O datových typech a jejich kontrole

Transkript

1 .. O datových typech a jejich kontrole Programovací techniky doc. Ing. Jiří Rybička, Dr. ústav informatiky PEF MENDELU v Brně rybicka@mendelu.cz

2 Typová kontrola Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 2 / 1

3 Typová kontrola Co to je Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 2 / 1

4 Typová kontrola Co to je Jaké jsou vlastnosti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 2 / 1

5 Typová kontrola Co to je Jaké jsou vlastnosti Kdy ji potřebujeme a kdy ne Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 2 / 1

6 Typová kontrola Co to je Jaké jsou vlastnosti Kdy ji potřebujeme a kdy ne Jak ji ovlivnit beztypové struktury Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 2 / 1

7 Co to je Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

8 Co to je Souvisí s pojmem kompatibilita typů, identita typů Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

9 Co to je Souvisí s pojmem kompatibilita typů, identita typů Sémantická kontrola zjišťující shodu v rámci kompatibility Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

10 Co to je Souvisí s pojmem kompatibilita typů, identita typů Sémantická kontrola zjišťující shodu v rámci kompatibility Okamžik přiřazení Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

11 Co to je Souvisí s pojmem kompatibilita typů, identita typů Sémantická kontrola zjišťující shodu v rámci kompatibility Okamžik přiřazení Okamžik volání podprogramu, parametr odkazem Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

12 Co to je Souvisí s pojmem kompatibilita typů, identita typů Sémantická kontrola zjišťující shodu v rámci kompatibility Okamžik přiřazení Okamžik volání podprogramu, parametr odkazem Vyčíslování výrazu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 3 / 1

13 Jaké jsou vlastnosti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

14 Jaké jsou vlastnosti V každém jazyce implementována jinak Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

15 Jaké jsou vlastnosti V každém jazyce implementována jinak Striktní je implementována všude (téměř) Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

16 Jaké jsou vlastnosti V každém jazyce implementována jinak Striktní je implementována všude (téměř) Volná (žádná) je implementována částečně Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

17 Jaké jsou vlastnosti V každém jazyce implementována jinak Striktní je implementována všude (téměř) Volná (žádná) je implementována částečně Primární vlastnost ochrana před chybami Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

18 Jaké jsou vlastnosti V každém jazyce implementována jinak Striktní je implementována všude (téměř) Volná (žádná) je implementována částečně Primární vlastnost ochrana před chybami Někdy komplikuje zápis textu programu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 4 / 1

19 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

20 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

21 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Ano: Jazyk pro výuku Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

22 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Ano: Jazyk pro výuku Ano: Tvorba bezpečných aplikací Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

23 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Ano: Jazyk pro výuku Ano: Tvorba bezpečných aplikací Ne: Zjednodušení zápisu programu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

24 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Ano: Jazyk pro výuku Ano: Tvorba bezpečných aplikací Ne: Zjednodušení zápisu programu Ne: Umožnění zápisu obecných struktur Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

25 Kdy ji potřebujeme a kdy ne Ano: Čistota jazyka Ano: Jazyk pro výuku Ano: Tvorba bezpečných aplikací Ne: Zjednodušení zápisu programu Ne: Umožnění zápisu obecných struktur Ne: Tlak praxe Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 5 / 1

26 Jak ji ovlivnit Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

27 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

28 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Striktní se dá uvolnit obejít Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

29 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Striktní se dá uvolnit obejít Přetypování Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

30 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Striktní se dá uvolnit obejít Přetypování Použití konverzních podprogramů Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

31 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Striktní se dá uvolnit obejít Přetypování Použití konverzních podprogramů Použití beztypových struktur Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

32 Jak ji ovlivnit Volná kontrola se nedá zostřit Striktní se dá uvolnit obejít Přetypování Použití konverzních podprogramů Použití beztypových struktur Přetěžování operací Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 6 / 1

33 Konverze Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

34 Konverze Změna datového typu, přepočet hodnoty v paměti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

35 Konverze Změna datového typu, přepočet hodnoty v paměti Příklady explicitní konverze: Str, Val Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

36 Konverze Změna datového typu, přepočet hodnoty v paměti Příklady explicitní konverze: Str, Val Příklady implicitní konverze: R:=B; konverze celočíselné hodnoty na reálnou read(s); konverze posloupnosti znaků na řetězec write(r) konverze reálné hodnoty na posloupnost znaků Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

37 Konverze Změna datového typu, přepočet hodnoty v paměti Příklady explicitní konverze: Str, Val Příklady implicitní konverze: R:=B; konverze celočíselné hodnoty na reálnou read(s); konverze posloupnosti znaků na řetězec write(r) konverze reálné hodnoty na posloupnost znaků Uživatelské konverze vždy s tvorbou uživatelských typů Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

