Тверской государственный университет
Опубликован: 03.10.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 3284 / 60 | Оценка: 4.33 / 3.83 | Длительность: 19:48:00
ISBN: 978-5-9963-0573-5
Лекция 7:

Создание объектов и выполняемых систем

6.9. Приложение: Избавление от void-вызовов

Это дополнительный материал, описывающий современное состояние исследований на момент публикации.

"Напасти", причиняемые void-вызовами, которые обсуждаются в этой лекции, не являются неизбежными. Современная эволюция языков программирования, в особенности Spec С# (от Microsoft Research) и Eiffel, позволяют полагать, что эта проблема уходит в прошлое.

Версия стандарта ISO для языка Eiffel на самом деле является void-безопасной. Это означает, что компилятор может гарантировать, что во время любого выполнения системы не появятся void-вызовы. Поскольку реализация только появилась на момент написания, в этой книге не используется void-безопасная версия. Здесь представлены несколько элементарных понятий об этом безопасном варианте, позволяющие удовлетворить ваше любопытство.

В ISO-стандарте Eiffel тип, объявленный обычным образом, скажем, CITY, называется присоединенным типом, гарантирующим предотвращение void-ссылок. При объявлении с: CITY ссылка, обозначающая с, конструируется так, что в момент выполнения она всегда будет присоединенной. Тип только тогда допускает void-ссылки, если он объявлен как отсоединяемый тип с ключевым словом detachable, как в s: detachable STOP.

Оба примера репрезентативны, представляя образцы использования.

  • Типы, представляющие объекты проблемной области, обычно должны быть присоединенными и, следовательно, исключают void: не бывает в жизни void-города.
  • Типы, представляющие связные структуры данных, обычно должны поддерживать void-значения. Мы связывали в цепочку экземпляры STOP, создающие линию метро, заканчивая последнюю остановку void-ссылкой.
 Связанная линия

Рис. 6.21. Связанная линия

Гарантирование отсутствия void-вызовов основано на двух дополняющих приемах.

  • Если сущность относится к присоединенному типу, она должна иметь ассоциированный механизм инициализации, запрещающий инициализацию по умолчанию значением Void, как было описано ранее в этой лекции. Как следствие, перед первым вызовом x. f (.) сущность x всегда будет присоединена к объекту.
  • Если x относится к отсоединяемому типу, любой вызов должен появляться в контексте, где гарантируется, что x отличен от void, например, if x /= Void then x.f (...) end. Существует фиксированное число обнаруживаемых безопасных возможностей, описанных в стандарте языка и известных как сертифицированные образцы присоединения (Certified Attachment Patterns или CAP).

Проектирование этого механизма поддерживает как совместимость, так и безопасность. Компилятор будет в большинстве случаев принимать обычный код — особенно старый код — таким, как он есть. Исключением является добавление detachable, когда тип должен поддерживать void-значения. Если компилятор отвергает такой код, то обычно это означает существование настоящей проблемы: код несет в себе риск void-вызова в момент выполнения. В таких ситуациях удаление причины отказа означает исправление ошибки, что облегчает работу программиста, а не создает ему помехи.

6.10. Ключевые концепции, изучаемые в этой лекции

  • Ссылка либо присоединена к объекту, либо имеет значение void.
  • Вызов метода сущностью, такой как x.f (...), будет выполняться должным образом, только если x присоединен к объекту.
  • Каждая ссылка изначально имеет значение void и остается таковой в отсутствие любых операций, подобных созданию, которые явно присоединяют объект.
  • Void-ссылки служат для указания опущенной информации и для завершения связанных структур.
  • Оператор создания, для которого указана цель x, создает новый объект и присоединяет x к этому объекту.
  • Синтаксически оператор создания имеет вид create x, или — используя процедуру создания p, специфицированную в классе, — create x.p (arguments).
  • Перед выполнением тела процедуры создания, если она задана, выполняется инициализация по умолчанию — поля вновь созданного объекта инициализируются стандартными значениями по умолчанию — ноль для чисел, void для ссылок.
  • Оператор создания должен обеспечивать выполнение инварианта класса. Если инициализация по умолчанию не удовлетворяет этому требованию, то оператор должен использовать процедуру создания, исправляющую проблему.
  • Выполнение системы состоит из создания экземпляра класса, специфицированного как "корневой класс". Для создания этого "корневого объекта" используется процедура создания класса, специфицированная как "корневая процедура".
  • В любой момент выполнения существует текущий объект: объект, запустивший последний выполняемый метод.
  • Вызов может быть квалифицированным, примененный к явно указанной цели, или неквалифицированный, примененный к текущему объекту.
  • Каждое неквалифицированное упоминание метода должно пониматься (принцип "общей относительности" ОО-программирования) как применение к неявному объекту — текущему объекту, типичному представителю класса.
  • Вызовы покрывают многие традиционные операции, некоторые из которых не используют нотацию вызова с точкой. В частности, операции в выражениях являются специальными случаями вызовов, записываемыми в инфиксной или префиксной нотации, что достигается введением псевдонимов (alias) для методов.
  • Новые "void-безопасные" механизмы создают возможность (благодаря статическим проверкам, выполняемым компилятором) гарантировать отсутствие void-вызовов во время выполнения.
Новый словарь
Alias Псевдоним Attached Присоединенный
Creation procedure Процедура создания Current object Текущий объект
Detachable Отсоединяемый Entity Сущность
Exception Исключение Main program Главная программа
Failure Отказ Library Библиотека
Extendibility Расширяемость Operator alias Знак операции(псевдоним)
Pseudocode Псевдокод Qualified call Квалифицированный вызов
Reference Ссылка Reusability Способность повторного использования
Reusable Повторно используемый Root class Корневой класс
Root creation procedure Корневая процедура создания (= Root procedure) Корневая процедура
Root_object Корневой объект Unqualified call Неквалифицированный вызов
Void reference Void-ссылка Void-safe Void-безопасный

6-У. Упражнения

6-У.1. Словарь

Дайте точные определения всем терминам словаря.

6-У.2. Карта концепций

Добавьте новые термины в карту концепций, спроектированную в предыдущих лекциях.

6-У.3. Инварианты для точек

Рассмотрите класс POINT с запросами x и y, представляющими декартовы координаты, и ro и theta, представляющими полярные координаты. Напишите часть инварианта, включающую эти запросы. Вы можете использовать подходящие математические функции (функции тригонометрии) и полагать, что арифметические действия выполняются точно.

6-У.4. Current и Void

Может ли Current иметь значение Void?

6-У.5. Присоединенный и отсоединяемый

Приложение к этой лекции описывает новый void-безопасный механизм, основанный на определении каждого типа либо как присоединенного, либо как отсоединяемого. Проанализируйте классы этой лекции (и лекций со 2-й по 4-ю) и установите, должны ли они всегда относиться к присоединенному или отсоединяемому типу, или решение определяется контекстом.

Кирилл Юлаев
Кирилл Юлаев
Федор Антонов
Федор Антонов

Здравствуйте!

Записался на ваш курс, но не понимаю как произвести оплату.

Надо ли писать заявление и, если да, то куда отправлять?

как я получу диплом о профессиональной переподготовке?