Языки программирования, 03 лекция (от 12 сентября)

Материал из ESyr's Wiki pages.

Предыдущая лекция | Следующая лекция

Этапы развития ЯП

Все основные идеи появились в первые 15–20 лет, всё новое — хорошо забытое старое.

Второй этап развития языков программирования

Второй этап развития языков программирования (20–25) лет. Знаменовался экспоненциальным ростом ЯП и тремя попытками создания универсальных языков программирования: PL/1, Algol-68, Ada. Все три проекта были обречены на неудачу. Все три языка провалились из-за повышенной сложности. Pascal и С отличает предельная простота.

Два основных принципа дизайна ЯП

Создание ЯП аналогично собиранию вещей в путь.

• принцип сундучка — брать все то, что в принципе может понадобиться
• принцип чемоданчика — брать только то, без чего совсем нельзя обойтись (он же прнцип минимальности языковых конструкций)

Ключевое понятие — технологическая потребность.

Какие свойства критичны с точки зрения индустриального программирования:

• Технологические потребности
  • Особенно — раздельная компиляция
  • Объектная ориентация
• Производительность кода

Недостаток Ada и Modula-2 — они не являются объектно-ориентированными языками. Но Modula-2 все равно лучше, так как проще.

1967 — Simula-2

В Simula-2 появлилась концепция класса, новые объекты создаются в динамической памяти оператором new. Но производительнось генерируемого кода была слишком низкая.

1980 — Smalltalk V

Apple писала на Pascal, фактически это было основой систем LISA. Первая версия Windows также поддерживала вызов процедур как на Pascal, так и на C (отличаются передачей параметров).

ООП языки должны поддерживать все эти вещи (SmallTalk поддерживал):

• Наличие понятие объекта, типа данных, инкапсуляции
• Наследование
• Полиморфизм
  • Переопределение стандартных операций, например, операции «+» (в Java такого нет)
  • Переопределение методов. По-разному для разных объектов

Smalltalk погубила его неэффективность.

1979–… — C++

Simula Страуструпу нравилась всем, кроме эффективности.

Страуструп хотел разработать язык, который был бы так же строен и красив, как Simula, и эффективен, как ассемблер. А так как он работал в Bell Labs для AT&T, то в качестве основы был выбран С, в результате язык получил название «С с классами» ("C with classes"). Основным критерием при создании С с классами была совместимость, в частности, с UNIX и её системными библиотеками.

1983 — язык получил имя C++. Этот язык не имел никаких квазистатических проверок, что существенно ускоряло работу.

В Kernigan&Ritchie C при отсутствии поля выдавалось только предупреждение, а не ошибка. P->fld при отсутствии поля fld заменялся просто на P

В последних версиях появился квазистатический контроль — dynamic_cast.

С++ добавил к С две мощные концепции:

• Концепция класса
• Аппарат наследования (в т. ч. множественного) и полиморфизма

Все перечисленные преимущества позволили языку получить статус профессионального.

1988 — Oberon и Eiffel

Вирт получил премию Тьюринга за изобретение совокупности языков программирования (Algol W, Euclide, PL/360, Pascal, Modula, Modula-2, Oberon, Oberon-2).

Из Modula было выкинуто определённое количество конструкций и добавлено наследование. Сообщение об Обероне занимало 10 страниц. Компилятор составлял 4000 строк.

Eiffel — широко известен в узких кругах.

Современные объектно-ориентированные языки программирования

Delphi — наследник языка Turbo Pascal. В Turbo Pascal 6 можно вызывать функцию как процедуру.

В этих языках объекты заводятся только в динамической памяти.

• 1990-е — Delphi (Borland)
• 1995 — Java (Sun)
• 1999 — C# (Microsoft)

В этих языках реализованы схожие идеи и модные нынче тенднции.

Java — основной язык для создания программ в гетерогенной среде (Сети).

Одним из принципов Java является принцип WORA — Write Once, Run Anywhere. Это достигнуто с помощью Java Virtual Machine (JVM). Был разработан байт-код, который эта машина интерпретирует уже на конкретной архитектуре. Корни: UCSD Pascal. Для разных версий Pascal писался интерпретатор P-кода, который получался при компиляции в него.

В Microsoft решили, что определяющим является не язык, а библиотека, и сделали .NET и CLR (Common Language Runtime). Был создан MIL — Microsoft Intermediate Language, в который транслируется код на разных языках.

С#, VC++.NET, JS.NET, WB.NET => MIL (байт-код)

Различия между JVM и MIL: JVM интерпретируется, MIL компилируется JIT-компилятором (Just In Time).

MS JVM была быстрее Sun JVM из-за того, что у MS опыта больше в создании JIT-компиляторов (полученного ещё во времена разработки Visual Basic).

Delphi — компромисс между VB и С++.

C# — замена от MS, вытеснившая Delphi из своей ниши.