И.Г. Головин - Конспект лекций по курсу Языки программирования (1161120), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Курсором можно было кликать и сохранить результатыработы.Почему так получилосьПрограмма на C++.СWaitCursor wc;В конструкторе сохраняет старый и вставляет новый, вдеструкторе очищает.Длительная операция прерывалась по таймауту и свертки стека небыло. Поэтому деструктор не вызывался.CWaitCursor* pwc = new CWaitCursor();Конструкция try – finally создана в Java как раз для таких целей. Finallyбудет выполнен всегда, и при нормальном выходе, и приисключительной ситуации – как раз для очистки ресурсов.В итоге код пришлось переписать следующим образом:90Try {}Catch(…) {Delete pwc; throw;}Delete pwc;Выбрано решение навернякаМораль: не программировать на компиляторе, который неиспользует свертку стека.В заключение разговора о составных операторов.Существует еще один контекст, когда использование goto предпочтительно.Пример (С)for(…) {for(…) {for(…) {if(m[i][j][k] == m0) goto end;}}}end:Это код поиска в трехмерной матрице.
Если нашел – надо делать goto. Если нет –использование дополнительных условий. Это допустимо: структурность сохраняется.В Java можно использовать конструкцию break.Пример (Java)M: for(…) {for(…) {for(…) {if(m[i][j][k] == m0) break M;}}}end:Заметим, что в Java goto относится к списку зарезервированных слов (может быть, для того,чтобы была возможность расширить язык?).91Поучительная историяВся структура программы теряется, если каждый цикл оформлен ввиде процедуры.История от коллеги И.Г.Коллега дал студентам задание. Оказалось, что они ускорили его в100 раз.
Коллега не поверил, сказал искать ошибку (100 раз – слишкомхорошее улучшение). Что же сделали студенты?M: for (…) P;P: for (…) Q;Q: for(i, j, k): if(m[i][j][k] == m0) throw new t;Коллега сразу сказал: ищите ошибку.Try {…}Catch(t exp) {…}Механизм обработки исключительной ситуации создан для аварийныхситуаций. Время не посчитаешь – время исполнения программытолком не замеряется. Все работает корректно, только оченьбольшие накладные расходы.Поэтому после того, как убрали исключение, стало в 100 раз быстрее.Ситуации, когда есть смысл употреблять goto:4. Обработка исключительных ситуаций.5.
Вложенные циклы.Цикл FORСтруктура управления абсолютно одинакова.C-подобные языки:while(B) Sdo S while(B)for(;;) SИспользуются также следующие операторы:1. Break;2. Continue;923. Return;4. “goto”Блок – только как тело процедуры (Модула2, Оберон, Ада).По goto можно уходить только в пределах одного блока.В стандартном C все блоки на одном уровне, потому что нет вложенных блоков.Значит, истинная область видимости: блоки, являющиеся телом процедуры или функции.Такие блоки называют еще «запись активации» или «frame».В языке JS: объявления внутри «поднимаются» наверх во внешний блок.for(e1;e2;e3) SКакой язык ни возьми, можно найти его аналоги.
С точки зрения И. Г., это скучно.Новые вещи возникают либо в параллельном программировании, либо изменяется цикл for.Пример (Модула 2)FOR v:=e1 TO e2 [STEP e3] DOS1;…;SnENDОтличия других языков: локализация описанийВ 1988 вышло сообщение о языке Оберон, в котором Вирт с удовольствием сообщил, чтопокончено с традицией, идущей с языка Алгол60. Цикл for убит в языке Оберон.В 1993 вышел Оберон2. В нем добавили открытые многомерные массивы, виртуальныеметоды (динамическая привязка процедуры), цикл FOR.
Он был сделан не столько Виртом,сколько его сотрудниками.Оператор FOREACHforeach(T x in C) SКоллекция это последовательность, и ее можно пройти. Для этого используется итератор,он неразрывно связан с понятием коллекции. Итератор должен позволять разыменовыватьсебя и должен быть метод next (похоже на i++). Тогда по соответствующему классу можноустроить проход.Если c является массивом:for(int I = 0; I < c.length; ++i) {T x = C[i];}Операция прямого доступа (которая может быть не у всех) дороже, чем next. Увеличитьуказатель на некоторое смещение проще, чем операция прямого доступа.93Что же является коллекцией?Рефлексивная тенденция в строении современных языков программирования.Есть понятие интерфейса. Про некоторые интерфейсы язык кое-что знает.Пример (C#)Interface IEnumerableУ такого есть итератор, у которого есть current и next.Если класс реализует IEnumerable, то компилятор знает, как к немуприменять foreach.Пример (Java)Появился вариант for:for (T x: C)Это эквивалентно foreach.foreach (var x in C)xРассмотрим язык Python.
