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Section 20: Further Programming

20.1 Programming Paradigms​

Low-level Programming​

  • 直接操作硬件和内存
  • 使用 machine code 或 assembly language
  • 寄存器（registers）直接操作
  • 缺乏抽象，容易出错

Imperative Programming​

  • 程序由一系列语句组成
  • 使用变量、循环、条件分支控制执行流程
  • 程序员指定每一步 HOW to do
  • 代表语言：Pascal, C, BASIC

Object-Oriented Programming（OOP）​

  • 基于类和对象
  • 三大特征：Encapsulation（封装），Inheritance（继承），Polymorphism（多态）
  • class = template / blueprint
  • object = instance of a class
  • 通过 methods 操作 attributes

Declarative Programming​

  • 程序员描述 WHAT to achieve（而非 HOW）
  • 使用 facts（事实）和 rules（规则）
  • Prolog 是最典型的例子
  • 使用 logic inference 进行查询

20.2 File Processing​

文件操作​

操作伪代码说明
打开文件handle ← OPENFILE("name")默认读模式
打开文件（指定模式）handle ← OPENFILE("name", "r/w/a")r=读，w=写，a=追加
读取一行line ← READFILE(handle)读取当前行
写入一行WRITEFILE(handle, text)写入文本
检测文件结尾EOF(handle)到达结尾返回 TRUE
关闭文件CLOSEFILE(handle)必须关闭

文件处理范例​

handle ← OPENFILE("data.txt", "r")
WHILE NOT EOF(handle) DO
    line ← READFILE(handle)
    PROCESS(line)
ENDWHILE
CLOSEFILE(handle)

20.3 Exception Handling​

  • 处理 runtime errors
  • 使用 TRY...EXCEPT...ENDTRY 结构
  • 防止程序崩溃
  • 常见异常类型：
    • Division by zero
    • Index out of range
    • File not found
    • Type mismatch
    • Null pointer dereference

20.4 RPN（Reverse Polish Notation）​

  • 一种无歧义的表达式表示法（不需括号）
  • 运算符在操作数之后（postfix notation）
  • 使用栈进行求值
  • 中缀示例：(3 + 4) × 5 → RPN：3 4 + 5 ×

Infix ↔ RPN 转换规则​

  • 操作数顺序不变
  • 运算符根据优先级决定输出时机
  • 括号改变优先级