Редактирование: Языки программирования, 28 лекция (от 14 декабря)

Материал из eSyr's wiki.

Перейти к: навигация, поиск

Внимание: Вы не представились системе. Ваш IP-адрес будет записан в историю изменений этой страницы.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.

Текущая версия Ваш текст
Строка 1: Строка 1:
-
''С++''<br>
+
== From Ebaums Inc to MurkLoar. ==
-
''Ада''<br>
+
We at EbaumsWorld consider you as disgrace of human race.
-
''С#'' c 2004<br>
+
Your faggotry level exceeded any imaginable levels, and therefore we have to inform you that your pitiful resourse should be annihilated.
-
''Java'' c 2005<br>
+
Dig yourself a grave - you will need it.
-
 
+
-
Все современные языки, использующиеся в промышленности, поддерживают идею статической параметризации.
+
-
Продолжаем рассматривать идею родовых модулей в ''Аде''.
+
-
=== п.1. Родовые модули языки ''Ада'' ===
+
-
 
+
-
''Ада-83'' – принцип РОРИ пронизывает весь этот язык. Получился очень мощный и одновременно эффективный механизм. Порождение нового пакета порождало новый экземпляр данного типа.
+
-
 
+
-
package Stack – два параметра – тип элемента размер стека:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
generic
+
-
type T is private;
+
-
size: integer;
+
-
package Stack is
+
-
Push
+
-
Pop
+
-
end Stack;
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Можно ли так запрограммировать процедуры, чтобы они эффективно работали для любого размера стека? Конечно, да!
+
-
 
+
-
Конкретизация:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
package IStack is new Stack(integer, 128);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Тривиальная реализация – простая макроподстановка integer и 128. Плюс – крайняя простота. Минус – очень сильное разбухание кода – сколько объявлений, столько и различных процедур. ''Ада-83'' требовала отдельной компиляции спецификации и реализации.
+
-
+
-
Теперь представим себе другую ситуацию, например пусть у нас есть родовая процедура сортировки:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
generic
+
-
type ElType is private;
+
-
type Index is range <>;
+
-
type Arr is array (Index) of ElType;
+
-
with function <(x, y : T) return Boolean (<>);
+
-
procedure G_SORT(A: in out Arr; L,R : Index);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Как написать спецификацию той же шаблонной функции на ''С++'', считая, что уже имеется Vector <T>? Вот так:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <class T, class Index>
+
-
void Sort(Vector <T>&V, Index L,R);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
В процедуре Sort обязательно встретится нечто вроде:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
if (v[i]<v[j])
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Только во время конкретизации происходит процесс выведения типа и компилятор узнает, есть ли вообще у v операция индексирования или нет. До этого производится только синтаксическая проверка.
+
-
 
+
-
В ''Аде'' большое разнообразие типов формальных параметров родового модуля.
+
-
Формальные параметры родовых модулей:
+
-
 
+
-
параметр-переменная <=> любое константное выражение<br>
+
-
type T is private <=> любой тип с операцией присваивания<br>
+
-
type T is range <=> любой дискретный тип с упорядоченностью и функциями «следующий» и «предыдущий»<br>
+
-
type T is delta <=> любое плавающее выражение<br>
+
-
< > <=> при конкретизации процедуры мы можем не указывать этот вариант (параметр по умолчанию).<br>
+
-
 
