Л.Е. Карпов - Системы программирования (1114903), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Дляудобства использования над компонентами позволяется проводить операциюконтейнеризации, то есть помещения в контейнеры, допускающие внешнее визуальноепредставление. Такие контейнеры поддерживают развивающуюся технологиювизуального программирования (в стиле “drag & drop”).Примерами библиотек компонентов являются распространяемые компаниейMicrosoft библиотеки COM (Component Object Module) и DCOM (Distributed COM),библиотеки различных компаний, построенные на основе стандарта CORBA (CommonObject Request Broker Architecture), библиотеки, входящие в состав серверовприложений J2EE и .NET.Суммируя, можно говорить о том, что все современные библиотеки делятся надве категории:••библиотеки, связанные с конкретными системами программирования, ибиблиотеки, связанные с конкретными задачами, решаемыми с помощьювычислительных машин.Такое деление никак не связано с технической реализацией библиотечныхсредств.
Как системные (включая стандартные), так и прикладные библиотеки могутбыть и статическими и динамическими.3.6.3.4. Критерии проектирования стандартных библиотекСтандартная библиотека языка программирования является в настоящее времяобязательнойчастьюсистемнойбиблиотеки.Всесовременныеязыкипрограммирования нуждаются в поддержке имеющихся в них средств, причемподдержка им необходима именно в период выполнения программ, полученных путем69компиляции с этих языков. При проектировании любой стандартной библиотекинеобходимо принимать во внимание ее основное назначение: быть именно стандартнойбиблиотекой, то есть библиотекой средств, необходимых для каждой реализацииданного языка программирования.
Чтобы библиотека могла оказывать поддержку всемпользователям этого языка, она должна (требования по составу):••••••обеспечивать поддержку свойств языка, например, управление памятью ипредоставление информации об объектах во время выполнения программ;предоставлять информацию о зависящих от реализации аспектах языка,например, о максимальных размерах целых значений;предоставлять функции, которые не могут быть написаны оптимально длявсех вычислительных систем на данном языке программирования, например,функции вычисления квадратного корня sqrt() или пересылок блоковпамяти memmove();предоставлять программисту нетривиальные средства, на которые он можетрассчитывать, заботясь о переносимости программ, например, средстваработы со списками, функции сортировки, потоки ввода/вывода;предоставлять основу для расширения собственных возможностей, вчастности, соглашения и средства поддержки, позволяющие обеспечитьоперации для данных, имеющих определяемые пользователями типы, в томже стиле, в котором обеспечиваются операции для встроенных типов(например, ввод/вывод);служить основой и теоретическим базисом других библиотек.При проектировании стандартных библиотек следует учитывать и ограниченияна включение в ее состав некоторых (может быть полезных) элементов.
Если какоенибудь средство не оказывается необходимым для обеспечения хотя бы одного изперечисленных свойств, оно должно оставаться за пределами стандартной библиотеки.Такие средства должны быть реализованы в рамках дополнительных библиотек,предназначенных для решения более конкретных задач.Средства стандартной библиотеки должны (требования по свойствамкомпонентов)••••••быть важными и доступными для программистов разной квалификации, втом числе для создателей других библиотек;использоваться (прямо или косвенно) всеми программистами для решениявсех задач, для которых предназначена библиотека (структуры данных иалгоритмы для работы с ними должны иметь общезначимый характер – стек,очередь, список, …, сортировка, поиск, копирование);быть настолько эффективными, чтобы у пользователей библиотеки невозникало потребности заново программировать библиотечные средства(эффективность не должна уступать “ручному” программированию);быть независимыми от конкретных алгоритмов или предоставлятьвозможность указывать алгоритм в качестве параметра;оставаться элементарными, чтобы не терять эффективности из-за излишнихусложнений или попыток совместить различные функции в одной;быть удобными, эффективными и безопасными (устойчивыми кнеправильному использованию) в большинстве типичных случаев70•••••использования (использование библиотеки не должно провоцироватьошибки, а наоборот, снижать их вероятность);обладать достаточной полнотой (завершенностью) в той своейфункциональности, которая включаются в библиотеку, чтобы ни у кого невозникало желания что-то заменить или доопределить;хорошо сочетаться друг с другом;обладать удобной и безопасной системой умолчаний;поддерживать общепринятые стили программирования;обладать способностью к расширению, чтобы работать с типами,определяемыми пользователем так же хорошо, как и со встроенными(базовыми) типами (сочетаемость с базовыми типами данных и базовымиоперациями).Классическим примером проектирования библиотечных средств являетсяпример библиотечной функции сортировки.
