Языки программирования, 04 лекция (от 14 сентября)

Материал из ESyr's Wiki pages.

Предыдущая лекция | Следующая лекция

Концептуальная схема построения языка программирования

5 позиций, с точки зрения которых рассматривается ЯП

1. Технологическая позиция
   • Мы занимаемся рассмотрениям языков индустриального программирования. В индустрии существует свои технологические потребности. Например, есть технологическая потребность — раздельная трансляция, возможность создания библиотек. И технологическая позиция — рассмотрение с точки зрения удовлетворения технологическим потребностям. Одна из основных позиций при рассмотрении языков программирования
2. Реализация
   • Позиция человека, который реализует те или иные конструкции языка. Есть мнение, что ЯП можно и нужно рассказывать без учёта реализации. Ряд авторов придерживаются этой позиции, но лектору эта точка зрения не совсем нравится, так как некоторые конструкции языка удобнее рассказывать с точки зрения реализации, например, механизм позднего связывания в С++. Множественное наследование в полной мере реализовано только в С++. И при обсуждении необходимости его всё скатывается к труднообъяснимым аргументам. В то же время, если рассматривать таблицу виртуальных методов, то есть реализацию, то многие вещи становятся понятными. Эта позиция будет присутствовать как добавочная
3. Авторская позиция
   • Так как язык выглядит с точки зрения автора. ЯП — система компромиссов. PL/1 — бескомпромиссный язык, поэтому и провалился. Часто компромиссное решение хуже, чем любое из предложенных, поэтому компромиссы не должны составлять весь язык. Авторская позиция рассматривает различные за и против включения тех или иных сущностей в язык. Примером является книга Страуструпа, Дизайн С++. Вопрос «почему» — один из главных в курсе
4. Семиотическая позиция
   • Семиотика — наука о символах. Рассмотрим язык как знаковую систему. Тогда семиотика рассматривает прагматику дизайна языка, т.е. «зачем».
5. Социальная позиция
   • Иногда нельзя не учитывать те или иные аспекты развития языка программирования в отрыве от общества. Например, Delphi лучше VB по всем четырём предыдущим позициям, но в результате популярнее стал VB. Так что важно учесть кем, в каком контексте и для кого разрабатывался язык.

Понятно, какая за VB стоит мощная волосатая рука

Закон экологических ниш — экологическую нишу занимает, как правило, один вид.

Основные позиции, рассматриваемые в курсе — технологическая и авторская.

Структура ЯП

1. Базисные средства
   • Cкалярные (простые типы, операции)
   • Cтруктурные (структуры и конструкции)
2. Средства развития (поддержка библиотек, типы данных, АТД, модули, классы)
3. Средства защиты (абстрактные типы данных, инкапсуляция)

Первая привязка X клиентов к протоколу была на LISP. Вторая на С. /* MIT */ То же касается первых реализаций Xt, Athena, Motif (тоже сначала на С). Все было хорошо, ООП смоделированно, библиотека работает, но не защищена.

Основные понятия: данные, операции, связывание

Нас интересуют те исполнители, которые обрабатывают некоторые данные

Данные / операции

Есть тип строка. И сравним его в С и Pascal. В С строка — последовательность байтов, заканчиваемая нулём (ASCIIZ-строка), в Pascal — строки со счётчиком длины. И для узнавания длины строки в С нужно делать операцию расчёта длины, в Pascal это данные — 0^й байт. То есть, то, что в Pascal является данными, в С является операцией.

В Pascal шиковали, давая имя нулевому байту строки

(Pascal)
var S: string absolute len:byte;

Объект

• состояние — моделируется членами класса
• поведение — моделируется сообщениями и их посылкой

В С++ возникают getters/setters, что проявляет дуализм. В С#, Delphi имеется механизм get/set для полей класса, называемых property (свойство).

(C#)
class C
{
    public T X
    {
        get() { ... }
        set() { ... }
    }
}

Пользователю удобно рассматривать это как состояние, реализовано же это как операция.

Тип данных характеризуется множеством значений — представление начала 60^х годов. Современная точка зрения: тип данных — множество значений (состояние) и множество операций (поведение). Например, стек характеризуют именно операции push и pop, а не тип элементов стека.

Абстрактный тип данных — множество операций, без состояния.

Поэтому и рекомендуется не делать поля публичными, так как это позволяет менять реализацию без смены интерфейса.

Основные характеристики данных

1. Имя (но бывают и безымянные объекты)
2. Значение
3. Область видимости
4. Время жизни

Область видимости (действия) начинается от языковой конструкции, где вводится объект данных. С каждым объектом связываются тип, область действия, время жизни.

Виды объектов

• статические — существуют всё время работы программы
• квазистатические — существуют только во время работы некоторой синтаксически выделенной конструкции (блока)
• динамические — существуют до тех пор, пока нужны: до сборки мусора, удаления
• хранимые (persistent)

В C# есть Image есть метод LoadFromFile, который загружает графический файл. И закрывается этот файл тогда, когда исчезает объект Image. Соответственно, его нельзя открыть повторно — недостаток C#.

В следующий раз будет адская семантика.