将抽象定义成一种过程
名字 映射到复杂的程序片段
从用途与功能角度考虑
而非具体实现
控制抽象：执行良好定义的操作
数据抽象：表示数据
局部变量：执行代码语句相关的变量
参数：输入
返回值：输出
将以上三个限制于子程序作用域内
子程序代表调用方执行操作：任务委托
参数化
传递参数：传递信息（控制子程序行为），提供数据（值）
实参在调用时映射到形式参数
形参：子程序内局部变量 ？
返回值：函数
不返回：过程
大多数要求函数在使用前已有声明
c没有
声明：编译器可以检查调用与函数签名是否一致
调用序列：调用前后，被调用前后
8.1回顾栈布局
调用栈上分配空间问题
子程序被调用时，栈顶部分配一个新栈帧：活动记录
包含：实参、返回值，簿记信息（返回地址，保存的寄存器），局部变量、临时值
在任意给定时刻，栈指针寄存器保存最后一个已用位置，或第一个未用地址
帧指针保存栈顶帧内的一个地址
帧中对象访问：相对帧指针位移寻址
对象大小编译时未知，放在帧顶部大小可变区域，地址与内情向量保存在某个固定区域
不存在未知大小对象：帧中对象相对栈指针偏移量静态可知，不用帧指针
参数大小编译时未知：参数放在其他参数下方大小可变区域，地址与内情向量放在相对帧指针的已知偏移量处
或调用方只传递临时地址与内情向量，被调方复制实参到栈顶可变区域
图
允许嵌套与静态作用域的语言：
对象可能在外围子程序中
维护静态链，找到这些非局部非全局对象
栈帧包含一个 对词法上外围帧的引用——静态链（指针）
为子程序返回时恢复而保存的帧指针——动态链（指针）
一个活动的子程序，其外围子程序是活动的
只有通过外围子程序才能见到且调用内层子程序
嵌套定义的子程序，只能从外围子程序进入。因为函数名对其他函数不可见。
局部子程序：词法静态嵌套关系表示可见性
8.2调用序列：完成调用工作的实现
维护子程序调用栈
调用前后处理代码，被调前后处理代码
进入子程序的过程完成的工作
传递参数
保存返回地址
修改程序计数器
修改栈指针与分配空间！！
保存子程序可能修改的寄存器值（包括帧指针）
修改帧指针，指向新帧栈
执行新帧上的对象初始化代码
离开时的工作
传递返回参数，返回值
局部变量终结代码，释放空间
释放帧栈（恢复栈指针）
恢复保存的帧指针
所有工作中一部分只能由调用方完成（只有调用方知道的信息：传递参数，返回地址？静态链）
其他可以共同完成
调用方做工作
被调方做工作：可以节省空间，子程序不止一次被调用？？？
##调用树图
保存恢复寄存器
理想模式：调用方正在使用，而被调方用于其他目的。则将之保存（寄存器集合的子集）
实际：调用方保存所有正在使用的寄存器 被调方保存所有将要修改的寄存器
寄存器分组：调用方保存有价值的一组 被调方改写没有价值的一组（可能存在语义一致的资源）
静态链维护
一部分维护工作必须由调用方完成：调用方的词法外层
调用方计算被调方的静态链，作为隐式参数传递
具体分两种情况：
1.被调方直接嵌套在内层
被调方静态链引用调用方的栈帧。调用方传递帧指针
2.被调方在调用方外k层
调用方对静态链做k次间接引用，传递给被调方
典型调用序列
调用方
保存寄存器
计算参数值，移入栈或寄存器
计算静态链，作为隐式参数传递
执行子程序调用指令，跳入子程序，返回地址放在栈，寄存器中
被调方
分配帧
保存原有帧值，赋予新值
保存寄存器
子程序结束
被调方
返回值移入寄存器或栈
恢复寄存器
恢复fp，sp
跳回返回地址
调用方
保存返回值
恢复寄存器
优化：
没有局部变量
不需要帧栈，参数来自寄存器
区头向量
取代静态链的小数组，缓存地址计算结果。空间换时间
寄存器窗口滑动
内联展开
增加了代码量
保持语义（相对宏）
编译器可了解语义，可优化
8.3参数传递
传递值，引用，闭包
规则唯一：c
规则不唯一：python？
8.3.1参数模式
值调用，传递副本。得到值
引用调用：传递地址。形参为实参的新名字，别名。
传递的必须是左值
引用传递为了修改参数
值传递+返回值：形参赋值回实参
讨论值模型与引用模型只对使用值模型的语言有意义
变量的引用模型，不一定要求所有对象通过地址访问。java，python
java内部类型值模型，自定义为引用模型
无论变量是值还是引用，都通过复制来传递
与赋值语句语义一致
函数意图
修改实参
保持实参
间接访问的代价
复制对象的代价（大型值）
只读参数：同时获得引用参数的效率与值参数的安全性
c：const声明：加工时常量
const指针：保证不引用其他对象 或 引用的对象不被修改
c++
引用参数&
不引用其他对象 const 指针
引用作为返回值
闭包作为参数
闭包：子程序的引用，并带有子程序引用环境
代码地址+引用环境
带环境的可调用对象
c：指向程序的指针
面向对象：模仿闭包行为，闭包对象，单方法类
类是对象：有属性（静态方法，类变量）
类是类型：创建类实例对象，提供方法，实例属性
8.3.3特殊目的的参数