В стандартной библиотеке языкапрограммирования Си эта функция (в языке Си функция сортировки реализуеталгоритм быстрой сортировки и называется qsort()) получает в качестве параметрафункцию сравнения сортируемых элементов, а не использует для сравнения какуюлибо операцию языка Си, например, операцию ‘<’.
Тем самым, удается добитьсянекоторой общности, то есть возможности сортировать некоторые объекты (доступныес помощью указателей, передаваемых функции сортировки в качестве другихпараметров) не только по возрастанию, но и по убыванию и, вообще, по произвольнымкритериям. Это максимально возможная общность для языка Си:void qsort (const void * base, size_t nmemb, size_t size,int (* compar)(const void *, const void *));Однако учитывая, что затраты на вызовы функции при проведении каждогоэлементарного сравнения элементов могут в некоторых случаях становиться слишкомбольшими, надо стараться найти более эффективное решение.
Ведь в каждомконкретном случае (для каждого конкретного типа данных) можно найти такоеэффективное решение. Достигнуть большего удается только в языке Си++, гдекритерий сравнения для обобщенной функции сортировки sort () реализуется спомощью параметра шаблона. Чтобы обобщенная функция сортировки sort(),которая должна упорядочивать целые числа по возрастанию, производилаупорядочения целых чисел по убыванию, достаточно привлечь понятиефункционального объекта:class IntGreater{ public:bool operator()(int x, int y) const { return x > y; } };int main (){ int x [1024];............// Инициализацияsort (&x [0], &x [1024]);// Обычное упорядочиваниеsort (&x [0], &x [1024], IntGreater ()); // Упорядочивание по убыванию}При таком использовании эффективность по скорости выполнения будет такойже, как и при написании сортировки целых чисел вручную, а реально может оказатьсяи выше за счет удачного выбора алгоритма сортировки.
Введением функциональныхобъектов достигается даже больший эффект: функция sort() может сортировать71объекты любой природы и сложности по свойственным только им критериямсравнения, причем сам алгоритм будет внешне выглядеть самым обычным образом.Некоторые требования кажутся противоречащими друг другу (например,требование элементарности и удобства), но если что-то можно сделать по-настоящемуудобным, не следует отказываться от этого, под предлогом недостаточнойэлементарности. Именно такие соображения послужили причиной включения встандартную библиотеку Си++ таких функций, как генератор случайных чисел. Эти жесоображения заставляют отбрасывать требования элементарности, если они приводят кнеясным или опасным умолчаниям.3.7.
Средства конфигурированияОдним из важнейших свойств современной системы программированиястановится возможность этой системы участвовать не только в процессе разработкипрограммных комплексов, но и в процессе их сопровождения. Часто сопровождениепрограмм осложняется тем, что при широком использовании программ и наличиимногих пользователей в практическом использовании одновременно находятсяразличные версии этих программ.
В это же самое время разработчики могутпродолжать свою работу над созданием и отладкой очередных версий.Широкое внедрение программных систем в различные прикладные областипривело к разнообразию способов применения этих систем. Поиски путей снижениязависимости программного обеспечения от конкретных параметров окружения, вкотором это обеспечение разрабатывается и функционирует, привело к попыткамвыносить описания параметров окружения, а также режимов формирования ииспользования программ за пределы этих самых программ.Внедрение средств управления конфигурацией шло постепенно и к настоящемумоменту можно выделить четыре способа управления конфигурацией программныхкомплексов. К указанным вариантам управления конфигурацией относятся:••••конфигурирование из командной строки,использование командных файлов,работа в интегрированных средах с проектами программных комплексов,использование систем управления версиями программных комплексов.Работа в режиме командной строки предполагает последовательное обращение ктем или иным компонентам системы программирования и передачу им параметров ввиде последовательностей символов, входящих в эту командную строку.
Такой способработыподразумеваетвысокуюквалификациюпользователясистемыпрограммирования, который должен точно знать все компоненты конкретной системыпрограммирования, необходимые для формирования нужной ему программы,необходимые им параметры, а также правильную последовательность их вызова.Управление сборкой программы ведется в этом случае “вручную”. Пользовательдолжен помнить варианты сборки программы, режимы, в которых выполнялось ихформирование, имена файлов, в которых размещены результаты работы системыпрограммирования.Помощь в снижении трудоемкости формирования программных комплексовоказываетвозможностьиспользованиякомандныхфайлов,содержащихпоследовательности вызовов компонентов систем программирования. Их применениеосвобождает программистов от запоминания многих технических деталей, которые72нужно точно знать только непосредственно в момент создания командного файла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
