Бертран Мейер - Основы объектно-ориентированного программирования

• Название: Основы объектно-ориентированного программирования
• Автор: Бертран Мейер
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Фундаментальный учебник по основам объектно-ориентированного программирования и инженерии программ. В книге подробно излагаются основные понятия объектной технологии – классы, объекты, управление памятью, типизация, наследование, универсализация. Большое внимание уделяется проектированию по контракту и обработке исключений, как механизмам, обеспечивающим корректность и устойчивость программных систем.

В книге Бертрана Мейера рассматриваются основы объектно-ориентированного программирования. Изложение начинается с рассмотрения критериев качества программных систем и обоснования того, как объектная технология разработки может обеспечить требуемое качество. Основные понятия объектной технологии и соответствующая нотация появляются как результат тщательного анализа и обсуждений. Подробно рассматривается понятие класса - центральное понятие объектной технологии. Рассматривается абстрактный тип данных, лежащий в основе класса, совмещение классом роли типа данных и модуля и другие аспекты построения класса. Столь же подробно рассматриваются объекты и проблемы управления памятью. Большая часть книги уделена отношениям между классами – наследованию, универсализации и их роли в построении программных систем. Важную часть книги составляет введение понятия контракта, описание технологии проектирования по контракту, как механизма, обеспечивающего корректность создаваемых программ. Не обойдены вниманием и другие важные темы объектного программирования – скрытие информации, статическая типизация, динамическое связывание и обработка исключений. Глубина охвата рассматриваемых тем делает книгу Бертрана Мейера незаменимой для понимания основ объектного программирования.

---

Если отсутствует else, и значение e не соответствует ни одному vi, то возникает исключительная ситуация ("Некорректно проверяемое значение"). Это решение может вызвать удивление, поскольку соответствующая условная инструкция в этом случае ничего не делает. Но оно характеризует специфику инструкции множественного выбора. Когда вы пишете inspect с набором значений vi, нужно включить ветвь else, даже пустую, если вы понимаете, что во время выполнения значения e могут не соответствовать никаким vi. Если вы не включаете else, то это эквивалентно явному утверждению: "значение e всегда является одним из vi". Проверяя это утверждение и создавая исключительную ситуацию при его нарушении, реализация оказывает нам услугу. Бездействие в данной ситуации - означает ошибку - в любом случае, ее необходимо устранить как можно раньше.

Одно из частых приложений инструкции множественного выбора - анализ символа, введенного пользователем13.4):

inspect

first_input_letter

when 'D' then

"Удалить строку"

when 'I' then

"Вставить строку"

...

else

message ("Неопознанная команда; введите H для получения справки")

end

Когда значения vi целые, то они могут быть определены как уникальные (unique values), концепция которых рассмотрена в следующей лекции. Это делает возможным в объявлении определить несколько абстрактных констант, например, Do, Re, Mi, Fa, Sol, La, Si: INTEGER is unique, и затем анализировать их в инструкции: inspect note when Do then...when Re then...end.

Как и условные инструкции, инструкции множественного выбора не должны использоваться для замены неявного выбора, основанного на динамическом связывании.

Циклы

Синтаксис циклов описан при обсуждении Проектирования по Контракту (лекция 11):

from

initialization_instructions

invariant

invariant

variant

variant

until

exit_condition

loop

loop_instructions

end

Предложения invariant и variant факультативны. Предложение from требуется, хотя и может быть пустым. Оно задает инициализацию параметров цикла. Не рассматривая сейчас факультативные предложения, выполнение цикла можно описать следующим образом. Вначале происходит инициализация, и выполняются initialization_instructions. Затем следует "циклический процесс", определяемый так: если exit_condition верно, то циклический процесс - пустая инструкция (null instruction); если условие неверно, то циклический процесс - это выполнение loop_instructions, затем следует (рекурсивно) повторение циклического процесса.

Проверка

Инструкция проверки рассматривалась при обсуждении утверждений (лекция 11). Она говорит, что определенные утверждения должны удовлетворяться в определенных точках:

check

assertion -- Одно или больше предложений

end

Отладка

Инструкция отладки является средством условной компиляции. Она записывается так:

debug instruction; instruction; ... end

В файле управления (Ace-файле) для каждого класса можно включить или отключить параметр debug. При его включении все инструкции отладки данного класса выполняются, при отключении - они не влияют на выполнение.

