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

Текст из файла (страница 9)

Х:Т;

Х1:Т1; // лежит в диапазонеL1..R1

Х2:Т2;

Х3:Т3;// лежит в диапазонеL3..R3

Х=Х1; // допустимо

Х1=Х3; //формально допустимо, однако компилятор автоматически проверяет, попадает ли соответствующие переменные в соответствующий диапазон

Но совместимы ли между собой D, E и F? По документации языка Ада они совместимы по присваиванию, только если они имеют одинаковую длину. Таким образом, совместимы только D и E.

X1:D;

X2:E;

X3:F;

X1 := X2;

X2 := X3; // ошибка!

Вернемся к обсуждению неограниченного типа, переменные неограниченного типа объявлять нельзя:

Y:B; // ошибка, потому что компилятор не может произвести распределение памяти, здесь нет диапазона индексов

Y:B range -1..9; // можно

Будет ли переменная У совместим с Х1 или Х2? Заметим, что У, Х1 и Х2 принадлежат одному и тому же типу В. Y принадлежит анонимному подтипу типа B, следовательно, он будет совместим с типами D и E, так как длина объекта 11 элементов. Неограниченные типы можно использовать для введения новых подтипов, но это неосновное их назначение.

Неограниченные типы могут использоваться для формальных параметров процедур.

function SUM(X:B) return T; Мы можем обращаться к данной функции и с Х1, и сХ2, и сХ3, и с У, так как все они объекты типа В.

Для каждого массива определены специальные атрибутные функции. Если Х объект регулярного типа (массив), то для него определены атрибуты:

X' LENGTH длина

X' LOW индекс первого элемента

X' HIGH индекс последнего элемента

X' RANGE диапазон от X' LOW до X' HIGH

Если Х просто объект данных, то все элементы статические, если Х формальный параметр процедуры или функции, то эти атрибуты динамические.

function SUM(X:B) return T;

for i in X'RANGE loop

S:=S+X(i);

end loop

return S;

Таким образом, все объекты данных у нас имеют статические атрибуты и проблема эффективности решена, а проблема гибкости решена за счет того, что у неограниченных объектов все атрибуты динамические.

Если речь идет о многомерных массивах, то у каждого атрибута добавляется параметр i, который обозначает номер измерения массива (от 1 до к, где к – число измерений, не путать с длиной). В одномерном случае – единичка, которую можно опускать.

Оберон.

В языке Оберон (минимальном ЯП) продолжен подход языка Модула 2, а именно: если объект данных, то все характеристики статические, а если массив, то границы от 0 до N-1. Отсутствует понятие перечислимого тд, и понятие диапазона. Все массивы начинаются с 0 и заканчиваются N-1, есть понятие открытого массива.

ARRAY N OF T; // N – длина массива

ARRAY OF T; // открытый массив

В Обероне2 появились многомерные открытые массивы, есть функция High(x[i]) – дает индекс крайнего элемента по каждому из измерений, i меняется от 1 до к, где к – количество измерений.

Современные языки.

В языках Java, C# и Delphi массивы - частные случаи объектов. Элементы простых типов данных также являются частными случаями объектов, есть специальные классы, которые представляют эти типы данных как объекты. Объекты соответствующих классов - только объекты из динамической памяти, как следствие массивы являются объектами из динамической памяти. Диапазон индексов – диапазон целочисленный от 0 до N-1, поэтому для задания длины и границ диапазона необходимо задать только количество элементов. Поскольку место под массивы отводится в динамической памяти, то и атрибут N является чисто динамическим. Есть понятие только чистого динамического массива.

Объявление массива:

int [ ] a;// [ ] – указывают на то, что это массив

а – с одной стороны имя массива, а с другой только ссылка на объект.

a = new int [10]; //Только после этого массив начинает существовать.

У всех массивов есть методы a.length – показывает длину массива, a.setlength – позволяет установить новую длину массива.

