В.Ш. Кауфман - Языки программирования - концепции и принципы (1990) (1160787), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

пакета). Во-вторых, нужно как-то сообщить пользователю, что же делает

объявляемая функция.

Например, из объявления в строке 16 пользователь поймет, что, задав

функции узел_есть аргумент типа узел, он получит в качестве результата

истину или ложь. Но откуда ему узнать, что истина соответствует случаю,

когда узел с указанным именем есть в сети, а ложь - когда его нет. Название

функции лишь намекает на такое истолкование. Конечно, названия должны быть

мнемоничными и помогать запоминать смысл программных объектов, но они не

могут заменить точных сведений.

Ада не предоставляет специальных средств для полного и точного описания

внешнего эффекта модуля. Ведь адовские спецификации рассчитаны прежде всего

на исполнителя, на компьютер, а отнюдь не на пользователя. Поэтому, как и в

случае с другими ЯП, проектирование Ада-модуля следует сопровождать

проектированием точного описания его внешнего эффекта (применяя при

необходимости средства, выходящие за рамки ЯП). Некоторые экспериментальные

языки предоставляют встроенные средства соответствующего назначения.

Часто бывает необходимо параллельно создавать и описание внешнего

эффекта, специально ориентированное на пользователей. Эта так называемая

пользовательская документация принципиально отличается от описаний,

рассчитанных на автомат-транслятор (именно таковы описания на ЯП) или

человека-реализатора, по структуре документов, стилю изложения, выделяемым

свойствам объектов и т.п.

С точки зрения пользовательской документации на программное изделие, ЯП

всегда выступает в роли инструмента реализации. Он тем лучше, чем проще

объяснить пользователю назначение выделенных программных компонент и чем ими

удобнее и дешевле пользоваться. Назовем соответствующий критерий качества

языка критерием выделимости.

По выделимости Ада превосходит, например, Алгол 60 или Бейсик, так как

позволяет адекватно оформлять не только компоненты-функции, но и компоненты-

данные, и компоненты-задачи, и компоненты более "тонкого" назначения.

Другими словами, Ада выигрывает в выделимости потому, что предоставляет

более развитые средства абстракции и конкретизации.

Причем здесь абстракция-конкретизация?.

Шаг 2.3 (строки 12-14). Предоставляя средства для изменения сети,

определяем три процедуры: вставить, удалить и связать (параметры у них типа

узел).

С одной стороны, после этого шага мы можем быть довольны - внешние

требования к проектируемому комплексу услуг в первом приближении выполнены.

С другой стороны, появилась необходимость определить упомянутые на

предыдущих шагах типы данных.

[Так всегда - завершив абстракцию и конкретизацию верхнего уровня,

создаем почву для аналогичной работы на нижнем уровне и наоборот].

Шаг 2.4 (строка 2). Определяем тип узел. Этот тип уже частично нами

охарактеризован (где?) - данные этого типа могут служить аргументами всех

процедур и функций, объявленных в нашем пакете. Другими словами, этот тип

уже охарактеризован по фактору применимых операций. Выписывая его явное

определение, мы характеризуем данные этого типа по фактору изменчивости -

указываем, что диапазон (range) их возможных значений - целые числа от 1 до

числа макс_узлов (пока еще не определенного). Одновременно мы относим

объявляемый тип к категории целых числовых типов и тем самым завершаем его

характеристику по фактору применимых операций (в Аде для целых типов

предопределены обычные операции целой арифметики - сложение "+", вычитание

"-", умножение "*" и др.).

Шаг 2.5 (строки 6-10). Определяем тип "связи" результата функции

все_связи. Замысел в том, чтобы эта функция сообщала число связей указанного

узла и перечень связанных с ним узлов. В Алголе-60 или Фортране не могло

быть функций, которые в качестве результата выдают составной объект. В Аде

можно ввести составной тип, объекты которого либо состоят из однотипных

подобъектов - являются массивами, либо из разнотипных - являются записями.

Результат задуманной нами функции все_связи - пара разнотипных объектов

(число и узлы). Другими словами, это запись, первое поле которой называется

"число", а второе - "узлы". Тип значений первого поля назван "число_связей",

второго - "перечень_связей".

