Записи по ЯП, страница 3

New( P2 );

P := P2; {порождение мусора}

Dispose(P2); {P – «висячая ссылка», попытка обращения к памяти, которую она занимает, приведёт к ошибке}

Различают системы с динамической сборкой мусора и без таковой.

Строгий язык с динамической сборкой мусора довольно надёжен.

От висячих ссылок защиты нет

Ада

В чистой Аде есть только new(p). В модуле STANDARD есть UNCHECKED_DEALLOCATION(p) – подчёркивается небезопасность этой операции

Примеры ошибок:

T *p;

Void f()

{

T x;

P = &x; //!!!адрес локальной переменной!!!

}

void Foo()

{

f();

free(p); //!!!попытка освобождения невыделенной памяти!!! – выдастся ошибка

}

new(p1);

p := p1;

Dispose(p1); {р «висит»}

Для Java, C# - указатели трансформировались в ссылки

Операторы перехода

goto

break;

continue; (в Модуле-2 EXIT)

return;

В современных языках программирования goto является только локальным

Для организации не локальных переходов:

setjmp, longjmp – В Си++ используются для обработки ошибок.

throw, trace ­­– Обработка исключений

Также существуют специальные операторы для организации параллелеризма

Lock(obj) {блок} – Си#. Поток управления блокируется, если блок кем-то используется

accept, select – Ада

Базисы:

Язык Ассемблера <––> Си <––> Си++ < ––> Java, C#

Языки программирования в первую очередь различаются за счёт средств развития и их защиты.

Каков минимальный набор средств развития?

Этого уже достаточно для создания больших сложных программ, но без защиты новых абстракций

Глава 5. Подпрограмма

п5.1 Потоки управления – подпрограммы и сопрограммы

Управление входит через заголовок в блоке и возвращается в точку вызове, после выполнения тела.

CALLER – вызывающий подпрограмму(надпрограмма)

CALLEE – вызываемая подпрограмма

SUBROUTINE – подпрограмма

COROUTINE – сопрограмма

Также нарушение априорного порядка выполнения команд может происходить при генерации исключений.

Впервые механизм сопрограмм был придуман для компилятора COBOL. Вспомните задание по Си++ в 4-м семестре, где нужно было написать транслятор модельного языка:

Лексический анализатор, Синтаксический анализатор, Генератор кода – всё это сопрограммы.

Сопрограммы – фактически квазипараллельные процессы.

Модула-2

Вызов сопрограммы аналогичен длинному переходу на некоторый абстрактный адрес, по которому находится команда сопрограммы, с которой нужно начать выполнение. Но, помимо этого, нужно ещё как-то запомнить адрес возврата и другую служебную информацию, передать входные параметры, наследуется часть контекста. Для этой цели Вирт в своём языке Модула-2 ввёл тип данных ADDRESS (то же самое, что и «void *»).

Этот тип данных является потенциальной дырой в системе безопасности, т.к. любой указатель «Т *» автоматически приводится к «void *», и возможно обратное явное преобразование «Т *» = (Т *)«void *». Для Вирта было неприятной неожиданность то, что программисты часто использовали тип данных ADDRESS.

Строгость типизации зависит от возможностей преобразования.

Типы – непересекающиеся области эквивалентности, определяемые операциями на объектами этих областей.

Итак, в Модуле-2 вызов сопрограммы имеет такой вид:

NEWPROCESS(P, C,N);

Где P – процедура без параметров типа PROCEDURE, который является встроенным, C – переменная типа ADDRESS. N - размер области для «запоминания» информации. Область начинается с адреса C

PROCEDURE NEWPROCESS(P : PROCEDURE; VAR C : ADDRESS; N : INTEGER);

Передача управления от одного процесса другому на уровне сопpогpамм осуществляется процедурой "Передать управление от процесса P1 процессу P2". В Модуле-2 эта процедура выглядела как

PROCEDURE TRANSFER(VAR P1,P2 : ADDRESS);

При этом в переменную P1 записывается запись реактивации этого процесса, а значение переменной P2 определяет запись активации процесса P2.

RESUME; – оператор языка.

Маленькое замечание:

Изначально Вирт вместо ADDRESS использовал тип COROUTINE, теперь понятнее? Тип COROUTINE был похож не структуру.

В современных языках сопрограммы трансформировались в понятие потока.

.Net Thread Квазипараллельный поток

C# 2.0:

foreach(T x in C)

Тип T должен реализовывать интерфейс IEnumerable. Этот интерфейс содержит метод GetEnumerator(), который возвращает объект некоторого типа, который должен реализовывать интерфейс IEnumerator со свойствами Current,методом Reset и методом bool MoveNext(). Любой класс, поддерживающий интерфейс IEnumerable должен содержать класс, поддерживающий IEnumerator.

yield-операторы в C# 2.0:

yield return <expression>;

yield break;

Итератор – процесс(сопрограмма), выдающий последовательно очередные элементы коллекции тогда, когда они понадобятся. yield-оператор используется в блоке итератора для предоставления значения объекта перечислителя или для сообщения о конце итерации. Т.е. это не простой «return» или «break», а оператор, совмещающий в себе дополнительно работу по переходу между сопрограммами (от процесса-итератора в основной процесс). Выражение expression вычисляется и возвращается в виде значения объекту перечислителя; выражение expression должно неявно преобразовываться в тип результата итератора.

ublic class List

{

//using System.Collections;

public static IEnumerable Power(int number, int exponent)

{

int counter = 0;

int result = 1;

while (counter++ < exponent)

{

result = result * number;

yield return result;

}

}

static void Main()

{

// Display powers of 2 up to the exponent 8:

foreach (int i in Power(2, 8))

{

Console.Write("{0} ", i);

}

}

}

/* Output:

2 4 8 16 32 64 128 256 */

Генеральная линия развития C# - добавление элементов функционального программирования

п.5.2 Потоки данных в подпрограммах

• Через глобальные данные

• Через параметры

Побочный эффект действия процедур и функций – изменение значений глобальных переменных и данных, а так же модификация данных, глобальных по отношению к самой процедуре\функции.