相似数组：不同语言，数组维数与边界的约束时间不同：编译时，加工时，执行时
语言中，针对参数的规则 比 针对变量的规则 宽松
推迟到运行时确定形状的数组参数：相似数组参数，开放数组参数
默认参数
提供值：修改函数默认行为
缺省实参：使用默认值，默认行为
默认值为：值，字面量，不可变
：对象，可变
命名参数：相对于位置参数：关键字参数：调用时的按名传参行为
混合使用：先位置参数
可变个数参数表
对静态类型不安全，无法静态检查（不知道个数，不可能检查）
对动态类型安全？运行时检查，动态检查
类型安全的静态类型：要求可变长参数表类型相同
8.3.4函数返回
不区分表达式与语句的语言：函数的值=函数体（本身是一个表达式）的值？？？
显式return：副作用：函数停止
正交性：返回值类型限定
返回复合值，元组
正交性：弱化限制
设计限制了出现的对象必须满足的特征：第一类，第二类，第三类 类型 静态已知
8.4泛型子程序与模板
需要在不同类型对象上使用同一操作
OS：队列：保存进程、存储描述符、文件缓冲区、设备控制块、等
队列数据结构的特征与数据项的特征无关
8.4.1不同的实现方法
隐式参数多态性：参数类型无描述，但依然是类型安全的
类型检查推迟到运行时
显式多态的泛型机制
C++模板
用于创建容器
容器：数据抽象，保存一组对象。操作与对象类型无关（不要求提供接口，要求极少的接口）
泛型模块（或类）需要泛型子程序，实现操作
泛型参数：
java c#只允许传递类型
ada c++允许传递常规类型的值？子程序或类？
泛型代码：对类型参数的最低特性要求（最小接口）
适当的限制条件：显示描述，或编译器推断
编译器的工作是隐式的 写于程序正文的是显示的
不同的实现方法
Ada c++静态机制：编译时 创建使用泛型代码的多个实例，每个实例独立代码副本
C++：安排独立的类型检查
优化：共享代码
类型检查：要求特定的类型——函数签名(运算符)
要求提供接口——泛型
java：一个泛型所有实例运行时共享代码
标准基类object的实例（语义转化为子类多态性）
子类运行父方法
静态泛型与宏 有共性
泛型 宏
内联函数 宏
编译器理解的 事后添加的，预处理器展开的
类型检查
常规作用域规则
8.4.2泛型参数的约束条件
泛型也是种抽象：接口提供所有信息
Ada，java：限制泛型参数，显示说明参数类型支持的操作
java：从父类继承的接口实现
c++：摒弃显示限制，提供参数检查
参数类型不支持操作：静态语义错误避免隐式使用泛型参数类型的操作
8.4.3隐式实例化（函数）
泛型函数看做重载（重载是否一定要求函数签名不相同？需要声明，需要强类型）
c++隐式实例化规则比 重载子程序 严格
编译器不对子程序实参作类型强制
8.5异常
子程序调用栈的回退
难以在局部上下文处理
不妨碍正常的流程
错误处理移到主流之外
控制转移
致命异常
可恢复异常
处理程序与异常的动态约束：容易造成语义模糊
静态约束：词法位置约束的代码块。作为原始代码块相并存在的补充（if else）。
调用点引发异常，调用方（&调用方的调用方）处理
沿动态链返回，（依然存在动态约束，但是受限得多）
在调用方代码块（静态约束）中寻找局部处理程序，检查匹配，处理/重新抛出/终止并打印
沿动态链寻找调用方，在调用方代码块（静态环境）寻找局部处理程序
匹配——处理
不匹配——重新引发（传播）
8.5.1异常的定义
预定义异常
异常类型
参数：类的域（字典）
try
throw，raise主动引发
传播（接收并重发）
catch
最终未处理的情况
清理操作：类似调用序列语义（子集），但是未完成工作
离开作用域：内存释放
final
with——exit？
8.5.3异常的实现
处理程序的链接表栈（解释数据结构？）
控制进入保护区：处理程序加入表
为实现沿动态链的反向传播，对于中间层子程序无处理程序：隐式处理程序：子程序的后续代码，重新引发异常
编译时记录表格：处理程序与受保护块的对应关系（指针）
异常发生：程序计数器为key，对表格折半搜索
特别处理隐式处理程序：返回地址作为key
独立编译：各个子程序独立表格
无异常机制：模拟行为
8.6协程
需要闭包，保持环境
继续：常量，创建后不改变
协程：每次运行时变化：跳进时位置为上次退出时位置
一组协程：同时存在的上下文，但每个时刻只有一个在执行，主函数调用
用于离散时间的模拟
要求顺序的完整性检查，替代深层循环
控制权转移
独立的程序计数器
线程比协程好用
协程是并发的，不能共享栈
如果栈帧在堆中分配，可以避免溢出与内部碎片问题？？？
但会增加子程序调用开销
仙人掌栈
表示协程或进程：上下文块
协程转移
8.7事件
程序外部发生
时间不可预测
需要程序响应
等待输入：同步，阻断式
回调函数
处理程序：特定时间调用
异步设备活动
中断机制
切换栈到回调函数
信息缓冲区
基于线程处理程序
事件：单独控制进程