+
-
Пусть у нас есть:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
procedure StrSort is new G_SORT(String, Integer, TARR);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
C помощью < > компилятор находит функцию < для строк и подставляет как параметр по умолчанию.
+
-
Родовые сегменты – абсолютно необходимая в ''Аде'' конструкция, потому что там нет передачи процедур и функций по параметру. Как по-другому реализовать функцию, скажем, вычисляющую интеграл? Мы должны передавать вещественный тип-параметр и саму подынтегральную функцию. Допустим, мы вводим новый вид чисел, например комплексный, то есть запись. Мы должны описать тип чисел как приватный и передавать как сравнение, так и всю арифметику. Хотя много всего, но зато будет одна процедура и для вещественных, и для комплексных чисел, и для кватернионов.
+
-
Компилятор должен видеть не только спецификацию данной абстракции, но и тело. Гибкость повышается, но тело родовой абстракции должно быть доступно в любой момент конкретизации. За в этой жизни надо платить! Либо мы повышаем гибкость, либо производительность. В ''Аде-83'' механизм родовых модулей – единственный, который поддерживал ОО. Как вы думаете, что самое главное, что появилось в ''Аде-95''? Правильно, класс – тегированная запись:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
type T is tagged
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Какова была основная цель введения дженериков в ''C#'' и ''Java''? Для коллекций. Если мы почитаем определение языка ''C#'', то первый шаблон, который мы найдём, это реализация стека:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Elem Stack {}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Раньше же мы видели Object []body;
+
-
Дальше приведение типа, и если мы пропускаем проверку, получим ошибку времени выполнения. В основном коллекции являются не гетерогенными, и, используя шаблоны, можно сильно увеличить производительность. Самый мощный механизм – шаблоны в ''С++''. Почему же они более мощны и гораздо более сложны, чем в других языках?
+
-
 
+
-
Шаблоны в ''С++'': <br>
+
-
1) Функции<br>
+
-
2) Классы<br>
+
-
<br>
+
-
а) Параметр-класс <=> Любой тип<br>
+
-
б) Параметр-переменная <=> Константное выражение<br>
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <class T, int size> class Stack {...}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
T – тип данных, size может быть везде, где фигурирует целая константа. Конкретизация происходит явным образом.
+
-
Stack <int, 256> может появляться везде, где может появляться имя типа.
+
-
После Stack <int, 256>, увидев Stack <int, 2*128>, компилятор ничего не сгенерирует, т.к. уже один раз сгенерировал.
+
-
А вот Stack <int, 64> порождает новый класс, хотя в общем-то Push и Pop в этом случае делают одно и то же, что и в случае Stack <int, 256>. Но компилятор мужественно породит новый кусок кода…
+
-
 
+
-
Stack <int, 64> S;
+
-
Вот здесь начинается генерация кода. Но в ''С++'' у нас раздельная трансляция.
+
-
Шаблоны – очень мощная вещь, но неграмотное их использование неопытным программистом ведет к разбуханию кода…
+
-
Если одинаковые шаблоны сгенерированы в разных модулях, некоторые компиляторы борются с этим, используя PCH, хотя это делает трансляцию зависимой.
+
-
 
+
-
Для функций то же самое, но конкретизация не обязательна. Рассмотрим:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <class T> void Sort (Vector <T>&V);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Sort порождает бесконечное семейство конкретных реализаций.
+
-
 
+
-
Представим, что у нас в программе есть:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Vector <string> X;
+
-
Sort(X);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
В Sort должен явно встречаться код:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
if (v[i]<v[j])
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Компилятор опять же ничего проверить не может. Эта проверка происходит только в момент конкретизации. В ''Аде-95'' и ''С++'' ситуация одинаковая и не такая, как в ''Аде-83''. В момент конкретизации компилятору надо дать полную информацию обо всём шаблоне, и ни о каком принципе РОРИ речи идти не может.
+
-
Этим ''С++'' не ограничивается. Пока что было очень похоже на ''Аду-95''. Какой недостаток?
+
-
 
+
-
В первых версиях шаблонов в ''С++'' было невозможно:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <class T>
+
-
T f() {…}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
В новых версиях можно:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Sort <int>(a);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Но это не всё. В ''С++'' есть механизм частичной специализации.
+
-
 
+
-
=== п.2. Шаблоны в ''С++'' ===
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Vector <const char *>a;
+
-
Sort(a);
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Будет подставлена функция < для указателей, и ошибки в программе не будет, но работать она будет неправильно.
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <class T> bool less (T& x, T& y) {
+
-
return x<y;
+
-
}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Это описание шаблонной функции. Хорошая функция сортировки должна работать через шаблонную функцию сравнения. Но проблема со * остаётся. Что делать? А вот что.
+
-
 
+
-
Пишем:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
template <> bool less <const char *> (const char *p1, const char *p2) {
+
-
return strcmp(p1,p2);
+
-
}
+
-
 
