启蒙编程语言BASIC介绍,悼念BASIC语言之父

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2024-11-20 约 2542 字预计阅读 6 分钟

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启蒙编程语言BASIC介绍，悼念BASIC语言之父。

一、BASIC语言的概述

BASIC是“Beginner’s All - purpose Symbolic Instruction Code”（初学者通用符号指令代码）的缩写。它是一种高级编程语言，设计目的是让初学者能够轻松地学习编程的基本概念。

历史背景
- BASIC语言诞生于20世纪60年代。它是由达特茅斯学院（Dartmouth College）的约翰·凯梅尼（John G. Kemeny）和托马斯·库尔茨（Thomas E. Kurtz）开发的。当时，计算机主要用于科学和商业领域，编程是一个复杂且专业的任务。他们希望创造一种简单易懂的语言，使得非专业人士，如学生和普通用户，也能够利用计算机来解决问题。
- 早期的BASIC语言通过分时系统在大型机上运行，后来随着微型计算机的出现，它被广泛移植到各种小型计算机平台上，对个人计算机（PC）的普及起到了巨大的推动作用。
特点
- 简单易学 ：它的语法结构相对简单，语句和命令易于理解。例如，使用简单的 PRINT 语句就可以在屏幕上输出信息。如 PRINT "Hello, World!" 就可以在控制台显示“Hello, World!”。
- 交互性强 ：用户可以在程序运行过程中通过输入命令来与程序进行交互。例如，一个简单的计算程序可以要求用户输入两个数字，然后进行加法运算并输出结果。
- 解释型语言 ：大多数BASIC版本是解释型的。这意味着程序代码在运行时逐行被解释执行，而不是像编译型语言那样先编译成机器语言再执行。这样便于调试程序，因为可以立即看到每行代码的执行结果和错误信息。
- 可移植性较好 ：虽然不同的BASIC实现可能会有一些差异，但基本的概念和许多核心语句在不同的系统上是相似的。这使得用BASIC编写的程序在一定程度上可以在不同的计算机环境中运行。

二、BASIC语言的语法基础

变量和数据类型
- BASIC支持多种基本数据类型，如数值型（包括整数和浮点数）、字符型（用于存储文本）等。变量用于存储数据，在BASIC中定义变量相对简单。例如，在一些BASIC方言中，可以使用 DIM （Dimension）语句来声明变量。如 DIM num AS Integer 声明了一个名为 num 的整数变量。
- 数值型变量可以进行算术运算，如加法（ + ）、减法（ - ）、乘法（ * ）、除法（ / ）等。例如， num1 = 5: num2 = 3: PRINT num1 + num2 会输出8。
- 字符型变量可以存储字符串，并且可以进行字符串拼接等操作。例如， str1$ = "Hello": str2$ = " World": PRINT str1$ + str2$ 会输出“Hello World”。（注意，有些BASIC版本中字符串变量后面会带有 $ 符号来标识）
控制结构
- 顺序结构 ：程序按照语句的书写顺序依次执行。这是最基本的结构，如前面提到的简单的变量赋值和输出语句。
- 选择结构 ：
  - IF - THEN - ELSE 语句是常用的条件判断语句。例如， IF num > 10 THEN PRINT "Greater than 10" ELSE PRINT "Less than or equal to 10" ，根据变量 num 的值来决定输出的内容。
  - 在一些BASIC版本中还有 SELECT CASE 语句，它可以用于多分支的选择。例如，在一个根据用户输入的数字来判断成绩等级的程序中，可以使用 SELECT CASE 语句。
```
INPUT "Enter your score: ", score
SELECT CASE score
    CASE IS >= 90
        PRINT "A"
    CASE IS >= 80
        PRINT "B"
    CASE IS >= 70
        PRINT "C"
    CASE IS >= 60
        PRINT "D"
    CASE ELSE
        PRINT "F"
END SELECT
```
- 循环结构 ：
  - FOR - NEXT 循环用于已知循环次数的情况。例如， FOR i = 1 TO 10: PRINT i: NEXT i 会输出1到10的数字。
  - DO - LOOP 循环用于在满足或不满足一定条件时重复执行一段代码。例如， DO WHILE num < 100: num = num + 10: LOOP 会不断将 num 的值增加10，直到 num 的值大于等于100。
函数和子程序
- BASIC语言中有许多内置函数，如数学函数（ SIN 、 COS 、 SQRT 等）用于数值计算，字符串函数（ LEFT$ 、 RIGHT$ 、 MID$ 等）用于处理字符串。例如， PRINT SQRT(9) 会输出3。
- 程序员也可以自己定义子程序（在一些BASIC版本中称为过程或函数）来实现特定的功能，并且可以在程序的其他部分调用它们。这有助于代码的模块化和复用。例如，定义一个计算两个数之和的函数：
```
FUNCTION Add(num1, num2)
    Add = num1 + num2
END FUNCTION
```
然后可以在主程序中调用这个函数，如 PRINT Add(3, 5) 会输出8。

三、BASIC语言的应用领域

教育领域
- 由于其简单易学的特点，BASIC语言长期以来一直是计算机编程教学的入门语言。它可以帮助学生理解编程的基本概念，如变量、数据类型、控制结构和函数等。许多计算机科学的入门课程都会先教授BASIC语言的基础知识，然后再引导学生学习更复杂的编程语言。
小型应用程序开发
- 在早期的个人计算机时代，BASIC语言被广泛用于开发各种小型的应用程序，如简单的财务管理软件、文字处理工具的雏形、小游戏等。例如，一些简单的猜数字游戏、贪吃蛇游戏等都可以用BASIC语言来编写。即使在现在，对于一些不需要高性能和复杂功能的小型工具，BASIC语言仍然可以发挥作用。
自动化和控制领域
- 在一些简单的自动化系统和控制设备中，BASIC语言可以用于编写控制程序。例如，在一些小型的工业控制器或者智能家居设备的简单控制模块中，BASIC语言可以用来实现基本的逻辑控制，如根据传感器的输入来控制执行器的动作等。

四、BASIC语言的发展和变体

发展历程
- 随着计算机技术的发展，BASIC语言也在不断演变。从早期的大型机上的简单版本，到微型计算机上的各种实现，它的功能逐渐增强。例如，早期的BASIC可能只支持简单的算术和输出操作，而后来的版本增加了图形处理、文件操作、数据库访问等功能。
- 它也受到了其他编程语言发展的影响，如结构化编程思想的引入，使得BASIC语言的程序结构更加合理和易于维护。许多BASIC编译器和解释器也在不断优化性能，以适应不同的应用场景。
主要变体
- Quick BASIC ：它是微软公司开发的一种BASIC语言版本。它具有良好的集成开发环境（IDE），支持结构化编程，并且提供了丰富的库函数，方便用户开发Windows应用程序。例如，它可以用于开发简单的图形用户界面（GUI）程序，如带有菜单、按钮和文本框的窗口应用。
- Visual Basic ：这是一种更高级的BASIC变体，它是面向对象的编程语言。它允许程序员通过拖拽控件等方式快速创建Windows应用程序，并且在数据库开发、多媒体应用等领域也有广泛的应用。例如，利用Visual Basic可以开发一个简单的学生信息管理系统，包括学生基本信息的录入、查询和修改等功能。
- GW - BASIC ：这是一种在早期IBM PC及其兼容机上广泛使用的BASIC语言版本。它有自己的解释器，并且在当时为计算机爱好者和初学者提供了一个方便的编程工具。例如，许多早期的计算机游戏和小型工具都是用GW - BASIC编写的。

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