Языки программирования. Лекция 9

Составные ТД( продолжение)

Массивы

Основные отличия в реализации массивов – насколько могут быть динамичными:

- базовые типы элементов ( связываются с объектом данных в объявлении во всех яп)

- границы диапазона

- длина

В языке Ада есть понятие "динамический" массива (на самом деле он квазистатический, т.е. он не является неограниченным, но у него границы - динамические атрибуты) . Объекты данных могут появляться только внутри блоков.

X:A range 0..20

Т.о. можно написать

PROCEDURE P(N:INTEGER)

X: array (1..N) of Real;

....

begin

end P;

Менять свои размеры внутри функции массив X не может, но он переменный (зависит от параметра функции).

В современных языках массивы:

• границы от 0 и являются неотрицательными индексами;

• длина- исключительно динамическая;

• переменная типа массив- динамическая;

Ссылки

В языке Java все тд делятся на:

- Простые

- Референциальные (доступ к ним осуществляется только по ссылке) - это массивы, классы и интерфейсы .

В С# тоже самое + структурные типы данных( кроме простых).

Для референциальных тд (Cи#, Java, Delphi и т.д.):

- объекты отводятся только в куче

-имя для объектов является ссылкой: если в

X:I - I - объект, то Х - ссылка на такой объект.

Массивы:

C x;

int [] a;

a = new int [10];

Присваивание:

T[] a;

T[] b;

b = new T [100];

a = b; // копирование ссылок, а не массивов!

Длина- динамический атрибут.

Для изменения длины массива используется метод a.SetLength().

С точки зрения производительности: реализация таких массивов немного менее эффективна, но, т.к. все объекты находятся в ОП, накладными расходами можно пренебречь.

Вопрос вырезки из массивов (получения подмножества элементов массива).

В языке фортран 90 самые “ богатые” вырезки.

A[50][50];

A[1][*]; - Первая строка матрицы

A[*][3]; - Третий столбец матрицы

А[3][5..10]- вырезка

Таким образом, мы можем получить произвольный прямоугольник матрицы.

Из относительно современных ЯП такое понятие вырезки есть только языке Ада:

array (1..20, 1..30) of T

A(2..6, 3..4)- только смежные вырезки!

В современных языках понятие вырезки отсутствует из-за неэффективности,

В С++ перенесено в библиотеку STL- ValArray. Тенденция оформлять технологические конструкции, полезные ограниченной группе пользователей , в стандартные библиотеки.

Многомерные массивы

Многомерный массив в конечном итоге сводится к одномерному вектору

A[50][60]

Быстрее меняется правый индекс (если вытянуть этот массив в строчку).

C#, Java:

int [ , ] a; - двумерный массив ( границы –динамические атрибуты)

a = new int [3][4]; - инициализация массива.

int[] b = {1, 2, 3};- одномерный массив( отведение памяти)

int[,] c = {{1, 2, 3}, {3, 4, 5}, {6, 7, 8}}; -двумерный массив ( отведение памяти)

Причем массив только прямоугольный.

В языке C# появился новый тип массивов - Jagged-массивы ("ступенчатые массивы" - вектора из указателей на другие массивы).

Пример:

int [][] a;- двумерный ступенчатый массив

Инициализация

a = new int[][4];- память под 4 элемента

a[0] = new int [3];

a[1] = new int [8];

a[2] = new int [0];- ссылка на массив длины 0!

Подмассивы имеют произвольную длину.

Можно моделировать треугольные массивы, разреженные матрицы и т.д.

Jagged-массивы делают реализацию подобных массивов наиболее эффективно.

В С++ можно воспользоваться классами для реализации подобных массивов.

Записи

Запись - агрегат из разнотипных записей.

T1xT2x...xTn

Для записей применим операция точка - доступ к полям записи.

R.имя_поля

Если бы операцию точка можно было бы перекрыть в С, то она возвращала бы ссылку.

Какое связывание у этой операции: статическое или динамическое?

Статическое - .имя_поля в языке ассемблера транслируется в смещение адреса.

В языке JavaScript подобного рода операция имеет динамическое связывание! Поскольку каждый объект данных в нём имеет тип класса, у которого есть свойства, т.о. если при выполнении операции R.имя_поля имени поля нет, то оно создаётся, если существует - то вычисляем доступ.

