高级程序语言的设计及实现
高级语言程序设计实验报告
高级语言程序设计实验报告高级语言程序设计实验报告引言高级语言程序设计是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，通过学习高级语言的基本概念和编程技巧，可以培养学生的程序设计能力和逻辑思维能力。
本实验报告将介绍我在高级语言程序设计实验中所完成的任务和所获得的收获。
实验目的本次实验的主要目的是通过使用高级语言编写程序，实现一个简单的计算器功能。
通过这个实验，我们可以进一步熟悉高级语言的语法和使用方法，加深对程序设计的理解，并培养我们的编程能力。
实验过程在实验过程中，我首先选择了一种高级语言，这里我选择了Python作为我的编程语言。
Python是一种简单易学且功能强大的高级语言，非常适合初学者。
然后，我开始设计计算器的功能和界面。
首先，我定义了一个函数来处理用户输入的表达式，并进行相应的计算。
这个函数使用了Python的内置函数eval()来实现表达式的计算功能。
在这个函数中，我还添加了一些错误处理的机制，以防止用户输入错误的表达式。
接下来，我设计了一个简单的用户界面，使用了Python的tkinter库来实现。
在这个界面中，我添加了一些按钮和文本框，用于用户输入和显示计算结果。
通过点击按钮，用户可以输入数字和运算符，并实时显示在文本框中。
当用户点击“计算”按钮时，程序会调用之前定义的函数来计算表达式，并将结果显示在文本框中。
在实验过程中，我遇到了一些问题和挑战。
例如，如何处理用户输入错误的表达式，如何设计一个简洁而美观的用户界面等等。
为了解决这些问题，我不断学习和尝试，查阅相关的教程和资料，并与同学们进行交流和讨论。
最终，我成功地完成了这个实验，并得到了一个功能完善且易于使用的计算器程序。
实验结果通过这个实验，我成功地实现了一个简单的计算器功能，并完成了实验报告所要求的任务。
这个计算器程序可以进行基本的四则运算，并能够处理用户输入的错误表达式。
用户界面简洁明了，操作简单方便。
我还通过一系列的测试用例验证了程序的正确性和稳定性。
《高级程序设计语言》课件
技能和解决实际问题的能力。
学习目标
掌握多种高级程序设计语 言的基本语法、数据类型 、控制结构等基础知识。
熟悉面向对象编程思想， 了解类、对象、继承、多 态等概念及其在各种高级 语言中的实现。
掌握常用数据结构和算法 ，能够编写高效的程序。
提高分析问题、解决问题 的能力，培养良好的编程 习惯和团队协作精神。
06 并发和并行程序设计
并发和并行程序设计的基本概念
01
并发程序设计
指在单个处理器上实现多个任务同 时执行的一种程序设计方法。
任务划分
将一个大的任务划分为多个小的任 务，每个任务可以独立执行。
03
02
并行程序设计
指利用多个处理器同时执行多个任 务的一种程序设计方法。
任务调度
根据系统资源和任务优先级，合理 安排任务的执行顺序。
04
Spark：一种基于大数据处理的并行计算框架，用于处理大规模数据 集。
并行编程的挑战和解决方案
数据依赖性
并行程序中任务之间的数据依赖关系可能导致死锁或竞争条件。解 决方案包括使用同步原语（如锁、信号量）或避免数据依赖性。
负载均衡
并行程序中任务执行时间的不均衡可能导致资源利用率低下。解决 方案包括任务划分和调度优化。
继承
子类继承父类的属性 和方法，实现代码复 用。
多态
同一消息发送给不同 的对象，产生不同的 行为。
类和对象
类是对象的模板，定 义了对象的属性和方 法。
类和对象的关系是抽 象和具体的关系。
对象是类的实例，具 有类所定义的属性和 方法。
继承和多态
继承
子类继承父类的属性和方法，可 以添加或覆盖父类的方法。
编译期类型擦除
高级语言程序设计实验报告 c语言程序设计实验报告 大一 南邮
{
int i;
for (i=2;i<x;i++)
{
if(x%i==0)
{
return 0;
}
if(i>=x)
{
return 1;
}
}
}
void main()
{ int x;
int i;
int j=0;
printf("请输入一正整数：\n");
scanf("%d",&x);
printf("您输入的内容中数字有%d个；\n",j);
}
7:
#include<stdio.h>
int sum(int n)
{ int r=0;
if (n==1)
{
return 1;
}Байду номын сангаас
else
{
r=n+sum(n-1);
return r;
}
}
int fac(int n)
{
int r=1;
if(n==1)
分析：程序运行正常，这里要注意有关细节，比如符号的使用，中英字符的混淆，和连接时文件的问题。
签名：
日期：年月日
4：
1*1=1
2*1=2 2*2=4
3*1=3 3*2=6 3*3=9
4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16
5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25
6*1=6 6*2=12 6*3=18 6*4=24 6*5=30 6*6=36
7*1=7 7*2=14 7*3=21 7*4=28 7*5=35 7*6=42 7*7=49
高级语言程序设计一
高级语言程序设计一高级语言程序设计是一门研究如何使用高级编程语言来设计和实现软件的学科。
它涉及到程序设计的基础理论、方法和技术，以及如何运用这些知识来解决实际问题。
以下是对高级语言程序设计的一些基本介绍。
1. 高级语言概述高级语言是一种接近自然语言的编程语言，它使得编程人员能够以更接近人类思维的方式来编写程序。
与低级语言（如汇编语言）相比，高级语言更加抽象，隐藏了底层硬件的细节，使得编程更加简便。
2. 程序设计基础程序设计基础包括数据类型、变量、运算符、控制结构（如条件语句和循环语句）、函数（或方法）和模块化设计等概念。
这些是构成任何程序的基本元素。
3. 常用高级编程语言常见的高级编程语言有Java、C++、Python、JavaScript等。
每种语言都有其特定的语法规则和特点，适用于不同的应用场景。
4. 面向对象程序设计面向对象程序设计（OOP）是一种编程范式，它使用“对象”来设计软件，对象可以包含数据和方法。
OOP的主要概念包括类、继承、封装和多态。
5. 算法与数据结构算法是解决问题的一系列步骤，而数据结构是组织和存储数据的方式。
程序设计中，选择合适的算法和数据结构对提高程序效率至关重要。
6. 软件工程原理软件工程是应用工程原则来软件开发的学科。
它包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。
高级语言程序设计课程通常会介绍软件生命周期和开发方法论。
7. 程序调试与测试调试是找出并修复程序中错误的过程，而测试则是验证程序是否满足预定要求的过程。
掌握调试和测试技巧对于开发高质量的软件至关重要。
8. 高级主题随着学习的深入，高级语言程序设计课程可能会包括更高级的主题，如并发编程、网络编程、数据库接口、图形用户界面设计等。
9. 实践与项目实践是巩固理论知识的重要手段。
通过实际编程项目，学生可以将所学的概念和技术应用到解决具体问题中，从而加深理解。
10. 编程风格与最佳实践良好的编程风格和遵循最佳实践可以帮助提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
高级语言程序设计实验报告
高级语言程序设计实验报告一、引言1.1 任务背景高级语言程序设计是计算机科学中的重要课程，旨在让学生了解和掌握常见的高级编程语言，并通过实践项目加深对程序设计原理和技术的理解。
本实验报告旨在总结和探讨高级语言程序设计实验的相关内容和经验。
1.2 实验目的本实验的主要目的是让学生通过实践掌握高级语言程序设计的基本概念、基本语法和常见技术，培养学生使用高级编程语言解决实际问题的能力，并掌握程序设计的基本方法和技巧。
二、实验过程2.1 实验环境本实验使用的编程语言是Python，选择Python的原因是它是一种简单易学、功能强大的高级编程语言，适合初学者入门。
实验环境是Windows 10操作系统和Anaconda集成开发环境。
2.2 实验内容本实验包括以下几个实验项目：1.基本语法和数据类型：学习Python的基本语法规则和数据类型，掌握变量的定义和使用，了解常用数据类型如整数、浮点数、字符串等。
2.控制流程和函数：学习条件语句和循环语句的用法，掌握如何使用if语句和for循环实现程序的控制流程。
同时，学习函数的定义和调用，理解函数的作用和使用方法。
3.文件操作和异常处理：学习使用Python操作文件，了解文件的打开、读写和关闭等操作。
同时，学习如何处理程序异常，防止程序运行过程中出现错误导致程序崩溃。
4.数据结构和算法：学习常见的数据结构如列表、字典和集合等，了解它们的特点和用法。
同时，学习常见的算法如排序算法和搜索算法，掌握它们的基本思想和实现方法。
2.3 实验步骤以下是本实验的大致步骤：1.搭建实验环境：安装Python和Anaconda，配置开发环境。
2.学习Python基本语法和数据类型：通过阅读教材和参考资料，理解Python的基本语法规则和数据类型。
3.完成实验项目：按照教材和实验指导书的要求，完成实验项目。
4.调试和测试：运行程序，检查程序运行结果是否正确，进行必要的调试。
5.总结和反思：总结实验过程中遇到的问题和解决方案，思考如何改进自己的编程能力。
高级编程：面向对象的设计与实现
高级编程：面向对象的设计与实现随着计算机技术的飞速发展，编程语言也在不断地不断进步与完善。
而在编程语言中，面向对象编程已成为一种不可或缺的编程方式。
在实际开发中，采用面向对象的设计思想和实现方法，可以极大地提高程序的可复用性、可扩展性和可维护性。
本文将简要介绍面向对象编程的基本概念、设计原则以及实现方法，并通过一个简单的案例来演示面向对象编程的实现过程。
一、面向对象编程的基本概念面向对象编程（Object-oriented Programming，简称OOP）是一种编程范式或程序设计方法，它以对象为基本单位，通过类、继承、多态等机制来描述和实现现实世界中的事物以及它们之间的关系。
其中，对象是一个实际存在的数据结构，它包含了数据和方法两个部分，而类是一种模板，用来描述一类对象的特征以及它们所能执行的操作。
通过继承和多态机制，可以使得不同的对象具有不同的行为和状态。
二、面向对象编程的设计原则1. 单一职责原则（Single Responsibility Principle，简称SRP）单一职责原则是指一个类只负责完成一个职责或功能，也就是说一个类应该只有一个引起它变化的原因。
这样可以使得类具有高内聚性和低耦合性，使得代码更加清晰、简单。
2. 开放闭合原则（Open-Closed Principle，简称OCP）开放闭合原则是指一个类应该对扩展开放，对修改关闭，也就是说一个类应该允许新增功能而不需要修改原有代码。
这种设计原则可以使得代码更具可扩展性和灵活性。
3. 里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，简称LSP）里氏替换原则是指任何超类出现的地方，子类一定可以替换超类并且程序还能正常运行，也就是说子类应该完全继承超类的所有方法，同时还可以加入新的方法。
这样可以保证程序的正确性和稳定性。
4. 接口隔离原则（Interface Segregation Principle，简称ISP）接口隔离原则是指一个类不应该依赖一些它不需要使用的接口，也就是说接口应该被细分为更小的粒度，从而使得客户端只依赖它需要使用的接口。
高级语言程序实验报告
一、实验目的1. 熟悉高级语言程序设计的基本概念和编程环境。
2. 掌握程序设计的基本方法和技巧。
3. 提高逻辑思维和问题解决能力。
4. 学会使用高级语言编写简单的程序。
二、实验内容本次实验选用的高级语言为Python，主要内容包括：1. 变量和数据类型2. 控制结构3. 函数4. 文件操作5. 异常处理三、实验步骤1. 环境搭建（1）下载并安装Python环境。
（2）配置Python环境变量。
（3）验证Python环境是否搭建成功。
2. 编写程序（1）创建一个Python文件（例如：test.py）。
（2）编写以下代码，实现一个简单的计算器功能。
```python# 定义加法函数def add(x, y):return x + y# 定义减法函数def subtract(x, y):return x - y# 定义乘法函数def multiply(x, y):return x y# 定义除法函数def divide(x, y):if y == 0:return "Error: Division by zero"else:return x / y# 主函数def main():while True:print("请输入操作符（+、-、、/）或输入'q'退出：") operator = input()if operator == 'q':breakprint("请输入第一个数：")num1 = float(input())print("请输入第二个数：")num2 = float(input())if operator == '+':print("结果是：", add(num1, num2))elif operator == '-':print("结果是：", subtract(num1, num2)) elif operator == '':print("结果是：", multiply(num1, num2)) elif operator == '/':print("结果是：", divide(num1, num2))else:print("Error: Invalid operator")# 调用主函数if __name__ == "__main__":main()```3. 运行程序（1）打开命令行窗口，切换到Python文件所在的目录。
高级语言程序设计实验报告
高级语言程序设计实验报告标题：高级语言程序设计实验报告摘要：本实验旨在通过实践操作，使学生掌握高级语言程序设计的基本原理和方法，提高其编程能力和解决问题的能力。
本文主要介绍实验过程中的设计思路、程序运行结果及经验体会。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实践操作，使学生掌握高级语言程序设计的基本原理和方法，提高其编程能力和解决问题的能力。
具体目标包括以下几个方面：1.了解高级语言的程序设计思想和基本语法；2.掌握面向对象程序设计的基本原理和方法；3.熟练掌握常见数据结构和算法的设计与实现；4.掌握软件测试的基本方法和流程。
二、实验内容本实验的主要内容包括以下几个方面：1. 面向对象程序设计2.数据结构与算法设计3.文件操作4.软件测试三、实验过程在本次实验中，我们使用C++语言进行编程操作。
首先，我们进行了面向对象程序设计的基本训练，了解了类、继承、封装、多态等概念。
通过实践操作，我们掌握了如何使用类来实现各种功能，并深入了解了类与对象之间的关系。
接下来，我们进行了数据结构与算法的设计实践。
在这个环节中，我们学习了常见的数据结构和算法，并掌握了它们的基本原理和实现方法。
通过编写各种常见的算法，比如排序算法、查找算法等，我们进一步加深了对数据结构和算法的理解。
随后，我们进行了文件操作的训练，了解了如何在C++中读取和写入文件。
通过这个练习，我们更加深入了解了文件操作的原理和方法，对文件读取和写入的各种问题有了更深入的认识。
最后，我们进行了软件测试的培训，在实践中了解了测试的基本方法和流程。
通过运用各种测试工具和技巧，我们成功地测试了我们的程序，并对程序的问题做了相应的修改和优化。
四、实验结果通过本次实验，我们成功掌握了高级语言程序设计的基本原理和方法，提高了自身的编程能力和解决问题的能力。
我们的程序能够正确地实现各种常见的数据结构和算法，具有较高的可靠性和实用性。
同时，我们深入理解了文件操作的原理和方法，能够熟练地读取和写入各种类型的文件。
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• 《程序设计语言：概念和结构（第二版）》，Ravi
Sethi，机械工业出版社
第2页
课程内容
❖ 第0章 绪论 ❖ 第1章 程序设计语言发展与分类 ❖ 第2章 程序设计语言设计概述 ❖ 第3章 过程式程序设计语言 ❖ 第4章 面向对象程序设计语言 ❖ 第5章 函数式程序设计语言 ❖ 第6章 逻辑式程序设计语言 ❖ 第7章 并发程序设计语言 ❖ 第8章 平台无关程序设计语言 ❖ 第9章 描述性程序设计语言 ❖ 第10章 指称语义的原理与应用 ❖ 第11章 代数语义学
自动数学 POST
不完全理论 , Goedel(1931)
POST系统
递归函数论
Church,Rosser(1930s)
信息论Shannon 形式语言理论
可计算理论 Turing(1936)
电子学
Chomsky
开关理论
形式语法定义 Backus 和Naur Knuth:词法分析方法
自动化理论 复杂性理论
60的贡献，图灵奖第一位获奖者
和UNIX
1971，John McCarthy，LISP语言，程序 1984，Niklaus Wirth, Alogl W, PL360,
语义，程序理论
Pascal, Modula-1/2, Oberon，逐步求精，
1972，E.W.Dijkstra，Algol编译，结构化 结构化程序设计，语法图
以符号语言表达的软件还要满足正确性、可 靠性、安全性、可扩充、可移植、方便性
第5页
1900 1910 1920 1930 1940
1950 1960 1970
1980 1990
Giuseppe Peano集合论(1895)
Alfred North Whitehead BertrandRussell 符号逻辑(1910)
程序设计语言原理
一门理论性较强的提高型课程，从更高的层 次来理解各种语言机制，指导对计算机语言的学习 和程序设计
• 分析并理解各类高级程序设计语言范型与理 论模型
• 掌握程序设计语言各主要成分设计中的关键 问题、主要步骤、表示法的基本技能，
• 学会分析、选择、调合、折中、设计语言的 特征。
第1页
程序设计语言原理
case语句，公理语义学，并发程序的 2008，Barbara Liskov，数据抽象/OO/容
理论，CSP等
错/分布式计算程序的基础和语第言9页
新趋势：并行
狭义的摩尔定律已失效，提 高主频的趋势已停止
并行环境已逐渐成为我们周 围最常见计算机的基本结构 的一部分
函数式语言: ML Miranda Haskell
并发性 Dijkstra(1968)
Hoare:CPS(1978) 分布式计算 Lamport
协作计算1988 第7页
重要性
程序设计语言的研究和开发处于计算机科学技术发展的中心：
计算机理论和方法的研究，许多是由于语言发展的需求 许多理论研究成果体现到程序语言的设计中 实际应用中最本质的需要常反映到程序语言里，推动语言的演化和发展 语言实现的需要是推动计算机体系结构演化的一个重要因素（如RISC） 计算机硬件的能力和特征也对程序语言的发展变化有着重要影响（今天和明天，并行性问题） 理解程序设计语言，有助于提高对整个计算机科学技术领域的认识
推动语言演化发展的要素：
实理际论应研用 究的 的需 成要 果，硬件的发展和变化，人们对于程序设计工作的认识发展，实现技术的第开8页发，
重要性：图灵奖
1966-2010，45届图灵奖，有15届由于与程序设计语言有关的工作而获奖
1966，Alan J.Perlis，早起语言和Algol 1983，Dennis Ritchie和Thompson，C语言
技术，程序优化，归纳断言法和前
语言和程序设计
后断言，程序正确性，编译生成 1979，K.E.Iverson,APL语言
2005，Peter Naur, Algol 60语言的设计和 定义，编译，程序设计的原理和实践
1980，C.A.R.Hoare，结构化程序设计， 2006，Frances Allen，优化编译和并行化
编译理论
编译的编译 EL/1:可扩展式语法
计算机密码学(1976) Diffie,Hellman
随机算法
公共密钥系统(1978)
Rivest,Shamir,Adelman
第6页
1930 1940 1950 1960
1970
1980 1990
POST 系统
递归函数理论 Church,Rosser(1930s)
第3页
第0章 导 论
❖ 什么是程序设计语言(PL) ❖ 为什么研究PL ❖ 语言规范与处理器 ❖ 本课程内容与要求
第4页
0.1 什么是程序设计机器识别，方便人使用 形式语言 无二义性 必须可执行
❖ 它是计算机科学与计算机工程的交汇点
计算机科学是在符号学、集合论、离散数学、 组合数学基础上发展的
教材：
程序设计语言原理 麦中凡 北航出版社
参考书：
• 《程序语言原理（第五版）》，Robert W.Sebesta， 机械工业出版社。
• 《程序设计语言：原理与实践（第二版）》， Kenneth C. Louden，电子工业出版社。
• 《程序设计语言：设计与实现（第四版）》， Terrence W. Pratt，Marvin V. Zelkowitz，电子工业出 版社。
程序设计，并发概念和原语，形式 1991，Robin Milner, ML语言，并发理论，
化推到，卫式命令等
CCS
1977，John Backus,Fortran语言，FP语言，2001，Ole-Johan Dahl和Kristen Nygaard,
BNF等
Simula语言，OO概念
1978，Robert Floyd，Algol编译，编译 2003，Alan Kay, Smaltalk语言，OO概念、
λ演算 Church(1941)
可计算理论 Turing(1936)
程序正确性和验证(1960s)
引用透明,Strachey 形式语义定义
SECD机,Landin(1964) PL/1的Vienna定义(1967)
指称语义学(1971) Scott,Strachey) Milner:类型理论(1978)