變數(shù)
起源及概念之演進(jìn)
弗朗索瓦·韋達(dá)于16世紀(jì)末引入了使用字母表示已知及未知數(shù)字的想法,并將這些字母視同數(shù)字般運(yùn)算,以在最后簡單代入數(shù)值求解。弗朗索瓦·韋達(dá)習(xí)慣會(huì)以子音字母表示已知值,以元音字母表示未知值 。
1637年,勒內(nèi)·笛卡兒引入以x、y、z表示公式中的未知數(shù),以a、b、c表示已知數(shù)的習(xí)慣,此一習(xí)慣至到今日依然常見。
1660年代起,艾薩克·牛頓及哥特佛萊德·萊布尼茲分別獨(dú)立發(fā)展出無窮小微積分,主要研究一個(gè)“可變量”的無窮小變動(dòng)如何導(dǎo)致另一個(gè)量(第一個(gè)變數(shù)(量)的函數(shù))相對應(yīng)的變動(dòng)。之后過了近一個(gè)世紀(jì),李昂哈德·尤拉修正了無窮小微積分的用語,并引入y = f(x)的概念,f是個(gè)函數(shù),具有參數(shù)x及值y。直到19世紀(jì)末,“變數(shù)”這一詞幾乎都被用來指函數(shù)的參數(shù)及值。
19世紀(jì)下半葉,人們發(fā)覺無窮小微積分的基礎(chǔ)似乎不夠形式化,不足以處理像是處處不可微之連續(xù)函數(shù)這類自相矛盾的問題。為了解決此類問題,卡爾·魏爾斯特拉斯引入了新的定義,以取代之前對極限的直觀概念。對極限,舊的概念描述“當(dāng)“變數(shù)”x變動(dòng)且趨近于a時(shí),f(x)會(huì)趨近于L,其中的“趨近”并沒有明確的定義。魏爾斯特拉斯則將上述句子以下列公式取代:
其中的5個(gè)變數(shù)均不被視為是變動(dòng)的。
此一靜態(tài)公式導(dǎo)致今日對變數(shù)只是表示數(shù)學(xué)物件(可以是未知的,或可被給定集合中的任何元素取代)之符號的概念。
計(jì)算機(jī)科學(xué)上
變數(shù)可以指在電腦內(nèi)存里存在值的被命名的存儲(chǔ)空間。
變量通常是可被修改的,即可以用來表示可變的狀態(tài)。這是許多語言(如Java)的基本概念之一。有的語言可能定義其它術(shù)語,如C語言的左值來精確地表示這里的(可能匿名的)存儲(chǔ)空間的概念,而“變量”則在變量名的意義上被強(qiáng)調(diào)。
當(dāng)某個(gè)已宣告變數(shù)開始使用,直譯器或編譯器通常會(huì)設(shè)定一個(gè)空間來儲(chǔ)存所給出的值。稍后該變數(shù)不再使用時(shí),那些空間可以回收。
也有觀點(diǎn)認(rèn)為,變量應(yīng)該和數(shù)學(xué)的原意一致,不需要允許它儲(chǔ)存的值可變,不需要有能力表示可變狀態(tài)。Haskell的類型變量仍然符合這個(gè)含義。
有些編程語言中的變數(shù)必須帶有型別。
命名
每種編程語言都有規(guī)則指定什么才可作為變數(shù)的名字。
使用C和其相關(guān)語言,變數(shù)名稱在語法上稱為標(biāo)識(shí)符,必須是由英文字母、數(shù)字和底線組成,且必須由字母起頭。有時(shí)還不可以使用某些保留字命名。
使用某些語言,變數(shù)的名字同時(shí)告訴了這個(gè)變數(shù)帶有什么種類的值。例如FORTRAN的程式里,變數(shù)的首個(gè)字母顯示了它是整數(shù)還是浮點(diǎn)數(shù)。變數(shù)名字首個(gè)字符是$的話,在BASIC的程式里表示其值是字串。Perl透過字首如$,@,%和&來分辨哪是標(biāo)量、陣列、雜湊或副程式。
每個(gè)編程組織都有非正式的命名規(guī)矩——單打獨(dú)斗的程式員亦是如此。有人喜歡所有變數(shù)都用簡單的英文字母取名,認(rèn)為能增加輸入程式碼的速度,但只要變數(shù)一多,就會(huì)容易混淆,甚至以后自己看回程式碼也不懂在寫什么。
循環(huán)控制變數(shù)這樣的啞變量和數(shù)學(xué)上的習(xí)慣類似,通常以i, j ,k命名。
統(tǒng)計(jì)學(xué)上
變量是統(tǒng)計(jì)學(xué)研究中對象的特征。它可以是定性的也可以是定量的,一個(gè)定量變量要么是離散的,要么是連續(xù)的。社會(huì)科學(xué)中研究變量的關(guān)系,通常采用數(shù)學(xué)中對應(yīng)的觀念,把一個(gè)變量稱為自變量(獨(dú)立變量),另一個(gè)變量稱之為因變量(依賴變量)。
參考文獻(xiàn)
^Syracuse University.Appendix One Review of Constants and Variables. cstl.syr.edu.
^Fraleigh, John B. A First Course in Abstract Algebra 4. United States:Addison-Wesley. 1989: 276. ISBN 0-201-52821-5.
^Tom Sorell, Descartes: A Very Short Introduction, (2000). New York: Oxford University Press. p. 19.
^David Freedman; Robert Pisani, Roger Purves. Statistics. Norton & Company. 1998: 136. ISBN 9780393960433. 3 (英語).
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