Эту инструкцию можно использовать для включения специальных действий, выполняющихся только в режиме отладки, например, печати некоторых величин.

Повторение вычислений

Инструкция повторного выполнения рассматривалась при обсуждении исключительных ситуаций (лекция 12). Она появляется только в предложении rescue, повторно запуская тело подпрограммы, работа которой была прервана.

Выражения

Выражение задает вычисление, вырабатывающее значение, - объект или ссылку на объект. Выражениями являются:

[x]. неименованные (манифестные) константы;

[x]. сущности (атрибуты, локальные сущности, формальные аргументы, Result);

[x]. вызовы функций;

[x]. выражения с операторами (технически - это специальный случай вызова функций);

[x]. Current.

Манифестные константы

Неименованная или манифестная константа задается значением, синтаксис которого позволяет определить и тип этого значения, например, целое 0. Этим она отличается от символьной константы, чье имя не зависит от значения.

Булевых констант две, - True и False. Целые константы имеют обычную форму, например:

453 -678 +66623

В записи вещественных (real) констант присутствует десятичная точка. Целая, либо дробная часть может отсутствовать. Может присутствовать знак и экспонента, например:

52.5 -54.44 +45.01 .983 -897. 999.e12

Символьные константы состоят из одного символа в одинарных кавычках, например, 'A'. Для цепочек из нескольких символов используется библиотечный класс STRING, описанный ниже.

Вызовы функций

Вызовы функций имеют такой же синтаксис, как и вызовы процедур. Они могут быть квалифицированные и неквалифицированные: в первом случае используется нотация с многоточием. При соответствующих объявлениях класса и функций, они, например, таковы:

b.f

b.g(x, y, ...)

b.h(u, v).i.j(x, y, ...)

Правило квалифицированного вызова, приведенное для процедур, применимо также к вызовам функций.

Текущий объект

Зарезервированное слово Current означает текущий экземпляр класса и может использоваться в выражении. Само Current - тоже выражение, а не сущность, допускающая запись. Значит присваивание Current, например, Current := some_value будет синтаксически неверным.

При ссылке на компонент (атрибут или программу) текущего экземпляра нет необходимости писать Current.f, достаточно написать f. Поэтому Current используется реже, чем в ОО-языках, где каждая ссылка на компонент должна быть явно квалифицированной. (Например, в Smalltalk компонент всегда квалифицирован, даже когда он применим к текущему экземпляру.) Случаи, когда надо явно называть Current включают:

[x]. Передачу текущего экземпляра в качестве аргумента в программу, как в a.f (Current). Обычное применение - создание копии (duplicate) текущего экземпляра, как в x: = clone (Current).

[x]. Проверку,- присоединена ли ссылка к текущему экземпляру, как в проверке x = Current.

[x]. Использование Current в качестве опорного элемента в "закрепленном объявлении" в форме like Current (лекция 16).

Выражения с операторами

Выражения могут включать знаки операций или операторы.

Унарные операторы + и - применяются к целым и вещественным выражениям и не применяются к булевым выражениям.

Бинарные операторы, имеющие точно два операнда, включают операторы отношения:

= /= < > <= >=

где /= означает "не равно". Значение отношения имеет булев тип.

Выражения могут включать один или несколько операндов, соединенных операторами. Численные операнды могут соединяться следующими операторами:

+ - . / ^ // \\

где // целочисленное деление, \\ целый остаток, а ^ степень (возведение в степень).

Булевы операнды могут соединяться операторами: and, or, xor, and then, or else, implies. Последние три объясняются в следующем разделе; xor - исключающее или.

Предшествование операторов, основанное на соглашениях обычной математики, строится по "Принципу Наименьшей Неожиданности". Во избежание неопределенности и путаницы, в книге используются скобки, даже там, где они не очень нужны.

Нестрогие булевы операторы

Операторы and then и or else (названия заимствованы из языка Ada), а также implies не коммутативны и называются нестрогими (non-strict) булевыми операторами. Их семантика следующая: