Общая система типов
Основа многоязыкового
Module Subtitle
программирования
Цели
Мотивация CTS
Обзор типов CTS
Реализация наследования
Безопасность использования типов
Пример многоязыкового взаимодействия
(C) Сафонов В.О. 2012
Содержание
Часть 1: Обзор
Часть 2: Типы и типология
Часть 3: Внутренняя архитектура
Часть 4: Общая картина
(C) Сафонов В.О. 2012
Часть 1. Обзор
Концепция типаКакие сущности имеют типы
Почему необходимо определение и использование типов
(C) Сафонов В.О. 2012
История типов
Важность концепции типаТиповые и бестиповые языки
“Тип – это множество значений, которые может принимсать переменная” (Pascal, 1970)
“Типы – не множества”: абстрактные типы данных (АТД). АТД = представление + набор операций
Языки CLU и ALPHARD (середина 1970-х гг.)
Тип и объект (экземпляр)
Каждый язык имеет свою собственную систему типовРазличные типы на разных платформах
Для многоязыкового взаимодействия необходима общая система типов
(C) Сафонов В.О. 2012
типа
Типы в ООП
Множество значений
Операции, определенные для данного типа (в виде методов)
Основные концепции Common Type System:
Типы различны,
если они имеют различные представления
Типы имеют один и тот же интерфейс, если они отвечают на один и тот же набор сообщений
Типы идентичны
если они имеют одинаковое представление
и отвечают на один и тот же набор сообщений
(C)Сафонов В.О. 2012
|
История: Архитектура компьютера, разработанная Дж. фон |
Нейманом (1940-е гг.). |
|
|
Ячейка -> переменная; - до сих пор основной принцип |
|
Адреса (Locations) |
многих языков программирования
Переменные -> Адреса
Локальные переменныеПараметры
Именованная область памяти
По данному адресу в каждый момент может храниться
только одно значениеАдреса
Тип определяет множество значений, которые могут храниться по данному адресуЗначение должно быть совместимо по присваиванию с
типомТип определяет способы использования переменных
(сигнатуру операций)
(C) Сафонов В.О. 2012
Контракты
Широко используемый термин; в CTS контракт связан с
сигнатурой (в терминах C – с прототипом)
Другая трактовка: Design by Contract (Б. Мейер);
контракты – предположения, условия (require -
предусловие; ensure – постусловие)
Контракт в CTS – спецификация требований к реализации типа
Тип определяет поддерживаемый им набор
контрактов
Контракты – глобально доступные требования к сигнатурам
Сигнатуры определяют ограничения на:
Типа, адреса, параметры, методы и т.д.
Определяют, какие значения могут выдаваться в качестве результата
Задают набор доступных операций
Сигнатуры – части контрактов, подлежащие проверке
Реализация типа может быть верифицирована
(C) Сафонов В.О. 2012
Приведения (Coercions)
История: приведения были введены во все языки
программирования, начиная с языка FORTRAN, -
главным образом, для преобразования простых числовых значений
История: ALGOL 68 – очень сложный набор приведений
и связанных с ними позиций конструкций, над
результатами которых выполнялись приведения
История: C/C++ - упрощенный подход: L_value =
R_value;
Значения, не совместимые по присваиванию, должны
быть приведены к типу переменной (адреса)
CTS: Приведения с расширением (например, float -> double)
Нет потери информации
Обычно реализуются как неявные преобразованияCTS: Приведения с отбрасыванием (например,
double -> float)
Возможна потеря информации
Обычно реализуются как явные преобразования
CTS: Приведение изменяет значение
(C) Сафонов В.О. 2012
Преобразование типа (Casting)
Значение имеет тот же тип, что и адрес (не считая ref или “*”)
Преобразование типа позволяет использовать значения как
имеющие другой тип
История: C/C++ - практически произвольные, бесконтрольные преобразования типов – это небезопасно
Обычно преобразование типов – это операция времени
компиляцииЕсли тип точно извесен во время компиляции
Динамический контроль типов может привести к исключению
Преобразование типов не изменяет значение
Типичный пример из ООП: (AncestorClass) descendant
(C) Сафонов В.О. 2012