Система типов

Система типов Системы типов в программировании Системы типов присваивают свойства (типы) языковым конструкциям.   Типы определяют операции, которые можно выполнять с […]

Система типов

  • Системы типов в программировании

    • Системы типов присваивают свойства (типы) языковым конструкциям.  
    • Типы определяют операции, которые можно выполнять с терминами.  
    • Системы типов формализуют категории данных и предотвращают ошибки ввода.  
  • Цели систем типов

    • Уменьшение вероятности ошибок в программах.  
    • Предотвращение использования операций с неправильными значениями.  
    • Определение интерфейсов между частями программы.  
  • Пример системы типов: язык Си

    • Функции имеют интерфейсы с параметрами.  
    • Компилятор проверяет типы аргументов при вызове функций.  
    • Типы данных могут быть оптимизированы для хранения и операций.  
  • Теория типов

    • Формально изучает системы типов.  
    • Программы должны иметь смысл и не иметь приписываемого значения.  
    • Связывание битов с типами придает смысл значениям.  
  • Преимущества систем типов

    • Абстракция и модульность позволяют мыслить на высоком уровне.  
    • Документация разъясняет намерения программиста.  
    • Оптимизация компилятора и безопасность кода.  
  • Ошибки типов

    • Ошибка типа возникает при использовании данных неправильного типа.  
    • Автоматизация проверки типов может не обнаруживать все ошибки.  
    • Программный анализ используется для доказательства корректности программ.  
  • Проверка типов

    • Проверка типов может происходить во время компиляции (статическая проверка) или во время выполнения (динамическая проверка).  
    • Строгая типизация требует строгого соблюдения правил набора текста, слабая типизация допускает автоматические преобразования типов.  
  • Статическая проверка типов

    • Статическая проверка типов проверяет типобезопасность программы на основе анализа исходного кода.  
    • Программа, прошедшая статическую проверку типов, удовлетворяет набору свойств безопасности типов для всех входных данных.  
    • Статическая проверка типов может быть консервативной, что означает, что она может отвергать правильные программы.  
    • Статическая проверка типов быстро обнаруживает ошибки в редко используемых путях кода, но не может проверить все полезные функции языка.  
  • Динамическая проверка типов

    • Динамическая проверка типов проверяет безопасность типов программы во время выполнения.  
    • Динамическая проверка типов использует информацию о типе среды выполнения (RTTI) для реализации динамической диспетчеризации и других функций.  
    • Динамическая проверка типов может привести к сбою программы, но в некоторых языках можно предвидеть и восстанавливаться после сбоев.  
  • Сочетание статической и динамической проверки типов

    • Некоторые языки поддерживают как статическую, так и динамическую проверку типов.  
    • Java и C++ поддерживают преобразование типов в их подтипы и другие операции с типами, зависящие от RTTI.  
    • Большинство языков включают механизмы для диспетчеризации различных типов данных, что аналогично реализациям динамической типизации.  
  • Статическая и динамическая проверка типов на практике

    • Статическая типизация повышает надежность программы, но требует от программистов точного объявления типов.  
    • Динамическая типизация позволяет быстрее компилировать и интерпретировать код, но допускает конструкции, которые при статической типизации были бы отклонены.  
    • Динамическая типизация лучше подходит для переходного кода и создания прототипов.  
  • Статическая и динамическая типизация

    • Статическая типизация упрощает повторное использование кода, но усложняет метапрограммирование.  
    • Динамическая типизация упрощает метапрограммирование, но усложняет повторное использование кода.  
  • Системы типов

    • Системы типов могут быть сильными или слабыми, но это не общепринятые термины.  
    • Системы типов могут быть типобезопасными или безопасными для памяти.  
  • Безопасность типов и памяти

    • Типобезопасные языки не допускают операций, нарушающих правила системы типов.  
    • Безопасные для памяти языки не позволяют программам получать доступ к памяти, не предназначенной для их использования.  
  • Различные уровни проверки типов

    • Некоторые языки допускают различные уровни проверки типов.  
    • Примеры включают директивы use strict и параметры declare в различных языках.  
  • Системы дополнительного типа

    • Системы типов могут быть подключены к языку по мере необходимости.  
    • Они не обеспечивают безопасность типов во время выполнения.  
  • Полиморфизм и его типы

    • Полиморфизм позволяет коду обрабатывать значения разных типов.  
    • Полиморфизм повышает вероятность повторного использования кода.  
  • Специализированные системы типа

    • Существуют специализированные системы типов для определенных сред и типов данных.  
    • Они часто основаны на идеях теории формальных типов.  
  • Зависимые типы

    • Зависимые типы используют скаляры для описания типов других значений.  
    • Проверка типов для обычных зависимых типов неразрешима.  
  • Линейные типы

    • Линейные типы присваиваются значениям с одной и только одной ссылкой.  
    • Они полезны для описания больших неизменяемых значений.  
  • Типы пересечений

    • Типы пересечений описывают значения, принадлежащие обоим заданным типам.  
    • Они полезны для описания перегруженных типов функций.  
  • Типы и их пересечения

    • Типы могут быть переданы в другие функции, ожидающие безопасные типы.  
    • Пересечение типа и типа-предка является наиболее производным типом.  
    • Поле пересечения родственных типов пусто.  
    • Язык Форсайта включает общую реализацию типов пересечений.  
  • Типы объединений

    • Типы объединений описывают значения, принадлежащие к любому из двух типов.  
    • Объединение типов имеет общий «виртуальный» диапазон.  
    • Функции, обрабатывающие тип объединения, должны работать с целыми числами в полном диапазоне.  
    • Объединение родственных типов является подтипом их общего предка.  
  • Экзистенциальные типы

    • Экзистенциальные типы используются для представления модулей и абстрактных типов данных.  
    • Экзистенциальные типы позволяют отделять реализацию от интерфейса.  
    • Экзистенциальные типы могут быть реализованы различными способами.  
    • Средство проверки типов не может определить конкретный экзистенциальный тип.  
  • Постепенный ввод текста

    • В системе типов с постепенной типизацией переменные могут быть типизированы во время компиляции или выполнения.  
    • Постепенная типизация использует динамический тип для представления статически неизвестных типов.  
    • Отношение непротиворечивости является симметричным, но не транзитивным.  
  • Явное или неявное объявление и вывод

    • Многие системы статических типов требуют явного объявления типов.  
    • Другие, такие как Haskell, выполняют вывод типов.  
    • Вывод типа возможен, если он поддается вычислению в рассматриваемой системе типов.  
  • Проблемы с решением

    • Система типов связана с проблемами проверки типов, типизируемости и адаптации к типу.  
    • Проблемы включают определение, может ли термин быть присвоен тип, и существование среды типа и типа, подходящих для термина.  
  • Единая система типов

    • Некоторые языки, такие как C# и Scala, имеют единую систему типов.  
    • В других языках, таких как Java и Raku, есть корневой тип, но также и примитивные типы.  
  • Совместимость: эквивалентность и выделение подтипов

    • Средство проверки типов должно убедиться в совместимости типов.  
    • Совместимость типов зависит от языка программирования и может включать различные критерии эквивалентности и подтипирования.  
    • Параметрический или специальный полиморфизм также может влиять на совместимость типов.  

Полный текст статьи:

Система типов

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх