А.В. Ахо, М.С. Лам, Р. Сети, Дж. Д. Ульман - Компиляторы - принципы, технологии и инструментарий (1114947), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Такие объявления будут рассмотрены в упражнении 1.6. и В языке программирования С синтаксис блока определяется следующими правилами. 1. Инструкция одного типа является блоком. Блоки могут быть везде, где могут быть инструкции другого типа, такие как инструкции присваивания. 2. Блок представляет собой последовательность объявлений, за которой следует последовательность инструкций, и все вместе они заключены в фигурные скобки. Обратите внимание на то, что данный синтаксис позволяет блокам быть вложенными друг в друга. Об этом свойстве вложенности говорят как о блочной структуре (Ыоск з~гаспзге).
Семейство языков программирования С имеет блочную структуру, с тем исключением, что одна функция не может быть определена внутри другой функции. Мы говорим, что объявление Р "принадлежит" блоку В, если  — наиболее близкий вложенный блок, содержащий Р; т.е. Р находится в В, но не в блоке, вложенном в В.
63 1.б. Азы языков программирования Процедуры, функции и методы Чтобы избежать повторения "процедуры, функции и методы" всякий раз, когда мы будем говорить о могущих быть вызванными подпрограммах, мы будем обычно употреблять термин "процедуры*'. Исключением является упоминание о программах на языках программирования наподобие С, в которых есть только функции — здесь мы будем говорить о них с использованием термина "функции".
Когда речь пойдет о языке наподобие 1аяа, в котором есть только методы, мы, соответственно, будем использовать именно этот термин. В общем случае функция возвращает значение некоторого типа (тип возвращаемого значения), в то время как процедура никаких значений не возврашает. С и аналогичные ему языки программирования, в которых имеются только функции, рассматривают процедуры как функции со специальным типом возвращаемого значения "чозс1", чтобы указать, что они не возвращают никаких значений. Объектно-ориентированные языки программирования наподобие 1ача и Сь+ используют термин "методы". Они могут вести себя, как функции или процедуры, но при этом они связаны с конкретным классом.
Правило статической области видимости для объявлений переменных в языках программирования с блочной структурой следующее. Если объявление Р имени х принадлежит блоку В, то областью видимости Р является весь блок В, за исключением любого блока В', вложенного в блок В на произвольной глубине, в котором повторно обьявлено имя аь Имя ж повторно объявлено в блоке В', если этому блоку принадлежит некоторое иное объявление Р' того же имени т.
Эквивалентный способ выразить это правило заключается в том, чтобы сосредоточиться на использовании имени аь Пусть Вз, Вз,..., Вь — блоки, окружаюшие некоторое использование х, причем Вь — наименьший блок, вложенный в Вь и который, в свою очередь, вложен в блок Вь з, и т.д. Найдем наибольшее г, для которого имеется объявленис ж, принадлежащее блоку В;. В таком случае рассматриваемое использование т ссылается на объявление в блоке Вь Можно сказать, что рассматриваемое использование х находится в области видимости объявления в блоке В,.
Пример 1.6. Программа на языке программирования С+ч-, приведенная на рис. 1.10, имеет четыре блока, содержашие ряд определений переменных а и б. Для облегчения запоминания каждое объявление инициализирует переменную значением, равным номеру блока, которому оно принадлежит. Рассмотрим, например, объявление зпс а = 1 в блоке Вп Областью его видимости является весь блок Вы за исключением тех блоков, вложенных (воз- 64 Глава !.
Введение в компиляцию па!я !) 1ПС тпг ! сои Рис. !.1О. Блоки в программе на языке С+~- можно, глубоко) в блок Вы которые содержат собственное объявление и. Блок Вз, вложенный непосредственно в блок Вз, не содержит объявления а; такое объявление содержит блок Вз. Блок В4 не содержит объявления а, так что блок Вз— единственное место в программе, находящееся вне области видимости объявления а, принадлежащего блоку В,. Иными словами, область видимости включает блок В4 и весь блок Вз, за исключением части Вз, находящейся в блоке Вз. Области видимости всех пяти объявлений приведены на рис.
