straustrup2 (852740), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Конечно, вам не надо быть специалистомплотником для проектирования деревянного моста, но вы должны знать основы конструирования издерева, чтобы предпочесть его металлу в качестве материала для моста. Более того, хотя дляпроектирования деревянного моста вы и не должны быть специалистом плотником, вам необходимодостаточно детально знать свойства дерева и еще больше знать о плотниках.Аналогично, при выборе языка программирования для определенного программного обеспечения надознать несколько языков, а для успешного проектирования программы надо достаточно детально знатьвыбранный язык реализации, даже если вам лично не предстоит написать ни одной строчки программы.Хороший проектировщик моста ценит свойства используемых им материалов и применяет их дляулучшения проекта.
Аналогично, хороший разработчик программ использует сильные стороны языкареализации и, насколько возможно, стремится избежать такого его использования, которое вызоветтрудности на стадии реализации.Можно подумать, что так получается естественным образом, если в проектировании участвует толькоодин разработчик или программист, однако даже в этом случае программист в силу недостатка опытаили из-за неоправданной приверженности к стилю программирования, рассчитанному на совершеннодругие языки, может сбиться на неверное использование языка. Если разработчик существенноотличается от программиста, особенно если у них разная программистская культура, возможностьпоявления в окончательной версии системы ошибок, неэффективных и неэлегантных решений почтинаверняка превратится в неизбежность.Итак, чем может помочь разработчику язык программирования? Он может предоставить такие языковыесредства, которые позволят выразить прямо на языке программирования основные понятия проекта.Тогда облегчается реализация, проще поддерживать ее соответствие проекту, проще организоватьобщение между разработчиками и программистами, и появляется возможность создать болеесовершенные средства как для разработчиков, так и для программистов.Например, многие методы проектирования уделяют значительное внимание зависимостям междуразличными частями программы (обычно с целью их уменьшения и гарантии того, что эти части будутпонятны и хорошо определены).
Язык, допускающий явное задание интерфейсов между частямипрограммы, может помочь в этом вопросе разработчикам. Он может гарантировать, что действительнобудут существовать только предполагаемые зависимости. Поскольку большинство зависимостей явновыражено в программе на таком языке, можно разработать средства, читающие программу и выдающиеграфы зависимостей. В этом случае разработчику и другим исполнителям легче уяснить структурупрограммы.
Такие языки программирования как С++ помогают сократить разрыв между проектом ипрограммой, а значит уменьшают возможность путаницы и недопониманий.Базовое понятие С++ - это класс. Класс имеет определенный тип. Кроме того, класс являетсяпервичным средством упрятывания информации. Можно описывать программы в терминахпользовательских типов и иерархий этих типов. Как встроенные, так и пользовательские типыподчиняются правилам статического контроля типов. Виртуальные функции предоставляют, не нарушая306Бьерн Страуструп.Язык программирования С++правил статических типов, механизм связывания на этапе выполнения. Шаблоны типа позволяютсоздавать параметризованные типы. Особые ситуации позволяют сделать регулярной реакцию наошибки. Все эти средства С++ можно использовать без дополнительных накладных расходов всравнении с программой на С.
Таковы главнейшие средства С++, которые должен представлять иучитывать разработчик. Кроме того, существенно повлиять на принятие решений на стадиипроектирования может наличие доступных больших библиотек следующего назначения: для работы сматрицами, для связи с базами данных, для поддержки параллельного программирования, графическиебиблиотеки и т.д.Страх перед новизной, непригодный здесь опыт работы на других языках, в других системах илиобластях приложения, бедные средства проектирования - все это приводит к неоптимальномуиспользованию С++.
Следует отметить три момента, когда разработчику не удается извлечь выгоду извозможностей С++ и учесть ограничения языка:[1]Игнорирование классов и составление проекта таким образом, что программистам приходитсяограничиваться только С.[2]Игнорирование производных классовподмножества абстрактных данных.[3]Игнорирование статического контроля типов и составление проекта таким образом, чтопрограммисты вынуждены применять динамические проверки типов. Обычно указанныемоменты возникают у разработчиков, связанных с:[1]C, или традиционной системой CASE или методами структурного проектирования;[2]Адой или методами проектирования с помощью абстракции данных;[3]языками, близкими Smalltalk или Lisp.
