Р.У. Себеста - Основные копцепции языков программирования (2001) (1160794), страница 8
Текст из файла (страница 8)
а"-1 с †"ержимое(йеЧ1) + содержимое(йец2) Команда сложения 32-битных целых чисел в компьютерах компании ЧАХ выглядит так: ::ПП; срегапс( 1, орегапс] 2 '>та команда имеет слелующую семантику; -сегапс 2 < — содержимое(срегапс] 1) ч содержимое(срегапс 2) В этом случае второй операнд может быть как регистром, так и ячейкой памяти. Структура команд компьютеров ЧАХ ортогональна в том смысле, что отдельная команда в качестве операнда может использовать как регистры, так и содержимое ячейки памяти.
Существуют два способа опрелеления операторов, которые затем можно комбинировать вселш возможнымн способами. Структура, использующаяся в компьютерах ! МВ. не ортогональна, поскольку из четырех возможных комбинаций операндов разрешены только две. а еше лве требуют дополнительных команд А и Ай. Следовательно, стр> ктура мейнфреймов корпорации 1ВМ более ограничена и, значит, сложнее в использовании. Вы не можете.
например, сложить две величины и сохранить сумму в ячейке пачяти. Более того, изучение структуры мейнфреймов корпорации 1ВМ осложняется ограничениями и дополнительными командами. Ортогональность тесно связана с простотой; чем более ортогональной является стр>ктура языка.
тем меньше исключений из правил. Меньше исключений — значит, язык более снстематичен, его легче изучать, а программы — легче читать и писать. Любой человек, глубоко изучавший английский язык, может подтвердить, как трудно запомнить его многочисленные исключения из правил (например, употребление буквы 1 перед буквой е, кроме случая, когда эта комбинация слелует за буквой с).
В качестве примера недостатка ортогонадьности в языках высокого уровня, проявляющегося в виде исключений, рассмотрим следующие правила языка С. Несмотря на то что этот язык содержит две разновидности структур данных: массивы и записи (под общим названием ввгиок), записи могут возвращаться функциями, а массивы — нет. Членом структуры может быть переменная любого типа, за исключением переменной, имеющей тип чо1«(, и стрултуры того же типа. Элемент массива может иметь любой зил. за исключением типа чокс(, кроме того, они не могут быть функциями.
Параметры 32 Глава1. Вводные замечания передаются по значению, если они не являются массивами. Если параметр представляет собой массив, то он передается по ссылке (поскольку имя массива без индексов интерпретируется в программах на языке С как адрес первого элемента массива). Простейшее выражение, содержащее операцию сложения. например а+Ь обычно означает извлечение значений величин а и Ь из памяти и их сложение.
Олнако. если переменная а окажется указателем, то извлеченное значение переменной о может измениться до того, как будет выполнена операция сложения. Если, к примеру, переменная а указывает на величину, размером в два байта. то перед сложением значение переменной Ь умножается на 2. Тип переменной а, являющийся левым контекстом выражения вызывает изменение значения переменной Ь до сложения этой величины со значением переменной а. Излишняя ортогональность также может стать источником проблем. Вероятно, самым ортогональным языком программирования является АЕООЕ 68 (кап %1)п8аагбеп, 1969). Каждая языковая конструкция этого языка имеет некий тип, и на эти типы не наложено никаких ограничений. Кроме того, большинство конструкций вычисляют некоторые значения.
Такая свобода комбинирования порожлает крайне сложные конструкции. Например, поскольку результатол~ всех вычислений является алрес ячейки памяти, то в левой части оператора присваивания люгут находиться как условный оператор, так и объявления и другие операторы. Такая крайняя форма ортогональности приводит к излишней сложности. Более того, поскольку языки программирования требуют большого количества элементарных конструкций.
высокая степень ортогональности приводит к неконтролируемому росту количества возможных комбинаций. Таким образом, лаже если эти комбинации просты, их общее число приводит к усложнению языка. Следовательно, простота языка отчасти является результатом комбинирования относительно небольшого числа элементарных конструкций и ограниченного применения концепции ортогональности. Некоторые полагают, что языки функционального программирования предлагают хорошее соотношение простоты и ортогональности. В таких языках функционального программирования. как Ы5Р, вычисления преимущественно производятся посредством применения функций к заданным параметрам. Напротив, в таких императивных языках программирования, как С.
Рааса( и Зата, вычисления. как правило. определяются переменнымн и операторами присваивания. Языки функционального программирования потенциально наиболее просты, поскольку они могут выполнять все что уголно с помощью простой конструкции, а именно: вызова функшш, который может легко комбинироваться с другими вызовами функций. Вследствие этой элегантности некоторые исследователи отдают предпочтение языкам функционального программирования как основной альтернативе таким сложным языкам нефункционального программирования.
