǎo)向式 (ObjectOriented) 語言。 52 程式語言的類型 ? 1531 命令式語言 ? 1532 函數(shù)式語言 ? 1533 邏輯式語言 ? 1534 物件導(dǎo)向式語言 ? 1535 其它程式設(shè)計類型 53 1531 命令式語言 ?命令式 (Imperative) 語言是『用一組有次序性的命令』來組成一個程式 ,只要逐步執(zhí)行程式中的每一個命令 , 即可得到所要的結(jié)果。因此也有人稱之為程序式 (Procedural) 語言 , 因為程式的內(nèi)容就像一連串的程序；或稱敘述導(dǎo)向式 (Statement Oriented) 語言 , 因為程式就是由一道道的敘述所組成。 54 命令式語言 ?命令式語言的特性包括可定義用來儲存資料的變數(shù) 、可對變數(shù)進(jìn)行 指定 (assign) 動作將它設(shè)為某個數(shù)值、具有 重複性 , 也就是可讓程式重複執(zhí)行某些敘述以達(dá)到某項功能。舉例來說 , 大家都曾學(xué)過用『輾轉(zhuǎn)相除法』來計算兩個數(shù)的最大公因數(shù) , 輾轉(zhuǎn)相除就是一個要重複做的計算動作 , 這個計算過程 , 用 C語言寫成的內(nèi)容如圖 1513 所示。 55 命令式語言 56 命令式語言 ?數(shù)年前使用較普遍的程式語言 , 大部分仍都是命令式語言 , 包括歷史悠久的 Fortran、COBOL 、 C、 Pascal 等等 , 但近年來的趨勢則是 Java、 C++等物件導(dǎo)向式語言漸成主流。 57 1532 函數(shù)式語言 ?函數(shù)式語言源自於數(shù)學(xué)的函數(shù)觀念 , 語言本身就提供一些基本的函數(shù) (例如加減乘除都是函數(shù) ), 設(shè)計程式時則是定義自訂的函數(shù)模組 (稱為 λ, lambda)來解決問題。例如前述的求最大公因數(shù)問題 , 可將求最大公因數(shù)的計算方式定義成一個自訂函數(shù) , 然後用它來計算任兩數(shù)的最大公因數(shù) , 如圖 1515 所示。 58 函數(shù)式語言 ?最早的函數(shù)式程式語言為 John McCarthy 於 1958 年所發(fā)展出的 LISP (List Processing) 語言 , 其後衍生出許多語言 , 目前較知名的有 Common LISP、 Logo 及 Scheme 等語言。 59 1533 邏輯式語言 ?顧名思義 , 邏輯式語言是用邏輯性的敘述來說明事物彼此的邏輯及推演關(guān)係 , 在邏輯式語言中稱之為事實 (Fact) 和規(guī)則 (Rule), 定好事實和規(guī)則後 , 即可利用它們的邏輯關(guān)係推演出使用者需要的答案。同樣以求最大公因數(shù)為例 , 使用邏輯式語言時 , 就需先定義計算最大公因數(shù)的事實與規(guī)則 , 圖 1517 即是用邏輯式語言 Prolog 所寫成的程式。 60 邏輯式語言 61 邏輯式語言 ?早期的邏輯式程式語言以 1972 年 Alain Colmerauer 和 Robert Kowalski所創(chuàng)的 Prolog (programmation en logique, 法文的 programming in logic) 為濫觴 , 其後雖然在學(xué)術(shù)界出現(xiàn)不少邏輯式程式語言 , 但仍以 Prolog 及其商業(yè)化的旁枝 (例如 Turbo Prolog 、Visual Prolog) 為主流。此外日本在發(fā)展其第五代電腦時 , 該計劃也是以 Prolog 為主要的開發(fā)語言。 62 1534 物件導(dǎo)向式語言 ?物件導(dǎo)向程式設(shè)計是因應(yīng)模擬人們實際接觸到的事物而生的 , 在我們平常接觸到的事物 , 不管是汽車、電視、小狗 , 都可視為一種物件 (Object)。物件能用一組屬性來描述其特性 , 例如汽車物件有顏色、輪子；而同類物件也會有類似的行為 , 例如汽車可前進(jìn)、後退、轉(zhuǎn)彎。此時我們就可用類別 (Class) 定義來描述同一類型的物件 , 例如卡車、跑車、轎車都可算是汽車類別。 63 物件導(dǎo)向式語言 64 物件導(dǎo)向式語言 ?