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编程语言的基本元素

硬核编程

发布于 2019-08-19 13:30:41

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01 语句与语法

就像口语一样，编程语言有"语句"，语句表达单个完整思想，比如"我想要茶"或者"在下雨"，用不同词汇可以代表不同含义，比如"我想要茶"变成"我想要独角兽"。但没法把"我想要茶"改成"我想要雨"- 语法毫无意义，规定句子结构的一系列规则叫语法，英语有语法，所有编程语言也都有语法。

a=5 是一个编程语言语句，意思是创建一个叫 a 的变量，把数字 5 放里面。这叫"赋值语句"，把一个值赋给一个变量。为了表达更复杂的含义，需要更多语句，比如 a=5 、 b=10 、c=a+b，意思是，变量 a 设为5，变量 b 设为10，把 a 和 b 加起来，把结果 15 放进变量 c。注意，变量名可以随意取，除了 a b c，也可以叫苹果、梨、水果，计算机不在乎你取什么名，只要不重名就行。当然取名最好还是有点意义，方便别人读懂。

程序由一个个指令组成，有点像菜谱：烧水、加面，等10分钟，捞出来就可以吃了。程序也是这样，从第一条语句开始，一句一句运行到结尾，刚才我们只是把两个数字加在一起。

我们来做一款游戏吧，当然，现在这个学习阶段来编写一整个游戏还太早了，所以我们只写一小段一小段的代码，来讲解一些基础知识。假设我们在写一款老派街机游戏：Grace Hopper 拍虫子。阻止虫子飞进计算机造成故障，关卡越高，虫子越多，Grace 要在虫子损坏继电器之前抓住虫子。好消息是她有几个备用继电器。

开始编写时，我们需要一些值来保存游戏数据，比如当前关卡数、分数、剩余虫子数、Grace 还剩几个备用继电器，所以我们要"初始化"变量，"初始化"的意思是设置最开始的值。关卡=1，分数=0，虫子数=5，备用继电器=4，玩家名=Andre。

02 条件 if-then-else

为了做成交互式游戏，程序的执行顺序要更灵活，不只是从上到下执行，因此用 "控制流语句"。控制流语句有好几种，最常见的是 if 语句，可以想成是 "如果 X 为真，那么执行 Y"。用英语举例就是 "如果累了, 就去喝茶"，如果 "累了" 为真，就去喝茶，如果 "累了" 为假，就不喝茶。

if 语句就像岔路口，走哪条路取决于 "表达式" 的真假，因此这些表达式又叫 "条件语句"。在大多数编程语言中，if 语句看起来像这样：if [条件], then [一些代码]，结束 if 语句。比如，if [第一关]，then [分数设为0] ，因为玩家才刚开始游戏，同时把虫子数设为 1，让游戏简单些。注意, 依赖于 if 条件的代码，要放在 IF 和 END IF 之间。

当然，条件表达式可以改成别的，比如："分数 >10" 或者 "虫子数 <1"，if 还可以和 else 结合使用，条件为假会执行 else 里的代码。如果不是第1关，else 里的指令就会被执行。Grace 要抓的虫子数，是当前关卡数 * 3，所以第 2 关有 6 个虫子，第 3 关有 9 个虫子，以此类推。else 中没有改分数，所以 Grace 的分数不会变。

这里列了一些热门编程语言 if-then-else 的具体语法，具体语法略有不同，但主体结构一样。

03 while 循环

if 语句根据条件执行一次，如果希望根据条件执行多次，需要"条件循环"。比如 while 语句，也叫 "while 循环"，当 while 条件为真，代码会重复执行。不管是哪种编程语言，结构都是这样。

假设到达一定分数会冒出一个同事，给 Grace 补充继电器，把继电器补满到最大数 4 个，我们可以用 while 语句来做，来过一遍代码，假设同事入场时， Grace 只剩一个继电器，当执行 while 循环，第一件事是检查条件，继电器数量<4?，继电器数量现在是1，所以是真，进入循环。碰到这一行：继电器数量=继电器数量+1，看起来有点怪，变量的赋值用到了自己。

我们讲下这个，总是从等号右边开始，"继电器数量+1" 是多少？当前值是1，所以 1+1=2。结果存到"继电器数量"，覆盖旧的值，所以现在继电器数量是 2。

现在到了结尾，跳回开始点。和之前一样，先判断条件，看要不要进入循环。

继电器数量<4？是，继电器数量是2，所以再次进入循环。2+1=3，3 存入"继电器数量"，

回到开头，3<4？是！进入循环，3+1=4。4 存入"继电器数量"

回到开头，4<4? 不！现在条件为假，退出循环，执行后面的代码

while 循环就是这样运作的!