Лекция 09 (1160809), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Во время выполнения возникнет исключительная ситуация, и будет выдано сообщение об ошибке. Если описать

void f(out int a);

то компилятор все равно передаст а по ссылке, но никакого статуса определенности не требуется.

Передача параметров по имени впервые появилась в языке Алгол 60. Она означает, что вместо текста формального параметра везде в теле процедуры, к которой мы обращаемся, подставляется текст фактического параметра в том виде, в котором он записан. С формальной точки зрения могут возникнуть конфликты.

P(i);

Если при этом внутри Р описана другая локальная переменная i, возникает конфликт. Этих конфликтов можно избежать с помощью локального переименования имен. Например, локальным переменным можно изначально присваивать уникальные имена, которые нигде больше не повторяются. Способ передачи параметров по имени очень простой и естественный. В современных ЯП он не используется. Пример: В Алголе 60

integer i;

integer array [1..N] a;

procedure P(x: integer);

Пусть х передается по имени. Пусть внутри процедуры Р

i:=3;

x:=1;

end;

где i – глобальная переменная. Далее

i:=1; a[1]:=0;

P(a[i]);

В случае если параметр передается по ссылке (в данном случае семантика out), a[1] получит значение 1, i – 3.

В случае, если параметр передается по имени, везде вместо х подставится a[i]. а[1] останется равно 0, а элемент с номером 3 поменяет свое значение на 1.

Классическое упражнение, которое в частности есть в книжке Себесты в главе, посвященной реализации процедур: Доказать то, что в языке Алгол 60 нельзя написать процедуру Swap(a, b) , которая меняет местами значения своих аргументов. В Алголе 60 есть всего 2 способа передачи параметров – по значению и по имени. Поскольку параметры меняют свои значения их нужно передавать по имени. Вводится локальная переменная t.

t:= a

a:= b

b:= t

Предлагается вызвать

Swap(a[i], i)

Swap(i, a[i])

В ЯП с передачей по ссылке получится один и тот же результат – a[i] и i поменяются местами. В случае, если передача параметра по имени, в первом случае работать будет, а во втором нет. Т.к. в первом случае сначала изменяется a[i], а во втором – сначала i, и a[i] будет уже другое.

Т.е. передача параметров по имени в случае императивных ЯП создает достаточно неприятные побочные эффекты. Самое неприятное то, что с точки зрения реализации передача параметра по имени означала не макроподстановку (иначе теряется смысл процедур, т.к. это слишком накладно). Разработчики компиляторов использовали следующий прием. В случае, когда параметр передавался по имени, при обращении к соответствующему параметру, компилятор подставлял не адрес, как это было при передаче параметра по ссылке, а процедуру вычисления адреса. thunk - это маленькая процедура, которая выдавала значение адреса соответствующей переменной. В случае, если фактический параметр – простая переменная, thunk просто возвращал значение адреса этой переменной. В случае, если фактическим параметром являлся элемент массива (или что-то, что могло поменять свое значение), thunk перевычислял значение соответствующего внутреннего выражения (а оно могло быть достаточно сложным), и далее вычислял адрес соответствующего элемента массива. Обращение к thunk производится в любом случае вне зависимости от того простой параметр или сложный, т.к. в этот момент мы ничего не знаем о фактических параметрах. Например, в процедуре Swap он вычисляется 4 раза. Поскольку процедура широко используется в любой программе в любом ЯП, язык весьма неэффективен. Передача параметров по имени – одна из главных причин неэффективности Алгола 60.

Этот механизм передачи параметров не подходит императивным ЯП. Им подходят механизмы передачи параметров по значению и по ссылке. Передача по ссылке более универсальна для императивных языков. А динамическим ЯП способ передачи параметров по имени очень подходит. Т.е. он подходит там, где нет явного понятия состояния памяти. Способ передачи параметров по имени дает возможность организовать так называемые ленивые вычисления. Это вычисления, в которых выражение вычисляется только тогда, когда требуется его значение. В императивных ЯП ленивые вычисления используются при вычислении логических выражений.

a & b & c

Если значение а равно 0, то значения выражений b и с в большинстве ЯП (например в С и С++) вычисляться не будут. Они будут вычислены только в том случае, когда нужны их значения. Если а=0, вся конъюнкция равна 0, b и с вычисляться не будут.

В динамических языках (это в основном функциональные языки) в случае передачи параметров по имени используются ленивые вычисления.

f(a, b, c)

Когда функции потребуется аргумент b, будет вычислено значение фактического параметра. Если он не нужен, то этот фактический параметр вычисляться не будет вообще.

Ключевые параметры.

В ряде ЯП есть способ передачи параметров с помощью ключевых слов. Например в языке Ада

procedure P(X: integer := 0, Y: integer := 0);

В Аде можно задавать значения параметров по умолчанию.

К Р можно обращаться

Р(1, 2);

P(X=>1, Y=>2);

P(Y=>2, X=>1);

Допустима почти любая комбинация. Например:

P(1, Y=>2);

Способ

P(Y=>2, 1);

не допустим, компилятор не понимает, что такое 1.

Т.е. при ключевом способе задания параметров эти параметры могут передаваться в любом порядке. Но если один параметр стал ключевым, то все последующие тоже должны быть ключевыми. Ключевой способ передачи параметров хорош тем, что программа становится более документированной. Он особенно удобен, если у нас есть значение по умолчанию. Например, когда у нас 10 параметров, а нам нужно задать всего 2, а все остальные по умолчанию, причем эти параметры находятся посередине, можно указать по имени только те значения, которые отличны от значения по умолчанию. В книге Страуструпа "Дизайн и проектирование языка С++" описывается хорошо аргументированное и документированное предложение от фирмы Microsoft по включению в язык С++ ключевых параметров. Параметры по умолчанию в С++ есть, значит ключевые параметры были бы кстати. Это предложение было отвергнуто комитетом по стандартизации языка С++ потому, что оно ничего не дает с точки зрения удобства программирования.

Из всех языков, которые мы рассматриваем, только в Аде есть ключевые параметры.

Характеристики

Список файлов лекций