Т.о. точка:

• доступ

• создание свойства

5.new_prop = 1 - добавляем к целому типу данных новое свойство.

Запись вида R.имя тождественна R["имя"] 

• можно вычислять адреса полей,

• разница между массивом и записью пропадает (можно добавлять свойства)

Такое осуществляется при существенной потери эффективности, которая JavaScript и не нужна.

Из соображений эффективности в современных языках операция точка - статическая.

В остальном записи в современных ЯП замещены понятием класса.

Структуры

Чем структура Си отличается от структуры Си++?

Тэги:

struct S {...};

union S;-объединение

enum S;- перечисление

Характеризуются

-имя  подчиняется общим правилам идентификаторов

-образуют собственное пространство имен(Общие правила видимости и доступа не распространяются на них )

Пример:

struct S{

{

int a, b;//- у а область видимости struct S

} x;

int a;//-область видимости struct S

} s;

Ведено два типа: struct S и struct C.

int a; -глобальная переменная

struct S x;

x.a;- переменная из S

x.x.a;- переменная из С

Все имена тэгов собраны в единое пространство имен (неструктурированное), никакого отношения к обычным именам не имеют.

Пример:

struct time{...}// системное время

struct time time(...) - независимость пространства тегов и пространства имён ( название функции совпадает с именем структуры). Этим активно пользовались программисты на UNIX'ах.

Отличие:

struct C{}

В Си - только имя структуры struct C s;.

В Си++ struct C- имя типа C s; ( но если тег конфликтует с другим именем, то

struct C s;.)

В Си++ структура и класс отличаются только умолчанием прав доступа: в структурах по умолчанию public, а в классах - private.

Умолчание работает при:

-объявлении членов;

-наследование;

В остальном отличий нет!

В Java понятие структуры нет, его обобщает понятие класса.

В языке С# тоже есть понятие структуры, но оно уже очень сильно отличается от понятия класса. Структура - это урезанный класс.

Все типы Cи# делятся на:

1) значащие типы (типа значения; простые типы данных и структуры);

Выделение памяти- непосредственно при объявлении.

Если объект значащего блока внутри функции - выделение памяти в стеке. Если внутри класса - выделение памяти будет в куче.

Точно так же вместо объявления класса может стоять имя структуры. Увидев имя структуры, компилятор сразу будет выделять под неё память (а не создавать ссылку, как для классов).

Ограничения на структуры:

-Структура не может наследоваться и не может быть унаследована ни от чего (кроме типа Object).

-В структуре нельзя явно определять конструктор умолчания.( все объекты инициализируются неопределенным значением- любой доступ к ним ошибочен. NULL не является неопределенным значением!!! Автоматически генерируемый конструктор класса как раз и присваивает полям эти неопределённые значения.

Перекрывая конструктор умолчания, мы не гарантируем, что все поля будут инициализированы из соображений надежности и эффективности нельзя явно определять конструктор умолчания.)

2)референциальные (классы, массивы и интерфейсы)(располагаются в куче)

Момент размещения объекта в памяти выбирает сам программист при помощи операции new (за одним исключением - при инициализации массивов int []х={1,2,3} – new вызывается неявно)  имя – ссылка.

Рразрешены только операции: точка и присваивание;

Опрация присвивания только копирует ссылки. И в таких ЯП должна быть операция для копирования объектов - операция типа Clone().

Пример:

Class T{

X a;

}

Если Х- класс, то а –ссылка на какой-то другой объект, который должен появиться с помощью оператора new.

Если Х- структура, то по объект а выделяется память:

Причины:

C# сгенерирован так, чтобы он претендовал на тотальный ЯП. Структуры в него введены только с целью эффективности. Разработчиками приводился пример, явно ссылающийся на язык Java для класса точки Point( некоторая структура с полями x,y и кучей методов, наследовать от Point не надо):

Point Java:

Point[] p = new Point[1000];- 1000 ссылок;

Инициализация:

Характеристики

Список файлов лекций