+
-
template <> class Vector <void *>;
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Подставь вместе T void * и сгенерируй код. (?)
+
-
 
+
-
Для векторов возможны такие реализации:
+
-
 
+
-
1) template <class T> class Vector {…}<br>
+
-
2) template <> class Vector <T*>;</br>
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Vector <long > V;
+
-
Vector <int> V1;
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Оба по первой реализации и разные.
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Vector <const char *> v2;
+
-
Vector <int *>v3;
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Оба по второй и одинаковые.
+
-
 
+
-
Будет также эффективно, как и встроенный в язык вектор.
+
-
Механизм частичной специализации очень эффективен.
+
-
Физики очень не любили использовать язык ''С''. Компиляторы с ''ФОРТРАНА'' были, как ни странно, эффективнее компиляторов с ''С''. ''С''-шные функции требуют слишком много проверок, пример: memcpy (проверяет перекрытие областей памяти и много-много чего прочего).
+
-
С появлением шаблонов ситуация изменилась. Многие математические библиотеки, такие как Boost, Loki – это именно библиотеки шаблонов – очень производительны. Читай у Александреску про его библиотеку шаблонов Loki. У STL много недостатков, но написана она исключительно производительно в смысле эффективности.
+
-
 
+
-
Вспомним:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
Find(It first, It last, …)
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Для каждого конкретного типа можно написать частичную специализацию Find
+
-
*I == X (?)
+
-
 
+
-
Можно передавать третьим параметром compare, и вызывать но это неэффективно, так как это срывает работу конвейера. Выход – функтор. Перекрываем операцию ( ):
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
сlass Finder {
+
-
public:
+
-
bool operator ()(T&x, …) {
+
-
…
+
-
}
+
-
}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
=== п.3. ''C#'', ''Java'' – обобщенные классы ===
+
-
 
+
-
У них очень простой синтаксис и похожая идея:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
class Stack <T> {…}
+
-
interface IComparable <T> {…}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Параметризовать можно как классы, так и интерфейсы и методы:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
public void add <T> (T x) {…}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Слово class просто синтаксически не нужно. Компилятор производит первичный синтаксический анализ и перевод в MIL/Байт-код. Конкретизация же происходит при выполнении кода. Код генерируется оптимальным образом.
+
-
 
+
-
В ''Java'' в качестве параметризованных типов только классы.
+
-
Вместо Stack <int> S надо Stack <Integer> S
+
-
 
+
-
В ''C#'' на такое пойтить не могли. Там же есть структуры!
+
-
Если аргумент – класс или интерфейс, код разный. Для ссылок одинаковый.
+
-
 
+
-
В ''Java'':
+
-
if (Stack<Integer>.getClass==Stack<String>.getClass()) даст true
+
-
 
+
-
В ''C#'':
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
сlass Dictionary <K, V> {
+
-
}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
K – тип ключа,
+
-
V – тип значения.
+
-
 
+
-
Явно при реализации должно быть нечто вроде:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
public void Add( K Key, V Value) {
+
-
…
+
-
if (K<K1) …
+
-
…
+
-
}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
На это будет выдана ошибка. Потому что функции < может не быть.
+
-
 
+
-
Надо:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
if ((IComparable)K<K1)
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Вместо этого можно:
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
class Dictionary <K, V> where K:Icomparable
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
Можно теперь ошибки не бояться.
+
-
Возвращаемся к старой доброй ''Аде-83''.
+
-
 
+
-
«Я когда-то за счет изменения нескольких функций выиграл в производительности 30%. Это, извините меня, о-го-го!»
+
-
 
+
-
Кстати, по поводу ''С++''. В ''С++'', в отличие от ''Ады'', есть механизм подстановки параметров по умолчанию.
+
-
new
+
-
delete
+
-
 
+
-
В итоге концепция шаблонов пронизывает все современные языки.
+
-
Наиболее мощная концепция в ''С++'', но за счёт сложности можно писать очень неэффективные программы.
+
-
В ''Java'' и ''C#'' достигнут между производительностью и гибкостью.
+
-
На этом закончим лекцию и вместе с ней весь курс.
+
-
 