定義好類別後即可用類別來定義不同的物件 , 例如我們可用汽車類別定義一輛手排的紅色跑車物件 , 或一輛自排的銀色轎車物件。各物件可依需要做不同的行為 , 例如紅色跑車換檔加速 , 銀車轎車剎車減速。 65 物件導(dǎo)向式語言 66 物件導(dǎo)向式語言 ?最早的物件導(dǎo)向程式語言為 1960 年代由 OleJohan Dahl 和 Kristen Nygaard 所發(fā)展出來的 Simula 語言 (取『模擬』 Simulation 之意 ), 其後也衍生出許多語言 , 例如近年來最熱門的 C++ 和 J ava, 其它較知名的還有 Smalltalk 、Ada 等。 67 1535 其它程式設(shè)計類型 ?除了以上幾種程式設(shè)計類型外 , 還有許多方式可將程式設(shè)計的方法或程式語言加以歸類 , 例如並行程式設(shè)計 (Concurrent Programming)、泛型程式設(shè)計 (Generic Programming) 等等。 ?許多程式設(shè)言其實是支援一種以上的程式設(shè)計方法 , 例如 C++ 語言 , 雖然一般視之為物件導(dǎo)向程式語言 , 但它其實也同時支援命令式及泛型程式設(shè)計方法 , 所以我們也可設(shè)計一個看起來仍是命令式、程序式的 C++ 程式。 68 154 著名的程式語言簡介 ? 1541 Assembly ? 1542 Fortran ? 1543 COBOL ? 1544 BASIC ? 1545 Pascal ? 1546 C /C++ ? 1547 Java 69 1541 Assembly ?第一個組合語言應(yīng)該是於 1945 年時發(fā)展出來的 ENIAC 電腦 (參見第 1章 ) 的組合語言 , 起初連組譯器都沒有 , 因此人們所寫出的組合語言程式 , 仍是以人工將之譯為機(jī)器碼。 ?如前所述 , 組合語言是以助憶碼來取代機(jī)器語言 , 不管是您桌上個人電腦或口袋中的行動電腦 , 其內(nèi)的微處理器的機(jī)器語言都不相同 , 因此也各有自己的組合語言。雖然很多微處理器的組合語言外表看來都很類似 , 也有相同的指令 ,但因硬體架構(gòu)的不同 , 使同樣功能的程式寫出來也有很大的差異。 70 Assembly ?現(xiàn)今雖然大部份的程式都是用高階語言所寫 , 但在開發(fā)某些系統(tǒng)時 , 為了追求較佳的執(zhí)行效率 , 有時仍會用組合語言來開發(fā)部份的程式模組。另一方面 , 現(xiàn)今組譯器的功能也有所加強(qiáng) , 例如透過特殊的組譯器指令 (Directive) 來提供類似高階語言的語法 , 以簡化程式的撰寫。 71 1542 Fortran ?在 19541957 年時 , IBM 公司中由 John Backus 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)出 Fortran(Formula Translation) 語言 , 如其名稱『方程式轉(zhuǎn)換』的意涵 , 這是個主要用於數(shù)值計算的程式語言。此後 Fortran 成為第一個被廣泛使用的高階程式語言 , 而且隨後許多新的程式語言 , 在開發(fā)之初都有參考、使用 Fortran 語言的內(nèi)容 , 因此 Fortran 也是許多程式語言的祖先。 72 Fortran ?雖然 Fortran 已有相當(dāng)久的歷史 , 但仍持續(xù)在發(fā)展演進(jìn) , 至今在科學(xué)、工程的應(yīng)用領(lǐng)域中仍廣被使用。在 1966 年時美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會 (ANSI, American National Standards Institute) 即制訂了 Fortran 語言第 1 個標(biāo)準(zhǔn) , 稱為 Fortran66, 其後又有 Fortran 77 、 Fortran 90 、Fortran 95 、 Fortran 2023 (由國際標(biāo)準(zhǔn)組織 ISO 制訂 ) 等標(biāo)準(zhǔn)。在 Fortran 90