• はじめに
• 謝辞
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第1章　言語を深く効率的に学ぶには

1.1　比較から学ぶ

• 決め事は言語によって異なる
• C言語とRubyにおける真偽値
• Javaにおける真偽値

1.2　歴史から学ぶ

• 言語設計者の意図を理解する
• どの言語を学ぶべきかは誰にもわからない
• 言語に依存しない普遍的な知識を学ぶ

1.3　まとめ

第2章　プログラミング言語を俯瞰する

2.1　プログラミング言語誕生の歴史

• ケーブルをつなぐ
• プログラム内蔵方式へ
• FORTRANの登場

2.2　プログラミング言語の生まれた目的

• 無精 ──プログラマの三大美徳の一つ
• 言語により異なる「楽さ」の意味
  • 　何を楽にしたいのか
  • 　どんなプログラムを書くのを楽にしたいのか

2.3　まとめ

第3章　文法の誕生

3.1　文法って何だろう？

• 演算子の優先順位
• 文法は言語設計者が決めたルール

3.2　スタックマシンとFORTH

• 計算の流れ
• 計算順序をどう表現する？
• 現代にも生きるスタックマシン

3.3　構文木とLISP

• 計算の流れ
• 計算順序をどう表現する？
• 現代にも生きる構文木
• 【Column】理解を確認するためにはまずアウトプット

3.4　中置記法

• 構文解析器
• 【Column】何を学べがよいかがわからない理由
• ルールの競合

3.5　まとめ

第4章　処理の流れのコントロール

4.1　構造化プログラミングの誕生

4.2　ifが生まれる前

• ifはなぜあるのか
• if……elseはなぜあるのか
  • 　アセンブリ言語での表現方法
  • 　C言語での表現方法
  • 　if……elseを使うメリット

4.3　while ──繰り返しのifを読みやすく表現

• whileを使った表現方法
• whileを使わない表現方法

4.4　for ──数値を増やしながらのwhileを読みやすく表現

• forを使った表現方法
• forを使わない表現方法
• foreach ──処理の対象で繰り返しを制御

4.5　まとめ

第5章　関数

5.1　関数の役割

• 理解 ──組織のたとえ
• 再利用 ──部品のたとえ
• プログラムにおける再利用の特徴

5.2　戻る命令

• 関数の誕生
• 戻る先を記録する専用のメモリ
• 【Column】名前
• スタック

5.3　再帰呼び出し

• 入れ子構造のデータを効率的に処理
• 入れ子構造を扱う方法
  • 　forでは表現できない
  • 　再帰呼び出しを使う
  • 　再帰呼び出しの実行の流れ

5.4　まとめ

第6章　エラー処理

6.1　プログラムも失敗をする

6.2　失敗をどうやって伝える？

• 返り値で失敗を伝える
  • 　失敗を見落とす
  • 　エラー処理のせいでコードが読みづらい
  • 　ジャンプでエラー処理をまとめる
• 失敗したらジャンプする
  • 　UNIVAC Iの場合
  • 　COBOLの場合
  • 　PL/Iの場合

6.3　失敗しそうなコードを囲む構文

• John Goodenoughの主張
• CLUへの導入
• C++への導入
• Windows NT 3.1への導入

6.4　出口を1つにしたい

• なぜfinallyを導入したのか
• 対になる処理を確実に行いたい
  • 　finallyによる解決
  • 　finallyのないC++での解決
  • 　D言語のscope（exit）による解決

6.5　どういうときに例外を投げるか

• 関数呼び出し時に引数が不足している場合
• 配列の範囲外を取得しようとした場合
• 間違えたらすぐに例外を投げてほしい

6.6　例外の伝搬

• 例外が伝搬する問題点
• Javaの検査例外
• 検査例外が普及しない理由
• 【Column】具体的な知識と抽象的な知識
• 【Column】噛み砕く

6.7　まとめ

• 【Column】必要なところからかじる

第7章　名前とスコープ

7.1　名前はなぜ必要だったか

• どうやって名前を付けるか
• 名前の衝突
• 衝突を回避するには
  • 　長い変数名を付ける
  • 　スコープを利用する

7.2　スコープの進化

• 動的スコープ
  • 　どのように動作するか
  • 　問題点
• 静的スコープ
  • 　動的スコープは対応表がコード全体から読める
  • 　静的スコープは関数ごとに対応表を分ける

7.3　静的スコープは完成形？

• 【Column】ほかの言語でのスコープは？
• ネストした関数の問題
• 外のスコープへの再束縛の問題
  • 　Pythonでの解決方法
  • 　Rubyでの解決方法

7.4　まとめ

第8章　型

8.1　型とは何か

8.2　数値をオンとオフで表現する方法

• 位取りの発明
• 7セグメントディスプレイ
• そろばん

8.3　1つの位に必要なランプはいくつか？

• 10進法から2進法ヘ
• 8進法と16進法
  • 　8進法
  • 　16進法

8.4　実数はどうやって表現しよう

• 固定小数点数──小数点がどこに付くか決める
• 浮動小数点数──どこからが小数部かの情報自体を値に含める
  • 　どのような考え方か
  • 　IEEE 754で定められた浮動小数点数のしくみ
  • 　問題点

8.5　型は何のため？

• ないとどう困るのか
• 初期のFORTRANでの型
• 言語処理系に変数の種類を教える
• 暗黙の型昇格
  • 　整数同士，浮動小数点数同士の演算
  • 　片方が整数で片方が浮動小数点数の演算
  • 　問題点
  • 　書き方で区別する言語