Это язык со смешанной парадигмой.Пример (Python)Внешне for в языке Python – это банальный for.for x in CСамое нетривиальное: отступы являются частью синтаксиса. ВPython нет begin/end.if B then: S1 else: S2if B then:S1S2S3S4То есть отступ является частью синтаксической структуры.94for x in CSРассмотрим циклы for. Они очень хорошо демонстрируют общий принцип дуализмаоперации и данных.Данные – то, над чем можно выполнять операции.Операции – то, что можно выполнять над данными.И ничего более общего сказать нельзя.Пример (Python)В Python нет массива. Последовательность с прямым доступомназывается списком.Есть понятие кортеж (tuple).[1,2,3] # список<1,2,3> # кортежКортеж отличается от списка, например, тем, что он immutable.Цикл for можно рассматривать как генератор некой структурыданных.Мы можем задать структуру данных, а можем генерировать новыйэлемент по необходимости.Коллекция называется ленивой, если ее элементы вычисляютсятогда, когда они понадобились.Рассмотрим множество (в математическом смысле):{ X | X принадлежит M : P(X) }[ x: for x in M: if P(x) ] # генерация списка.Здесь for – не составной оператор, а элемент генерации списка.На первый взгляд кажется, что первый x избыточен.
Но на его местеможет стоять произвольное выражение.M: <key, value>[ key for <key, value> in M ]95Если M состоит из пар, то мы первую называем key, вторую называемvalue, и берем только key.Рассмотрим следующий пример.x = set(T)y = [ w for w in x: if len (w) = 3 ]Практически все необходимо делать во времени выполнения.Python просто запоминает генератор.z = Y[:50] # нужно взять последние 50 элементов.Будут сгенерированы только последние 50 элементов.С этой точкой зрения ленивые вычисления, которые тесно связаны спонятием генератора и понятием дуальности вообще, дают большуюгибкость.Можно наблюдать проникновение функционального стиля. Причемэта тенденция характерна для всех современных языков.На этом заканчиваем разговор о базисе ЯП.Заметим, что базис современных языков максимально упрощается, а любая более или менеесложная логика переносится в библиотеки. Знания одного языка очень мало, нужно ещезнать библиотеки.СРЕДСТВА РАЗВИТИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯЯзыки программирования различаются средствами развития.Процедурные ЯП:данные ТД: множество значений + множество операцийоператоры: действия с побочным эффектом (аналог многих машинных команд).Очевидное средство развития – процедура (подпрограмма).Второе средство развития – создание новых типов данных, для чего необходимо задатьструктуру данных и операции.ПОДПРОГРАММЫПЕРЕДАЧА УПРАВЛЕНИЯ В ПОДПРОГРАММЕСоздание подпрограммы:P(arg1,…,argN)96…У создания подпрограммы есть два этапа:1.
Абстракция – объявление (описание) подпрограммы2. Конкретизация – вызов и связывание формальных и фактических параметров(коротко – передача параметров).Вид связывания при конкретизации абстракций:f(e1, e2, e3)Связывание вызова с телом бывает статическим, а бывает динамическим.В традиционных языках программирования применяется статическое связывание.
Но этотема следующего пункта.Каждая программа выглядит так:ОператорвызоваВозвратОператорвызоваВозвратreturnКаким образом вырабатывается значение:1) return expr; (return в случае процедуры)2) имя = expr;Можно ли использовать функции как процедуры? Большинство современных языковпозволяют (исключения: языки Вирта, Ада).Главное предназначение функции: вырабатывать значение.Единственное предназначение процедуры: побочный эффект.Функция – это аналог операции.
Ряд языков программирования(Ада, C#, C++) позволяютпереопределять стандартные операции в виде функций.А может ли функция иметь побочный эффект?Первое желание: запретитьПример (Ада)В языке Green (позже: Ада) функции вырабатывают значение, приэтом побочные эффекты запрещены. Во-первых, запрещены измененияформальных (фактических) параметров; во-вторых, изменятьглобальные переменные тоже запрещено.97Создатели первого варианта языка Ада предлагали:функции (запрещены любые побочные эффекты)процедуры (разрешены любые побочные эффекты)процедуры, возвращающие значениеfunction F(X: T) return T;procedure P(X:inout T);Допускаются спецификаторы in, out, inout.У функций только in, он опускается.Procedure FP(X: inout T) return T;Ведет себя как функция, однако имеет побочный эффект.procedure FP(X: in T) return T;Процедуры, возвращающей значение, в языке Ада нет.Правило законодателя: создавать только те законы, соблюдениекоторых можно проверить.Если проверять побочный эффект в общем случае, то эта проблемаалгоритмически неразрешима.
Поэтому не нужно делать процедуру свозвращаемым значением.Максимум: потребуем от функций, чтобы они не меняли входныепараметры.Заметим, что если функция имеет скрытый побочный эффект, тоэто обычно свидетельствует об ошибке в архитектуре программыДо появления структурного программирования считалось, что программисту нужно даватьполную свободу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
