PROGLANG (Лекции), страница 2

for

В 1974 году Кнут тоже в своей статье написал о goto и структурном программировании, причем он утверждал, что оператор goto можно использовать в структурном програм­ми­ро­вании, не нарушая семантики структурного значения, для обработки исключительных ситу­аций.

В традиционных языках мы встречали попытки модифицировать обычный оператор goto: break, continue, return. А профессор Вирт оказался круче – он попросту вообще отказался от оператора goto в языках Модула-2 и Оберон.

Процедурные абстракции (подпрограммы)

программа подпрограмма программа Р сопрограмма Р1

RESUME P1

CALL

RESUME P

RETURN RESUME P1

традиционная процедурная абстракция параллельная сопрограмма на COBOL

В Модуле-2 для обеспечения сопрограммной работы существует стандартная функция

TRANSFER (VAR P1, P2 : ADDRESS);

где P1 и P2 – контексты процессов. Но чтобы создать контексты нужно использовать функцию

NEWPROCESS (P : PROCEDURE; VAR K : ADDRESS; N : CARDINAL);

При вызове процедур используют следующие способы передачи параметров:

• по значению;

• по результату;

• по значению (результату);

• по ссылке (адресу);

• по имени (придает гибкость Алголу-60, но совершенно не эффективен)

Глава IV Статическая параметризация

В следующих языках для статической параметризации используют:

Ada – родовые сегменты;

С++ – шаблоны (типы и функции).

Рассмотрим родовые пакеты языка Ada, если у нас есть пакет Stack

package Stacks is

type Stack is record

body : array [1..100] of integer;

top : integer := 1;

end record;

... процедуры

end Stacks

то поменять тип стека параметрически нельзя. Раньше (в С) использовали void * для хранения данных различных типов. Использовать макропроцессор для параметризации типов не разумно из соображений эффективности. Поэтому в Ada сделали некоторые допущения:

generic

<параметры>

<пакет> (спецификация)

...

<тело_пакета>

Эта спецификация может быть определена и в отдельном модуле. Перепишем тело нашего пакета стеков

generic

type T is private;

StackSize : integer := 100;

package GStack is

type Stack is record

body : array [1..100] of T;

top : integer := StackSize;

end record;

... процедуры

end GStack

тогда работать с ним нужно так

with GStack; use GStack;

package P is

...

package IntStacks is new GStack (integer, 128);

...

Таким образом мы объявили новый пакет – целые стеки, а переменная

v : IntStacks.GStack

переменная типа IntStack.

Напишем пример скалярного умножения массива

generic

type T is digits <>  точность еще не определена

function GScal (A, B : array (range <>) of T);

но так нельзя, так как тип массива анонимный и фактический параметр не формализуются, поэтому надо

generic

type T is digits <>

type ArrT is array (range <>) of T;

function GScal (A, B : ArrT) return T;

...

type Float_Arr is array (range <>) of float;

function FScal is new FScal (float, FloatArr);

...

Хотели один параметр – получили два!? Попытаемся еще обобщить для целых типов, булевских или других (Т – должен быть произвольным).

generic

type T is private;

type ArrT is array (range <>) T;

with function «+»(A, B : T) return T is (<>);

with function «*»(A, B : T) return T is (<>);

with GScal (A, B : ArrT) return T;

...

function FloatScal () is new GScal (float, FloatArr, «+», «*»);

компилятор из контекста догадается, что + и * – вещественные, так как мы указали is (<>).

Перечислим типы подходящие в качестве формальных

1. Общие

type T is private;

type T is limited private; (если не надо производить операции + или *)

2. Вещественные type T is digits <>;

3. Регулярные type ArrT is array (range<>) of T;

4. Дискретные type DT is range <> of T;

5. Фиксированные type FT is delta T is range <>;

6. Параметр-процедура with function ... return ... [is(<>)]

7. Параметр-переменная имя тип;

Единственный способ передавать параметры-функции – это использовать родовую функцию, например, в задаче интегрирования разных функций.