каждом случае следует решить: неправильно выбран языкреализации (считая, что метод проектирования выбран верно), или разработчику не удалосьприспособиться и оценить язык (считая, что язык реализации выбран верно).ивиртуальныхфункций,использованиетолькоСледует сказать, что нет ничего необычного или позорного в таком расхождении. Просто эторасхождение, которое приведет к неоптимальному проекту, возложит дополнительную работу напрограммистов, а в случае, когда структура понятий проекта значительно беднее структуры языка С++,то и на самих разработчиков.Отметим, что необязательно все программы должны структурироваться опираясь на понятия классов и(или) иерархий классов, и необязательно всякая программа должна использовать все средства,предоставляемые С++.
Как раз наоборот, для успеха проекта необходимо, чтобы людям не навязывалииспользование языковых средств, с которыми они только познакомились. Цель последующегоизложения не в том, чтобы навязать догматичное использование классов, иерархий и строготипизированных интерфейсов, а в том, чтобы показать возможности их использования всюду, гдепозволяет область приложения, ограничения С++ и опыт исполнителей.
В $$12.1.4 будут рассмотреныподходы к различному использованию С++ в проекте под заголовком "Проект-гибрид".12.1.1 Игнорирование классовРассмотрим первый из указанных моментов - игнорирование классов. В таком случае получившаясяпрограмма на С++ будет приблизительно эквивалентна С-программе, разработанной по тому жепроекту, и, можно сказать, что они будут приблизительно эквивалентны программам на Аде или Коболе,разработанным по нему же. По сути проект составлен как независящий от языка реализации, чтопринуждает программиста ограничиваться общим подмножеством языков С, Ада или Кобол.
Здесь естьсвои преимущества. Например, получившееся в результате строгое разделение данных и программногокода позволяет легко использовать традиционные базы данных, которые разработаны для такихпрограмм. Поскольку используется ограниченный язык программирования, от программистов требуетсяменьше опытности (или, по крайней мере другой ее уровень). Для многих приложений, например, длятрадиционных баз данных, работающих с файлом последовательно, такой подход вполне разумен, атрадиционные приемы, отработанные за десятилетия, вполне адекватны задаче.Однако там, где область приложения существенно отличается от традиционной последовательнойобработки записей (или символов), или сложность задачи выше, как, например, в диалоговой системеCASE, недостаток языковой поддержки абстрактных данных из-за отказа от классов (если их не307Бьерн Страуструп.Язык программирования С++учитывать) повредит проекту.
Сложность задачи не уменьшится, но, поскольку система реализована наобедненном языке, структура программы плохо будет отвечать проекту. У нее слишком большойобъем, не хватает проверки типов, и, вообще, она плохо приспособлена для использования различныхвспомогательных средств. Это путь, приводящий к кошмарам при ее сопровождении.Обычно для преодоления указанных трудностей создают специальные средства, поддерживающиепонятия, используемые в проекте. Благодаря им создаются конструкции более высокого уровня иорганизуются проверки с целью компенсировать дефекты (или сознательное обеднение) языкареализации. Так метод проектирования становится самоцелью, и для него создается специальный языкпрограммирования. Такие языки программирования в большинстве случаев являются плохой заменойшироко распространенных языков программирования общего назначения, которые сопровождаютсяподходящими средствами проектирования.
Использовать С++ с таким ограничением, которое должнокомпенсироваться при проектировании специальными средствами, бессмысленно. Хотя несоответствиемежду языком программирования и средствами проектирования может быть просто стадией процессаперехода, а значит временным явлением.Самой типичной причиной игнорирования классов при проектировании является простая инерция.Традиционные языки программирования не предоставляют понятия класса, и в традиционных методахпроектирования отражаются этот недостаток. Обычно в процессе проектирования наибольшеевнимание уделяется разбиению задачи на процедуры, производящие требуемые действия.
В главе 1это понятие называлось процедурным программированием, а в области проектирования оно именуетсякак функциональная декомпозиция. Возникает типичный вопрос "Можно ли использовать С++совместно с методом проектирования, базирующимся на функциональной декомпозиции?" Да, можно,но, вероятнее всего, в результате вы придете к использованию С++ как просто улучшенного С со всемиуказанными выше проблемами. Это может быть приемлемо на период перехода на новый язык, или дляуже завершенного проектирования, или для подзадач, в которых использование классов не даетсущественных выгод (если учитывать опыт программирования на С++ к данному моменту), но в общемслучае на большом отрезке времени отказ от свободного использования классов, связанный с методомфункциональной декомпозиции, никак не совместим с эффективным использованием С++.Процедурно-ориентированный и объектно-ориентированный подходы к программированиюразличаются по своей сути и обычно ведут к совершенно разным решениям одной задачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