Глобальная переменная – переменная, которая видна везде

В объектно-ориентированной парадигме:

Виды формальных параметров(семантика):

• Входные (in) – должны быть определены до входа

• Выходные (out) – должны быть определены к моменту выхода

• Вх/Вых(InOut) – и то и другое

Способы передачи

Способ передачи – способ связывания фактических и формальных параметров:

• По значению (семантика - in)

• По результату (семантика – out)

• По значению/результату (семантика – InOut)

• По адресу(по ссылке) (семантика - любая)

• По имени

Ада83:

Квалификаторы: in, out, inout

Procedure P(int X:T;inout Y:T;out Z:T);

X может быть выражением типа T. Компилятор может вставлять квазистатические проверки. Эффект процедуры – модификация Y и Z. Каков способ передачи определяет компилятор( что не есть хорошо, т.к. различные компиляторы в одной и той же ситуации могут выбрать разные способы передачи, что приведёт к различной работе программ).

Пользователь определяет семантику использования.

Формальные параметры – те, которые объявлены в заголовке подпрограммы и используются в теле. Большинство ЯП переменные, которые объявлены в заголовке, считают частью тела.

Фактические параметры – те, которые передаются в подпрограмму при её вызове.

При вызове подпрограммы фактические параметры, указанные в команде вызова, становятся значениями соответствующих формальных параметров, чем и обеспечивается передача данных в подпрограмму.

• В Фортране обычно параметры передаются по адресу, но когда передаётся простой объект данных, чтобы не происходило лишних операций разыменования, можно передавать «по значению и результату»( /<параметр>/)

• В Аде-83 способ передачи зависел от компилятора, т.е. компилятор сам выбирал способ передачи в зависимости от ситуации. Пример программы, в которой это важно:

Procedure P(inout X : T; inout Y : T)

X := <newvalueX>;

<возбуждение исключения>

Y := <newvalueY>;

End P;

….

P(a,a);

Предположим, что оно не обрабатывается. Тогда запись активации пропадает. Значит, если была передача по ссылке, то значение «а» изменится, а если по значению и результату, то не изменится, т.к. копировать в «а» будет нечего.

Энтропия – явление, при котором программа может выдавать различные результаты при одних и тех же исходных данных. Если в программе есть энтропия, то это очень плохо. Очевидно, что при программировании на Ада риск энтропии значительно повышается, т.к. не известно какой способ передачи выберет в этот раз компилятор.

• В Ада-95 – по значению, по ссылке

• В Си – не определяется семантика использования. Способ передачи только по значению

• В Си++ – по значению, по адресу (ссылке). Контроль семантики: in – ссылка константная, out, inout – не константная

void f( T &); //Компилятор считает, что f будет менять значение => константный объект //передавать нельзя

Это указание для компилятора, чтобы он следил за соблюдением семантики

class X

{
void f(); //неконстантная функция;

}

……..

const X a;// X * const this; внутри методов

a.f();// ошибка!!

class X

{
void f() const; //константная функция;

}

……..

const X a;// X * const this; внутри методов

a.f();// Правильно!!

• С#, Java

void f( T x) {….;}

……

T a; // a – ссылка, если Т – объект

f(a); // передаётся ссылка

Оба языка поддерживают идею примитивных типов (которые в C# являются подмножеством типов-значений — value types), и оба для трансляции примитивных типов в объектные обеспечивают их автоматическое «заворачивание» в объекты (boxing) и «разворачивание» (unboxing) (в Java — начиная с версии 1.5).

object – предок всех классов. => Объект любого класса неявно приводится к типу object.

object o;

int i;

o = i;

i = o; // ошибка!

Автоупаковка, Автораспаковка:

o = i; // o = new Integer(i) – Java

// o = new Int32(i) – C#

Так что если функция объявляется как void f(object o), то в неё можно передавать любой объект( для примитивных типов будет производится автоупраковка\распаковка)

• Java:

В Java параметры метода передаются только по значению, но поскольку для экземпляров классов передаётся ссылка, ничто не мешает изменить в методе экземпляр, переданный через параметр. Структур в Java нет.

Передача объектов примитивных типов в методы «как по ссылке» выполняется через классы-обёртки:

void f(Integer X){…X = ….; }

…..

int i = 1;

Integer px = new Integer(i);

f(px);

i = px;

Integer – класс-обёртка для примитивного типа «int». Суть способа – преобразовать объект примитивного типа в объект класса и работать внутри функции с объектом класса.

• C#

для C# создана более развитая терминология:

Тип-значение(value type) – тип, объекты которого передаются по значению. Если где-то нужен объект такого типа, то отводится место под сам объект. типами-значениями являются простые(примитивные) типы данных и структуры