Критические потребности подразумевают однородность родовых сегментов вплоть до раздельной компиляции (следствие: независимость компиляции определения от конкрети­зации), а также надежность (квазистатический контроль).

Шаблоны придают программированию удобство, генерация будет зависеть от контекста конкретизации (естественно усложняется разработка компилятора). Страуструп начал работу над шаблонами в 1986 году, стандартная библиотека шаблонов появилась только через 10 лет, экспериментальная система появилась в 1990 году.

Функция

template <список_типовых_параметров> прототип_функции;

Например

template <class T> void Swap(T& a, T& b);

Скомпилировать полностью в данном случае нельзя, так как ничего не известно о типе Т. Поэтому проводят проверку статическую и динамическую, единственное требование – хотя бы один из параметров должен быть типа, указанного в списке типовых параметров. Все конкретизации шаблона имеют то же имя, компилятор различает из только по профилю параметров: swap (i,j); или swap <int> (i,j);.

С неявными преобразованиями вообще тяжело для полнопрофильных конкретизаций:

int i; char c;

swap (i, c);  так не пойдет, а надо: swap <int> (i, c);

Так слово explicit перед конструктором X(int) указывает, что это не конструктор преоб­ра­зо­вания, а просто конструктор с параметром типа int. Проблемы возникают также и на курорте, если тело шаблона описано в подключаемом файле. Механизм Smart-компиляции предполагает дополнительную обработку объектного кода перед сборкой редактором связей.

Класс

template <список_типовых_параметров, параметры_константы> спецификация_класса;

Например

template <class T> class vector

{

T* body;

int size;

public:

Vector (int);

~Vector(int);

T& operator[](int);

T& elem(int);

}

vector <int> – конкретизация типа.

vector <int> v(10);

vector <int> a(25);

можно параметризовать и длину вектора

template <class vector T, int n> class vector

T body[n];

int size;

public:

Vector (int);

T& operator[](int);

T& elem(int);

}

vector <int,25>a; vector <int,10> v;

Деструктор в принципе уже не нужен, так как вектор в массиве, но нужно генерировать для каждой конкретизации по 2 функции ([] и elem), потому что размер вектора определяется константой. Директива typename <имя> означает, что <имя> является именем неизвестного типа. Ее используют в шаблонах, когда Т еще не известен (причем тоже не известно, описан ли в нем Х).

typename T::X;

T::X a;

Глава V Исключения

Исключения – аварийная ситуация.

В Visual Basic : ON ситуация оператор

На исключительную ситуацию вешается обработчик, осуществляющий ремонт на месте. При возникновении ошибки мы не знаем, где она произошла. В Unix-е все системные вызовы возвращают целое значение, если оно меньше 0 – ошибочная ситуация, иначе – нормальная.

int имя_вызова (...);

Например

if ((fd=open(...))<0)

{ обработка ошибочной ситуации }

else

{ нормальная ситуация }

Но этот метод плох тем, что логика аварийного кода не отделена от логики нормальной работы, текст программы увеличивается экспоненциальным образом. Можно использовать setjump(...) и longjump(...), но опять же пропадает структурированность обработчика, он вырождается в «пластырь».

Основные принципы обработки исключений в современных языках:

• минимизация ущерба;

• локализация;

• разделение.

Проблемы при обработке исключений

• определение исключения;

• возбуждение исключения;

• распространение исключения;

• реакция на исключение.

exception – якобы тип данных.

Описание

имя_исключения : exception;

Существует зарезервированные идентификаторы исключений RANGE_EXCEPTION, ...

Оператор raise возбуждает исключение

raise имя_исключения;

После выполнения исключение распространяется. То есть, если в Р2 нет соответствующего обработчика, то исключение распространяется на Р1 и т.д. Вызов Р2 становится эквивалентным вызову raise. Если исключение не обрабатывается, то и в Р, то выдается посмертный дамп и адская программа завершается. Набор ловушек помещается в конце программного кода.