как С-+ (ЕПВ апд Бггоцзггцр, 1990). Олнако следует заметить. что широкому распространению языков функционального программирования мешают другие факторы, например, их низкая эффективность. 1.3. Критерии оценки языков программирования 1.3.1.3. Упровлкющие опероторы Революция в стрултурном программировании, произошелшая в 1970-х годах. отчасти была вызвана плохой читабельностью языков, разработанных в ) 950-60-х годах. в которых ошушазся недостаток управляющих операторов. В частности, широко распространенным стало мнение, что беспорядочное использование операторов безусловного перехода ого значительно снижает читабельность программы.
Программа, которую можно прочесть от начала до конца, значительно проше для понимания, чем программа, для прослеживания хода выполнения которой читателю требуется переходить от одного оператора к лругому. находяшемуся в любом месте программы. Однако в некоторых языках использование операторов Во(о лля возврата назад просто необходимо; например, эти операторы нужны для построения циклов КНТЬЕ в языке РОКТКА1Ч 77. Улучшить читабельность программы могут следуюшие ограничения, налагаемые на использование операторов безусловного перехода со. ° Операторы безусловного перехода должны прелшествовать точке, в которую передается управление, за исключением случая, когда они используются для создания циклов.
° Точки перехола никогда не должны находиться слишком далеко. ° Количество операторов безусловного перехода должно быть ограничено. Использовавшимся в начале )970-х годов версиям языка ВАБ!С и ЕОКТКАМ не доставазо управляюших операторов, которые налагали бы строгие ограничения на использование операторов безусловного перехода, поэтому писать удобочитаемые программы на этих языках было трудно. Оливка большинство языков программирования, появившихся позднее, имело достаточное количество упрааляюших операторов, так что потребность в операторе безусловного перехола практически отпала. Следовательно, управляюшие операторы языка уже ие так влияют на его читабельность, как это было раньше. 1.3.1.4.
гипы и структуры донных Существенный вклад в улучшение читабельности программы вносят адекватные срелства определения типов и структур данных. Предположим, что в качестве индикатора в некотором языке используется числовой тип данных. поскольку булевского типа данных в этом языке нет. В таком случае, например, присваивание вцж 'в соо Ь19 = 1 будет непонятным, в то время как в языке, имеюшем булевский тип ланных, мы можем записать выражение зцж Ев соо Ь19 = сгце Смысл этого выражения абсолютно понятен. Аналогично.
тип данных, называемый записью. обеспечивает более читабельный способ хранения информации о сотрудниках, чем набор сходных массивов. в каждом из которых хранится отдельный элемент данных. как это бывает, если в языке не предусмотрена поддержка записей. В языке РОКТКА)Ч 77, например, информация о сотрудниках может храниться в слелуюших массивах: СНАКАСТЕК (ЬЕН = 30) (ЧАМЕ (100) 1НТЕ6ЕК АСЕ (100), ЕМРг ОУЕЕ МНМВЕН (100) КЕАЬ ЯАЬАКг' (100) 34 Глава1.
Вводные замечания .Таким образом. инфорлгация о каждом сотруднике представлена элементамн этих четырех массивов. имеюших одинаковые индексы. 1.3.1.5. Анализ синтаксической структуры Синтаксис. или форма. элементов языка программирования оказывает значительное влияние на читабельность программы. Ниже перечислены три элемента синтаксической структуры языка.
воздействуюшей на читабельность программы. ° Фариы ггденлгиг(эгкагггарав. Ограничение длины идентификаторов до очень маленьких разлгеров уменьшает читаоельность. Если размер идентификатора не может превышать шести символов. как в языке ГОКТКА)л! 77. то часто просто невозможно использовать осмысленные названия переменных. Еше большей крайностью является созданный Национальным инстит)том станлартизации США (АХ5! — Агпепсап Хаг!опа) 5гапдагг(з 1пзпиие) язык ВАЯС (А)951, 1978(л), в котором идентификатор может состоять только из одной буквы или сочетания. состояшего из буквы и следуюшей за ней цифры. К вопросу о формах идентификаторов мы еше вернемся в главе 4.
° Спеяпагьные слова. На внешний вид программы и. слеловательно. на ее читабельность значительно влияет форма специальных слов языка (например. Ьедлп, епс( и кок). Особенно важен. главным образом в управляюших структурах. способ образования составных операторов. или групп операторов. В некоторых языках для форлшрования групп используются согласованные пары специазьных слов или символов. В языке Рааса!, например. для всех управляюших структур.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
