编程语言与范例COMP26020

课程内容：

编程语言种类繁多，功能各异，旨在解决不同类型的问题。本课程是为已经掌握一种编程语言的学生开设的高级课程。课程试图考虑各种不同的编程范式，以及如何使用和转换这些范式。

课程目标：

本课程旨在提供计算机中使用的主要编程范式，介绍这些范式的不同之处，以及如何使用和转换这些范式。

教学大纲：

1、概述和命令式编程范例：C、C++

- 主要编程范式概述：命令式编程与声明式编程、结构化编程、面向对象编程、并发编程、函数式编程

- C 语言中的结构化命令式编程

- 语法、类型系统、控制流、构建/调试工具

- 动态内存分配、指针

- C++ 面向对象编程

- 多态性和继承

- C/C++ 使用案例

- 高性能计算、系统/内核编程

- C/C++ 程序中的内存（不）安全、内存错误：漏洞、攻击、防御

2、函数式编程：Haskell

- 函数式编程的基本概念：数据类型和递归函数

- Haskell 基础知识

- 列表理解，案例研究：排序算法

- 树，案例研究：二叉搜索树、红黑树

- 使用高阶函数：lambda、map、fold

- 单体

- 类型类

- 懒惰评估

- 案例研究：解析器组合器

3、编译编程语言

- 简介：什么是编译器、编译的高层次视角、编译器的一般结构

- 前端：词法分析、语法分析、语义分析

- 中端：中间表示法、代码优化

- 后端：代码生成

4、高级主题

- Solidity

- 并发执行

- 区块链和智能合约

- 当代语言发展趋势

学习成果：

成功完成本课程后，学生将能够：

1、使用 C、C++、Solidity 和 Haskell 设计、实施、修改、测试、调试和评估程序

2、比较和对比各种编程语言和范例对现实世界问题的适用性

3、解释函数式编程与命令式编程的优缺点

4、描述编译过程的原理、概述问题并讨论编译方法和技术

5、解释标准编译器每个基本组件的作用

6、编写符合最佳实践的 C/C++ 代码

7、解释并发或区块链对编程的影响

8、确定现代编程语言趋势的影响