[蛙蛙推薦]SICP第一章學習筆記-編程入門

本書簡介

《計算機程序的構造與解釋》這本書是MIT計算機科學學科的入門課程，
大部分學生在學這門課程前都沒有接觸過程序設計，也就是說這本書是針對編程新手寫的。
雖然是入門課程，但起點比較高，看懂裏面的知識須要比較紮實的數學功底，
最起碼要有高中數學水平，若是高中數學沒學好，看起來會比較吃力。

固然，這本書的目標不是教你去作數學分析，或者讓你學會使用LISP，他的目標我理解以下

• 學會使用編程的一些基本元素，以編程的方式思考問題
• 學會如何使用抽象和創造抽象來解決複雜問題
• 學會如何良好的組織代碼來編寫大型軟件系統，控制其中的複雜性
• 是識別出好的程序設計和差的程序設計

以數學來示範各類編程原理是由於數學問題比較廣泛，好多概念你們都有所接觸，
沒有二義性，不須要把時間花在問題描述和需求分析上。以LISP來進行編程原理解
說是由於LISP語法很是簡單，不須要把時間花在講解語法上。

程序設計的基本要素

表達式

LISP可能很差安裝，咱們就用Javascript來練習第一章的示範吧，打開Chrome瀏覽器，
按F12打開開發人員工具，在Console標籤裏就能夠寫代碼了。

若是你還不知道編程能幹什麼，Javascript是啥東西，不要緊，
咱們能夠先來實現一些簡單的數學計算，在Chrome的Console裏輸入以下代碼

>128
128
>128 + 12
140
>128 / 16
8
>128 - 28
100
>50 * 2
100
>3 + 2 * 10
23
>2 * 10 * 3.14
62.800000000000004

上面代碼的大於號不用輸，表示輸入提示符，能夠看到輸入一些數學式子後Console會自動打印出
這個式子的求值結果。暫時先不用管背後的原理是什麼，你如今已經開始在編程了。

上面你輸入的式子就叫作表達式，裏面的數就是普通的數字，+,-,*,/這些叫操做符，
操做符能夠操做數，他操做的是本身兩邊的數。

命名和環境

像上面的例子裏2 * 10 * 3.14其實就是在計算一個半徑爲10的圓的周長，3.14就是圓周率π，
計算圓的周長的公式不是2πr嗎？

若是咱們要計算好多圓的周長，那麼每次都要把3.14打出來嗎？能不能給3.14起個名字呢？
能，確定能。能給某些計算對象命名是全部編程語言裏最重要的一個功能，以下。

>var pi = 3.14
undefined
>2 * pi *　10
62.800000000000004
>2 * pi * 5
31.400000000000002
>2 * pi * 8
50.24

上面的第一句var pi = 3.14就至關於給3.14起了個名字pi，後面計算周長的表達式均可以用pi來代替3.14。

這就是一個最簡單的抽象手段，你不須要記住pi的值具體是多少，只須要記住pi就表示圓周率就好了。
這個思路很關鍵，之後寫代碼寫多了，你會發現你寫的代碼愈來愈複雜，可以給你寫的部分代碼進行命名，
而後使用的時候不用關心複雜的細節，就能夠控制住這種複雜性，寫出複雜的大程序來。

組合式的求值

像3 + 2 * 10這個式子，*會先把2和10進行乘法計算，獲得20，而後+會把3和20進行相加，
獲得23，整個過程和數學裏的加減乘除運算規律是同樣的。若是你想執行(3 + 2) * 10的結果，
也能夠直接把這個式子在Console裏輸入，也能正確的執行。

你在寫2 * pi * 10時，pi會自動替換成3.14，這說明Javascript解釋器幫你存儲了pi到3.14
的對應，這種存儲咱們叫環境，每一個環境裏都存儲了一些名字和計算對象的對應關係。
環境是個廣泛的概念，它爲求值的過程提供了一種上下文，對於咱們理解程序
的執行起着很重要的做用。

好比你要執行(3 + 2 + 5) * (2 * (1 + 2))，這個表達式的求值過程就稍微複雜點了。
整體來看呢，這個式子分紅兩個部分，一個是(3 + 2 + 5)，一個是(2 * (1 + 2))，而後
這兩個部分進行想乘。要想獲得這兩個部分的相乘呢，又要先獲得這兩個部分的結果，怎麼獲得呢？
咱們發現這兩個部分其實也是表達式，好比(2 * (1 + 2))，其實也有兩部分組成，一個
是2，一個是(1 + 2)，這兩個部分相乘。這樣從外到裏分析，確定會分析出最簡單的不
能再分的表達式，能夠直接求出結果。

這個過程就叫作遞歸，先不用計較複雜的解釋，就先理解複雜表達式的求值須要先對子表
達式進行求值，子表達式的求值須要對子表達式的子表達式求值，這個過程就叫遞歸。

遞歸是個剛開始不太好理解的概念，但掌握後用它來理解不少問題就很輕鬆了，之後會常常
遇到，加深印象。須要提的就是遞歸要有幾個注意的地方。

1. 遞歸分紅好多個步驟
2. 每一個步驟要把整個事情向前推動，每次推動都向最終點更近一步。
3. 整個遞歸過程要有個最終點，不然整個過程就沒法終止了。

好比複雜表達式的求值過程就分紅多個步驟，每一個步驟就是把複雜表達式拆成多個子表達式
，而後每次拆呢，確定是拆的愈來愈小，把整個過程向終點推動一步，而後呢若是拆的不能
再拆了，好比1 + 2直接就能獲得結果了，這就到最重點了。

以上說的這些規則，就叫作編程的語法，慢慢你會發現有的編程語言的語法特別多，須要記住的東西特別多，好比各類括號，特殊字符，關鍵字。 而有的編程語言的語法特別少，基本上不用記，一大屏代碼看到的都差很少的格式。剛學編程的時候建議選擇後面一種的編程語言，如Javascript, Python，儘可能學習一些編程的本質，而不是各類語法。