学计算机编程原理和机制必看的六个内功心法

一、逻辑语义与物理语义

指令的逻辑语义与物理语义是编程的出发点。

逻辑语义是指从问题和自然理解的角度的语义，物理语义是指从计算机存储和运行的角度的语义。

比如， int i = 4 的逻辑语义是在程序中创建一个初始值为4的整数变量，物理语义是在计算机内存中分配了4个字节，值为0x00000004.

编程语言提供了从指令的逻辑语义到物理语义的语义映射，而我们通常是使用编程语言从逻辑语义上进行编程的。

API是针对特定技术系统的逻辑语义，虽然功能更强大，但本质与拷贝数据的原子指令没有区别。当编写一行代码时，应该理解它所指代的物理语义。

二、编码与解码

编码与解码是在计算机中表示和还原世间万物的方法和技术。

要在计算世界里解决现实世界的问题，就*将现实世界的事物映射到计算世界里，就涉及到编码问题。

要将计算世界的解映射到现实世界，就涉及到解码问题。

计算机中较基本的数据表示采用二进制，即一系列的“01”串;以二进制来编码世间万物，这不能不说是个思维的奇迹!

三、 数据结构与算法

理解编程语言的逻辑物理语义之后，下一步要掌握的两大武器是数据结构与算法。

数据结构是程序中存储和组织数据的重要法宝，而算法则是在数据结构之上设计的操作序列。

数据结构与算法是问题求解的基础，是编写大型程序必不可少的要素，是计算世界的基石。

四、 设计模式

熟悉基本数据结构和算法之后，接下来要学习设计模式。

编写小型程序， 代码缠成一团没有关系;但是编写中大型软件系统时，若缺乏设计模式的辅佐，代码组织就会乱成一团意大利面，难以修改、扩展和维护，系统很快就会腐化成没人想动它的废弃物。

设计模式是培养对象编程的结构化的思维体操，直接产出是各种应用框架。

五、 模块化与封装

掌握编程语言、编解码、数据结构、算法、设计模式，基本上能够胜任中小程序的构建了。

*，要驾驭中大型软件系统，就要学会将已实现的通用逻辑流(数据结构、算法、函数、方法、对象、代码结构、业务逻辑等)进行模块化与封装，成为可复用的模块，并仔细设计模块之间的交互关系。

六、进程与内存

当构建和运行程序时，应当理解程序的运行机制，理解进程与内存的管理是必经之途。

进一步地，理解程序所占用的CPU、内存、磁盘IO、网络等资源以及程序的响应时间和并发吞吐量也是必要的。知其然而知其所以然。

编程技法千变万化，但万变不离其宗。 掌握了编程的六个较基本内功心法，可以开始接触更广泛的技术招式：

比如数据库， 管理和检索大量有序记录的技术;

比如正则表达式， 灵活操控文本的技术;

比如Socket编程， 网络编程的基本技术;

比如多核编程，并发控制多任务执行的基本技术。

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