Спонсор: Microsoft
Опубликован: 23.07.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 1499 / 276 | Оценка: 4.28 / 4.17 | Длительность: 21:37:00
Специальности: Системный архитектор
Лекция 9:

Семантический анализ. Внутреннее представление

Контроль типов

Если контроль типов осуществляется во время трансляции программы, то мы говорим о статическом контроле типов, в противном случае, то есть если контроль типов производится во время исполнения объектной программы, мы говорим о динамическом контроле типов. В принципе, контроль типов всегда может выполняться динамически, если в объектном коде вместе со значением будет размещаться и тип этого значения. Понятно, что динамический контроль типов приводит к увеличению размера и времени исполнения объектной программы и уменьшению ее надежности. Язык программирования называется языком со статическим контролем типов или строго типизированным языком (strongly typed language), если тип любого выражения может быть определен во время трансляции, то есть если можно гарантировать, что объектная программа выполняется без типовых ошибок. К числу строго типизированных языков относится, например, Pascal. Однако даже для такого языка как Pascal некоторые проверки могут быть выполнены только динамически. Например,

table: array [0..255] of char;
i: integer;

Компилятор не может гарантировать, что при исполнении конструкции table[i] значение i действительно будет не меньше нуля и не больше 255. В некоторых ситуациях осуществить такую проверку может помочь техника, подобная data flow analysis, но далеко не всегда. Понятно, что на самом деле этот пример демонстрирует ситуацию общую для большинства языков программирования, то есть здесь речь идет о контроле индексов вырезки. Конечно, почти всегда такая проверка выполняется динамически.

Эквивалентность типов

Необходимой частью контроля типов является проверка эквивалентности типов (equivalence of types) . Крайне необходимо, чтобы компилятор выполнял проверку эквивалентности типов быстро.

Структурная эквивалентность типов (Structural equivalence of types) . Два типа называются эквивалентными, если они являются одинаковыми примитивными типами, либо они были сконструированы применением одного и того же конструктора к структурно эквивалентным типам. Иными словами, два типа структурно эквивалентны тогда и только тогда, когда они идентичны. Проверить, являются ли два типа структурно эквивалентными, можно следующей процедурой:

bool sequiv (s, t)
{
if (s и t - два одинаковых примитивных типа)
{
return true;
}
else if (s == array (s1, s2) && t == array (t1, t2))
{
return sequiv (s1, t1) && sequiv (s2, t2);
}
else if (s == s1*s2 && t == t1*t2)
{
return sequiv (s1, t1) && sequiv (s2, t2);          
}
else if (s==pointer (s1) && t == pointer (t1))
{
return sequiv (s1, t1);
}
else if (s==proc (s1, s2) && t == proc (t1, t2))
{
return sequiv (s1, t1) && sequiv (s2, t2);
}
else
{
return false;
}
}

В некоторых языках типам можно давать имена, которые иногда называют индикантами типа. Рассмотрим пример программы на языке Pascal:

type link = ^cell;
var next: link;
last: link;
p: ^cell;
q, r: ^cell;

Возникает вопрос, одинаковые ли типы имеют описанные переменные? К сожалению, ответ зависит от реализации, поскольку в определении языка Pascal не определено понятие "идентичные типы". В принципе здесь возможны две ситуации. Одна из них связана со структурной эквивалентностью типов. С этой точки зрения все объявленные переменные имеют одинаковый тип.

Второй подход связан с понятием эквивалентности имен (name equivalence). В этом случае каждое имя типа рассматривается как уникальный тип, таким образом, два имени типов эквивалентны, если они идентичны. При таком подходе переменные p , q , r имеют одинаковый тип, а переменные last и next - нет. Обе эти концепции используются в различных языках программирования. Например, Algol 68 поддерживает структурную эквивалентность.

Проблемы, возникающие в Pascal'е, связаны с тем, что многие реализации связывают с каждым определяемым идентификатором неявное имя типа. Таким образом, приведенные объявления некоторыми реализациями могут трактоваться следующим образом:

type link = ^cell;
np = ^cell;
npg = ^cell;
var next: link;
last: link;
p: np;
q, r: npq;
Оксана Пагина
Оксана Пагина
Россия, Москва
Александр Королёв
Александр Королёв
Россия