Грамматика языков программирования

Грамматика языков программирования состоит из описания их алфавитов. Алфавит любого языка состоит из фиксированного набора символов, однозначно трактуемых. Алфавит языков программирования, как правило, связан с литерами клавиатуры печатной машинки. Клавиатуры персональных компьютеров близки к ним по наличию литер.

Грамматика языков программирования состоит из описания их алфавитов. Алфавит любого языка состоит из фиксированного набора символов, однозначно трактуемых

Несмотря на значительные различия между языками программирования, ряд фундаментальных понятий грамматики языков программирования в большинстве из них схожи. Приведем часть этих понятий.

Оператор – одно из ведущих понятий всех языков программирования (теоретически, за исключением чисто декларативных; но в действительности и они используют родственное понятие). Каждый оператор представляет собой законченную фразу языка и определяет однозначно трактуемый этап обработки данных. В соответствии с теорией алгоритмов выделяют основные (базисные) операторы языка программирования: присвоения, условный и безусловный переход, пустой оператор. К производным, не основным, относят составной оператор, оператор выбора, оператор цикла и оператор присоединения.

Операторы выполняются в порядке их следования в тексте программы. Лишь с помощью операторов перехода этот естественный порядок может быть нарушен.

Большая часть операторов в грамматике языков программирования ведет обработку величин. Величины могут быть постоянными и переменными. Значения постоянных величин не изменяются в ходе выполнения программы. Величина характеризуется типом, именем и значением. Наиболее распространенные типы величин – числовые (целые и вещественные), символьные, логические. Тип величины определяется ее значением. Другая важная классификация величин – простые и структурированные. Простая величина в каждый момент может иметь не более одного значения. Ей соответствует одна ячейка памяти или ее эквивалент во внешней памяти компьютера. Структурированная величина, имея одно имя, может иметь разом несколько значений. Эти значения представляют собой элементы (компоненты) величины. Самый широкоизвестный пример – массив, у которого элементы различаются по индексам (номерам).

Всем программным объектам в грамматике языков программирования даются индивидуальные имена. Имя программного объекта называют идентификатором. Чаще всего идентификатором является любая конечная последовательность букв и цифр, начинающаяся с буквы. Некоторым идентификаторам заранее предписан определенный смысл и их называют стандартными, например, sin – это имя известной математической функции.

Описания или объявления программных объектов связаны в грамматике языков программирования с правилами обработки данных. Данные бывают разные и необходимо для каждого из них определить его свойства. Например, если в качестве данных выступает массив, то необходимо задать его размерность, границы индексов, тип элементов массива. Описательная часть грамматики языков программирования является необходимой как для системных программистов – разработчиков трансляторов, которые должны, в частности, проводить синтаксическую и семантическую диагностику программ, – так и для "прикладного" программиста, которому объявления программных объектов часто облегчают процесс разработки и отладки программ.

Переменные играют важнейшую роль в грамматике языков программирования. Понятие "переменная" в языках программирования отличается от общепринятого в математике. Переменная – это программный объект, способный принимать некоторое значение с помощью оператора присваивания. В ходе выполнения программы значения переменной могут неоднократно изменяться. Каждая переменная после ее описания отождествляется с некоторой ячейкой памяти, содержимое которой является ее значением.

Семантический смысл переменной в грамматике языка программирования заключается в хранении некоторого значения, соответствующего ее типу (например, переменная целого типа может принимать значение произвольного целого числа), а также в выполнении с ней операций пересылки в нее и извлечения из нее этого значения.

Функция – это программный объект, задающий вычислительную процедуру определения значения, зависимого от некоторых аргументов. Вводится в языки программирования для задания программистом необходимых ему функциональных зависимостей. В каждом языке высокого уровня имеется в наличии библиотека стандартных функций: арифметических, логических, символьных, файловых и т.п.

Процедура – это программный объект, представляющий некоторый самостоятельный этап обработки данных. По сути, процедуры явились преемниками подпрограмм, которые были введены для облегчения разработки программ еще на самых ранних стадиях формирования алгоритмических языков. Процедура имеет входные и выходные параметры, называемые формальными. При использовании процедуры формальные параметры заменяются на фактические.

Модуль (Unit) – это специальная программная единица, предназначенная для создания библиотек и разделения больших программ на логически связанные блоки.

По сути, модуль в грамматике языков программирования – это набор констант, типов данных, переменных, процедур и функций. В состав модуля входят разделы: заголовок, интерфейс, реализация, инициализация.

Инструменты