38 Konverze Změna datového typu, přepočet hodnoty v paměti Příklady explicitní konverze: Str, Val Příklady implicitní konverze: R:=B; konverze celočíselné hodnoty na reálnou read(s); konverze posloupnosti znaků na řetězec write(r) konverze reálné hodnoty na posloupnost znaků Uživatelské konverze vždy s tvorbou uživatelských typů Příklad: textová reprezentace hodnot výčtových typů Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 7 / 1

39 Přetypování Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

40 Přetypování Změna datového typu BEZ přepočtu hodnoty v paměti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

41 Přetypování Změna datového typu BEZ přepočtu hodnoty v paměti Podmínka: oba typy musí zabírat v paměti stejně velký prostor Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

42 Přetypování Změna datového typu BEZ přepočtu hodnoty v paměti Podmínka: oba typy musí zabírat v paměti stejně velký prostor Identifikátor typu je zároveň v roli přetypovací funkce Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

43 Přetypování Změna datového typu BEZ přepočtu hodnoty v paměti Podmínka: oba typy musí zabírat v paměti stejně velký prostor Identifikátor typu je zároveň v roli přetypovací funkce Příklad: type mnozina = set of 0..31; var L: longint; i: byte; begin readln(l); end. for i:=0 to 31 do if i in mnozina(l) then write( 1 ) else write( 0 ); Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

44 Přetypování Změna datového typu BEZ přepočtu hodnoty v paměti Podmínka: oba typy musí zabírat v paměti stejně velký prostor Identifikátor typu je zároveň v roli přetypovací funkce Příklad: type mnozina = set of 0..31; var L: longint; i: byte; begin readln(l); for i:=0 to 31 do if i in mnozina(l) then write( 1 ) else write( 0 ); end. Nekontroluje se, zda hodnota v paměti odpovídá povolené hodnotě cílového typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 8 / 1

45 Beztypové struktury Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 9 / 1

46 Beztypové struktury Variantní záznam Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 9 / 1

47 Beztypové struktury Variantní záznam Obecný ukazatel Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 9 / 1

48 Beztypové struktury Variantní záznam Obecný ukazatel Soubor bez udání typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 9 / 1

49 Variantní záznam Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 10 / 1

50 Variantní záznam Schéma záznamu je rozšířeno: record A: byte; {pevná složka} case B: Boolean of {rozlišovací složka} false: (L: longint);{variantní složky} true: (M: mnozina) end; Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 10 / 1

51 Variantní záznam Schéma záznamu je rozšířeno: record A: byte; {pevná složka} case B: Boolean of {rozlišovací složka} false: (L: longint);{variantní složky} true: (M: mnozina) end; Původní účel: úspora paměti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 10 / 1

52 Variantní záznam Schéma záznamu je rozšířeno: record end; A: byte; {pevná složka} case B: Boolean of {rozlišovací složka} false: (L: longint);{variantní složky} true: (M: mnozina) Původní účel: úspora paměti Původní implementace: rozlišovací složka určuje viditelnost variantních složek Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 10 / 1

53 Variantní záznam Schéma záznamu je rozšířeno: record end; A: byte; {pevná složka} case B: Boolean of {rozlišovací složka} false: (L: longint);{variantní složky} true: (M: mnozina) Původní účel: úspora paměti Původní implementace: rozlišovací složka určuje viditelnost variantních složek Novější implementace: Rozlišovací složka nemusí mít identifikátor, kontrola viditelnosti se neprovádí Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 10 / 1

54 Variantní záznam Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 11 / 1

55 Variantní záznam Příklad využití variantního záznamu bez rozlišovací složky: type zaznam = record case boolean of end; var Z: zaznam; false: (L: longint); true: (M: mnozina) {definice typu množina je stejná} begin readln(z.l); end. for I:=0 to 31 do if I in Z.M then write( 1 ) else write( 0 ) Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 11 / 1

56 Obecný ukazatel Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

57 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

58 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

59 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Manipulace s obecným ukazatelem: Vždy je potřebné dodat překladači informaci související s datovým typem Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

60 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Manipulace s obecným ukazatelem: Vždy je potřebné dodat překladači informaci související s datovým typem Alokace paměti: GetMem(P, N) dodána informace o velikosti dynamické proměnné Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

61 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Manipulace s obecným ukazatelem: Vždy je potřebné dodat překladači informaci související s datovým typem Alokace paměti: GetMem(P, N) dodána informace o velikosti dynamické proměnné Dealokace paměti: FreeMem(P, N) jako u alokace, pozor na stejnou velikost uvolňované paměti Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

62 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Manipulace s obecným ukazatelem: Vždy je potřebné dodat překladači informaci související s datovým typem Alokace paměti: GetMem(P, N) dodána informace o velikosti dynamické proměnné Dealokace paměti: FreeMem(P, N) jako u alokace, pozor na stejnou velikost uvolňované paměti Práce s dynamickou proměnnou: VŽDY je potřebné přetypování. Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

63 Obecný ukazatel (podrobněji ukazatele v další přednášce) Deklarace standardním identifikátorem pointer Manipulace s obecným ukazatelem: Vždy je potřebné dodat překladači informaci související s datovým typem Alokace paměti: GetMem(P, N) dodána informace o velikosti dynamické proměnné Dealokace paměti: FreeMem(P, N) jako u alokace, pozor na stejnou velikost uvolňované paměti Práce s dynamickou proměnnou: VŽDY je potřebné přetypování. Příklad: var P: pointer; begin GetMem(P, SizeOf(real)); readln(real(p^));... Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 12 / 1

64 Soubor bez udání typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 13 / 1

65 Soubor bez udání typu Příklad ukládání řetězce na minimálním paměťovém prostoru: var P: pointer; S: string; begin readln(s); {běžné přečtení} GetMem(P, Length(S)+1); {přesná alokace podle dat} string(p^):=s; {přiřazení do získaného prostoru}... Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 13 / 1

66 Soubor bez udání typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 14 / 1

67 Soubor bez udání typu Netextový soubor, vyjadřuje obecný pohled na soubor jako na posloupnost nespecifikovaných bytů Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 14 / 1

68 Soubor bez udání typu Netextový soubor, vyjadřuje obecný pohled na soubor jako na posloupnost nespecifikovaných bytů Soubor s udaným typem nese informaci o velikosti a typu složky, ve všech operacích se tato informace využívá Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 14 / 1

69 Soubor bez udání typu Netextový soubor, vyjadřuje obecný pohled na soubor jako na posloupnost nespecifikovaných bytů Soubor s udaným typem nese informaci o velikosti a typu složky, ve všech operacích se tato informace využívá Příklad manipulace s běžným netextovým souborem: var F: file of char; B: string; begin assign(f, neco.txt ); reset(f); read(f,b[4]); close(f); reset(f); seek(f,6); write(f,b[5]); rewrite(f); write(...); seek(f,1); read(f,...) Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 14 / 1

70 Soubor bez udání typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 15 / 1

71 Soubor bez udání typu Soubor bez udaného typu deklarace: var F: file; Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 15 / 1

72 Soubor bez udání typu Soubor bez udaného typu deklarace: var F: file; Ve všech operacích se dodávají informace související s požadovaným typem: Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 15 / 1

73 Soubor bez udání typu Soubor bez udaného typu deklarace: var F: file; Ve všech operacích se dodávají informace související s požadovaným typem: Příklady: assign(f, bin.bin ); reset(f,1); dodána informace o velikosti složky blockread(f,v,200,n); dodána informace o počtu složek, není prováděna typová kontrola rewrite(f,n); analogie operace reset blockwrite(f,v,100); analogie operace blockread seek(f,10); odvolání na číslo bloku, číslování v souboru je od nuly Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 15 / 1

74 Soubor bez udání typu Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 16 / 1

75 Soubor bez udání typu Příklady manipulací: var G: file; begin assign(g,...); reset(g,1); seek(g,10); reset(g,2); seek(g,10); Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 16 / 1

76 Soubor bez udání typu Příklady manipulací: var G: file; begin assign(g,...); reset(g,1); seek(g,10); reset(g,2); seek(g,10); Aplikace drtivá většina netextových souborů v praxi Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 16 / 1

77 Soubor bez udání typu Příklady manipulací: var G: file; begin assign(g,...); reset(g,1); seek(g,10); reset(g,2); seek(g,10); Aplikace drtivá většina netextových souborů v praxi Příklad databázového souboru: var DB: file; nazev: string[8]; delka: byte; pocet: byte; Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 16 / 1

78 pokračování příkladu begin assign(db, data.db ); rewrite(db,1); pocet:=0; blockwrite(db,pocet,1); while not eof do begin inc(pocet); readln(nazev,delka); blockwrite(db,nazev[1],8); blockwrite(db,delka,1); end; seek(db,1); blockwrite(db,pocet,1);... close(db); end. Programovací techniky O datových typech a jejich kontrole 17 / 1