8.6　型のいろいろな展開

• ユーザ定義型とオブジェクト指向
• 仕様としての型
  • 　公開と非公開を分ける
  • 　インタフェースへの発展
  • 　型ですべての仕様を表現する世界が来るか
• 総称型，ジェネリクス，テンプレート
  • 　C++の場合
  • 　Javaの場合
  • 　Haskellの場合
• 動的型付け
  • 　どのように実現しているか
  • 　メリットとデメリット
• 型推論
  • 　Haskellと型推論のないC言語の比較
  • 　Haskellの型推論
  • 　Scalaの型推論
  • 　強い型でバグのないプログラムが作れるか

8.7　まとめ

• 【Column】おおまかにつかんで徐々に詳細化する

第9章　コンテナと文字列

9.1　いろいろな種類のコンテナがある

9.2　なぜいろいろな種類のコンテナがあるのか

• 配列と連結リスト
  • 　配列に値を挿入する場合
  • 　連結リストに値を挿入する場合
  • 　連結リストの模式図
• 連結リストの長所と短所
• 【Column】O記法──計算時間とデータ量の関係を簡潔に表す
• 言語による違い

9.3　辞書，ハッシュ，連想配列

• ハッシュテーブル
• 木
• 要素を取り出す時間
  • 　木の場合
  • 　ハッシュテーブルの場合
• 万能のコンテナはない

9.4　文字とは何か

• 文字集合と文字符号化方式
• コンピュータ以前の符号化
  • 　モールス符号
  • 　ボーコード
• EDSACの文字コード
• ASCIIとEBCDICの時代
• 日本語エンコーディング
  • 　ISO-2022-JP
  • 　Shift_JIS
  • 　EUC-JP
• Shift_JISがプログラムを壊す
• マジックコメント
• Unicodeによる統一

9.5　文字列とは何か

• 長さの情報を持つPascal文字列，持たないC文字列
  • 　NUL文字で文字列の終わりを表現する
  • 　NUL文字にまつわる不具合の例
• 1文字16bitのJava文字列
• Python 3で行われた設計の変更
• Ruby 1.9の挑戦

9.6　まとめ

第10章　並行処理

10.1　並行処理とは何か

10.2　細かく区切って実行する

10.3　処理を切り替える2通りの方法

• 協調的マルチタスク──切りの良いところで交代する
• プリエンプティブマルチタスク── 一定時間で交代する

10.4　競合状態を防ぐには

• 競合状態の3条件
• 共有しない──プロセスとアクターモデル
  • 　プロセスではメモリを共有しない
  • 　共有しないアプローチは成功したか
  • 　アクターモデル
• 書き換えない──const，val，Immutable
• 割り込まない
  • 　協調的なスレッドを使う──ファイバー，コルーチン，グリーンスレッド
  • 　割り込まれると困る処理中は印を付ける──ロック，ミューテックス，セマフォ

10.5　ロックの問題点と解決策

• ロックの問題点
  • 　デッドロックが発生してしまう
  • 　合成できない
• トランザクショナルメモリによる解決
• トランザクショナルメモリの歴史
  • 　ハードウェアによる実装
  • 　ソフトウェアによる実装
• トランザクショナルメモリは成功するか

10.6　まとめ

第11章　オブジェクトとクラス

11.1　オブジェクト指向とは何か

• 言語によって違う「オブジェクト指向」の意味
• オブジェクトは現実世界の模型
• クラスとは

11.2　変数と関数を束ねて模型を作る方法

11.3　方法1　モジュール，パッケージ

• モジュール，パッケージとは何か
• Perlのパッケージでオブジェクトを作る
• モジュールだけでは足りない
• データ置き場は個別に
• 引数に個別のハッシュを渡す
• 初期化の処理もパッケージに入れる
• ハッシュとパッケージを結び付ける

11.4　方法2　関数もハッシュに入れる

• ファーストクラス
• 関数をハッシュに入れる
• 複数のカウンタを作る
• 共有してよいモノをプロトタイプに移す
  • 　プロトタイプの動作
  • 　new演算子で効率的に記述する
• これがオブジェクト指向？

11.5　方法3　クロージャ

• クロージャとは
• なぜクロージャと呼ぶ？

11.6　方法4　クラス

• Hoareの考えたクラス
• C++のクラス
• 仕様としての役割
• クラスが持つ3つの役割

11.7　まとめ

第12章　継承によるコードの再利用

12.1　継承とは

• 継承に対するさまざまな考え方
  • 　一般化／特殊化
  • 　共通部分の抽出
  • 　差分実装
• 継承は諸刃の剣
• リスコフの置換原則

12.2　多重継承

• 1つのモノを複数の分類に
• 実装の再利用に便利な多重継承

12.3　多重継承の問題点──またしても衝突！

• 解決策1　多重継承を禁止する
  • 　委譲
  • 　インタフェース
• 解決策2　メソッド解決順序を工夫する
  • 　深さ優先探索の問題点
  • 　C3線形化で順序を決める
• 解決策3　処理を混ぜ込む（Mix-in）
  • 　Pythonの場合
  • 　Rubyの場合
• 解決策4　トレイト
  • 　名前が衝突したときの振る舞い
  • 　提供するメソッドと要求するメソッド
  • 　ほかにもいろいろな機能が……
  • 　トレイトが広まりつつある

12.4　まとめ

• 【Column】端から順番に写経する