В этом же объявлении указано, что при создании объекта типа "связи" его

поле "число" получает начальное значение 0. Это так называемая ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ

объектов, которой нет, например, в Алголе-60, но для знающих Фортран - дело

привычное (вспомните объявление начальных данных DATA).

Итак, на шаге 2.5 снова кое-что определилось, но опять появились новые

имена - число_связей и перечень_связей.

Шаг 2.6 (строка 5). Перечень_связей определяем как регулярный тип

одномерных массивов, составленных из объектов типа узел, доступ к которым -

по индексам типа индекс_узла.

Шаг 2.7 (строка 4). Индекс_узла определяем как тип объектов, значения

которых лежат в диапазоне целых чисел от 1 до макс_связей (максимального

допустимого числа связей у узла в сети - оно пока не определено).

Шаг 2.8 (строка 3). Число_связей определяем как тип объектов, значения

которых лежат в диапазоне целых чисел от 0 до макс_связей . Как видите, этот

тип похож на предыдущий, но отличается своей ролью и диапазоном значений.

Остались неопределенными только имена макс_узлов и макс_связей. Их

неудобно фиксировать в том же модуле - ведь они могут изменяться в

зависимости от потребностей пользователя и наличных ресурсов. Поэтому будем

считать, что эти имена определены во внешнем для нашего модуля контексте, а

именно в пакете с именем "параметры_сети". Доступ к этому контексту из

модуля управление_сетью обеспечивается его нулевой строкой.

Это так называемое УКАЗАНИЕ КОНТЕКСТА. После ключевого слова with в нем

перечисляются пакеты, объявления из которых считаются видимыми в модуле,

непосредственно следующем за таким указанием.

Пакет параметры_сети можно определить, например, так:

1. package параметры_сети is

2. макс_узлов : constant INTEGER := 100;

3. макс_связей: constant INTEGER := 8;

4. end параметры_сети;

Тем самым макс_узлов определено в качестве ПОСТОЯННОЙ целого типа со

значением 100, а макс_связей - в качестве постоянной того же типа со

значением 8. Значения постоянных нельзя менять при исполнении программы (вот

еще один элемент прогнозирования и контроля в Аде).

2.4. Замечания о конструктах

Рассмотрим написанные фрагменты программы еще раз. Теперь поговорим о

строении, смысле и назначении использованных конструктов.

В целом мы написали две СПЕЦИФИКАЦИИ ПАКЕТА. Отличительный признак

этого конструкта - ключевое слово package (пакет). Спецификация пакета

содержит объявления имен, которые становятся доступными при использовании

пакета посредством указания контекста (например, объявления из пакета

параметры_сети становятся доступны в пакете управление_сетью, если указать

контекст with параметры_сети).

Спецификацию пакета можно оттранслировать и поместить в ТРАНСЛЯЦИОННУЮ

БИБЛИОТЕКУ. Получится модуль, пригодный для связывания (посредством указаний

контекста) с другими (использующими его) модулями в процессе их трансляции и

загрузки.

Пакет может состоять из одной спецификации или из спецификации и тела.

Например, для пакета параметры_сети тело не требуется в отличие от пакета

управление_сетью (как Вы думаете, почему?).

Если пакет состоит из двух частей (спецификации и тела), то выполнять

программу, в которой отсутствует одна из них, нельзя. Однако для трансляции

использующих модулей достаточно одной только спецификации используемого

пакета. Итак, создавать и транслировать спецификации пакетов можно отдельно

от их тел, но исполнять - только совместно с телами пакетов. В спецификацию

пакета входит совокупность ОБЪЯВЛЕНИЙ. Вернемся к программе на стр. Вставить

вычисление номера

В каждой из строк 2-3 спецификации пакета параметры_сети находится

ОБЪЯВЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ, точнее, ОБЪЯВЛЕНИЕ ЧИСЛА. Это одна из разновидностей

ОБЪЯВЛЕНИЯ ОБЪЕКТА. Назначение всякого объявления объекта - связать имя с

характеристиками поведения объекта, названного этим именем. Поэтому

обязательными компонентами объявления служат само вводимое имя, ключевые

слова, отличающие разновидность объявления и тем самым характеризующие

поведение объявляемого объекта в целом, и компоненты-параметры, уточняющие

характеристики поведения.