1.11. Рис. 1.1 !. Области видимости объявлений из примера !.6 С другой точки зрения, рассмотрим инструкцию вывода в блоке В4 и определим, какие объявления действуют для использованных в этой инструкции имен а и 6. Список охватывающих блоков в порядке увеличения их размера — В4, Вго Вь Заметим, что блок Вз не являются охватывающим для рассматриваемой точки. Блок В4 содержит объявление 6, так что инструкция в блоке В4 использует имен- 65 1.6. Азы языков программирования но это объявление и выводит значение б, равное 4. Однако объявления переменной а, в блоке В» нет, так что мы обращаемся к блоку Вз.
В нем также нет объявления переменной а, и мы переходим к следующему блоку — Въ К счастью, здесь имеется объявление зпс а = 1, так что изначально рассматриваемая инструкция в блоке В» выводит значение а, равное 1. Если бы этого объявления не было, программа была бы некорректной. о 1.6.4 Явное управление доступом Классы и структуры вводят новую область видимости для своих членов.
Если р — объект класса с полем (членом) х, то х в р.х ссылается на поле х в определении класса. По аналогии с блочной структурой область видимости объявления члена х в классе С распространяется на любой подкласс С', за исключением ситуации, в которой С' содержит локальное объявление того же имени х.
При помощи ключевых слов наподобие рпЫ(с, рг(каке и ргокес(ед объектноориентированные языки программирования, такие как С++ и )ача, предоставляют возможность явно управлять доступом к именам членов в надклассе. Эти ключевые слова обеспечивают инкапсуляцию (епсарзц!айоп) путем ограничения доступа. Так, для закрытых (рпча(е) имен преднамеренно ограничивается область видимости, которая включает только объявления и определения методов данного класса и "дружественных" классов» (термин С++). Защищенные (рго(ес(ед) имена доступны подклассам, а открытые (рцЫ(с) имена доступны вне класса.з В С++ определение класса может быть отделено от определения всех или некоторых его методов. Таким образом, имя х, связанное с классом С, может иметь область кода, который находится вне его области видимости и за которым следует другая область (определение метода), вновь входящая в область видимости.
В реальной ситуации области внутри и вне области видимости могут чередоваться, пока не будут определены все методы. 1.6.5 Динамическая область видимости Технически стратегия областей видимости динамическая, если она основана на факторах, которые могут быть известны только при выполнении программы.
Однако термин динамическая область видимости обычно означает следующую А также дружественных функций. — Прим ред. 'Здесь имеется расхождение между понятием области видимости в данной книге (которое звучит кек "где именно в программе может использоваться значение имени") и в языке программирования; например, я С++ речь идет об области корректности имени, где лод этим понимается возможность использования неквалифицированного имени (см, раздел 3,3 стандарта С-н-). Поэтому, например, закрытое имя в программе С++ может быть видимым (в частности, участвовать я разрешении перегрузки функции), ло лрл этом недоступным (см., например, задачу ! б в книге Г.
Сазтер. Новые ложные задачи но С++. — М.: Издательский дом "Вильямс", 2005). — Прим, ред. бб Глава 1. Введение в компиляцию Объявления и определения Несмотря на кажущуюся схожесть терминов "объявление" (бес!ага((оп) и "определение" (йебп(1(оп), на самом деле эти концепции языков программирования существенно различаются. Объявления говорят нам о типах сущностей, в то время как определения — об их значениях.
Так, 1пс 1 — это объявление г, а 1 = 1 — определение (. Различие еше более существенно, когда мы имеем дело с методами или иными процедурами. В С++ метод объявляется в определении класса путем указания, помимо его имени, типов его аргументов и типа результата (о таком объявлении часто говорят как о сигнатуре метода). Затем, в другом месте, метод определяется, т.е. приводится код, выполняемый данным методом. В С весьма распространены аналогичные ситуации, когда определение и объявление функции находятся в разных файлах, отличных от файлов, в которых эта функция используется.
стратегию: использование имени г обрашается к объявлению х в последней вызванной (но еше не завершенной) процедуре с таким объявлением. Динамическая область видимости такого вида возникает только в особых случаях. Мы рассмотрим два примера динамической стратегии: раскрытие макросов в препроцессоре С и разрешение методов в объектно-ориентированном программировании. Пример 1.7.