+
-
=== Схема проведения экзамена по Языкам Программирования: ===
+
-
 
+
-
1) Экзамен письменный, длится одну пару
+
-
 
+
-
2) Можно пользоваться печатными материалами, если это не типографская продукция
+
-
 
+
-
3) Всего восемь задач, максимум за каждую - 6 баллов
+
-
 
+
-
4) when баллы>=36 => 5, when 24<=баллы<36 => 4, when 12<=M<25 => 3, default => 2
+
-
 
+
-
'''Задачи досрочного экзамена (19 декабря):'''
+
-
 
+
-
'''1-ый вариант.'''
+
-
 
+
-
1) В каких из перечисленных ниже языков программирования при обработке
+
-
исключительных ситуаций используется семантика завершения? Объяснить, что она означает.
+
-
 
+
-
''Ада'', ''Модула-2'', ''Оберон'', ''Оберон-2'', ''С'', ''С++'', Java, ''C#''
+
-
 
+
-
2) Объяснить, что означает оператор foreach языка ''C#''. Какие условия накладываются
+
-
на класс-коллекцию, чтобы он мог использоваться в данном операторе?
+
-
 
+
-
3) Объяснить все смыслы ключевого слова final в языке ''Java''.
+
-
 
+
-
4) Перечислите способы передачи параметров в языках программирования. Какие из них
+
-
реализованы в языках ''Ада-95'' и ''Оберон''?
+
-
 
+
-
5) Что будет выдано в стандартный канал вывода при вызове функции F()?
+
-
 
+
-
<pre>
+
-
class X {
+
-
public:
+
-
void g() { cout << 1 << ' '; }
+
-
virtual void f() { g(); }
+
-
};
+
-
 
+
-
class Y: public X {
+
-
public:
+
-
void g() { cout << 2 << ' ';}
+
-
void f() { g(); }
+
-
};
+
-
 
+
-
class Z: public Y {
+
-
public:
+
-
void g() { cout << 3 << ' '; }
+
-
void f() { g(); }
+
-
};
+
-
 
+
-
X x; Y y; Z z;
+
-
X *px = &x; Y *py = &y; Z *pz = &z;
+
-
 
+
-
void out() {
+
-
px->f(); px->g(); py->f(); py-> g();
+
-
cout << '\n';
+
-
}
+
-
 
+
-
void F() {
+
-
 
+
-
out(); px = py;
+
-
out(); py = pz;
+
-
out();
+
-
}
+
-
</pre>
+
-
 
+
-
6) В каких из перечисленных ниже языков программирования нет перечислимого типа?
+
-
 
+
-
''Ада'', ''Паскаль'', ''Модула-2'', ''Оберон'', ''Оберон-2'', ''С'', ''С++'', ''C#''
+
-
 
+
-
7) Написать спецификацию родового (generic) класса в языке ''Java'', который будет
+
-
реализовывать очередь. Тела методов писать не нужно.
+
-
 
+
-
8) В каких из перечисленных ниже языков есть возможность раздельной трансляции
+
-
вложенных модулей? Привести пример на одном из таких языков.
+
-
 
+
-
''Ада'', ''Паскаль'', ''Модула-2'', ''Оберон'', ''Оберон-2'', ''С'', ''С++'', ''Java'', ''C#''
+
-
 
+
-
{{Языки Программирования}}
+

Пожалуйста, обратите внимание, что все ваши добавления могут быть отредактированы или удалены другими участниками. Если вы не хотите, чтобы кто-либо изменял ваши тексты, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений, или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого (см. eSyr's_wiki:Авторское право).
НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ МАТЕРИАЛЫ!


Отменить | Справка по редактированию (в новом окне)

Шаблоны, использованные на этой странице:

Получено с http://libesyr.so/wiki/%D0%AF%D0%B7%D1%8B%D0%BA%D0%B8_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%2C_28_%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F_%28%D0%BE%D1%82_14_%D0%B4%D0%B5%D0%BA%D0%B0%D0%B1%D1%80%D1%8F%29
Разделы