Так, в строке 2 объявляемое имя - макс_узлов, уточняющие параметры -

имя типа (INTEGER) и константа 100 (изображение целого числа). Полное

объявление связывает с именем объекта макс_узлов тип INTEGER и константу 100

как характеристику поведения объекта. Попросту говоря, имя макс_узлов

начинает обозначать константу 100 типа INTEGER.

[Чтобы понять, зачем нужно обозначать константы именами, достаточно

представить себе программу, где константа 100 используется в десяти местах,

и допустить, что нужно изменить ее значение на 200. Тогда в нашей

спецификации достаточно изменить одну цифру в строке 2, а иначе пришлось бы

изменять десять мест с риском где-нибудь заменить не ту константу (или не на

то значение). Так объявления постоянных способствуют надежности Ада-

программ].

Перейдем к спецификации пакета управление_сетью. В каждой из ее строк

2,3 и 4 мы написали ОБЪЯВЛЕНИЕ ТИПА. В нем всегда указывают, как

совокупность значений объявляемого типа образуется из совокупности значений

ранее известных типов (предопределенных или ранее объявленных). В нашем

случае в строке 2 указано, что новый тип узел образован из предопределенного

типа INTEGER (является типом, ПРОИЗВОДНЫМ от типа INTEGER), причем данные

типа узел могут обозначать только целые из диапазона от 1 до макс_узлов. В

строке 3 и 4 аналогичные сведения сообщаются о типах число_связей и

индекс_узла, только здесь указаны другие диапазоны.

Напомним, зачем нужны объявления типов. В том модуле, где будет

использоваться пакет управление_сетью, можно объявить переменную (например,

А) типа узел и переменную (например, В) типа число_связей. Так вот

переменную А можно указать в качестве аргумента процедуры "вставить" или

"связать", а переменную В - нельзя. Это ошибка, обнаруживаемая при

трансляции, В сущности, ради такого контроля и нужны объявления типов,

прогнозирующие поведение (возможные роли) соответствующих данных.

В строке 5 - объявление типа, но на этот раз не скалярного (как в

строках 2-4), а СОСТАВНОГО, точнее РЕГУЛЯРНОГО. Указано, как значения нового

типа перечень_связей образуются из значений типов узел и индекс_узла.

Именно, значения типа перечень_связей - это одномерные (так как указан лишь

один диапазон индексов) МАССИВЫ, компонентами которых служат значения типа

узел, а доступ к этим компонентам - по индексам типа индекс_узла.

В строках 6-10 - также объявление составного типа, но на этот раз -

КОМБИНИРОВАННОГО. Указано, что значениями нового типа "связи" могут быть

любые ЗАПИСИ с двумя полями. Первое поле с именем "число" и допустимыми

значениями типа "число_связей" (при создании записи этому полю присваивается

начальное значение 0). Второе поле с именем "узлы" типа перечень_связей.

Если в модуле, использующем наш пакет, объявлена переменная, например,

X типа "связи" и I типа индекс_узла, то через

X.узлы(I)

обозначается значение типа узел, которое служит I-й компонентой поля

"узлы" переменной X.

Строки 11 и 15 - это примечания, не влияющие на смысл модуля.

Примечанием считается остаток любой строки, начинающийся с двух минусов.

В строках 12-14 - ОБЪЯВЛЕНИЯ ПРОЦЕДУР. В скобках указаны имена

(названия) формальных параметров, их типы и РЕЖИМ использования (in - только

для чтения - ВХОДНЫЕ параметры; out - только для записи - ВЫХОДНЫЕ; in out -

и для чтения, и для записи - ОБНОВЛЯЕМЫЕ). Режим in напоминает вызов

параметров значением в Алголе или Паскале, in out - вызов параметров со

спецификацией var в Паскале или ссылкой в Фортране, out - точного аналога в

Характеристики

Список файлов книги