Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Область видимости и период жизни.
|
|
Ø В одномодульном программировании организация связи между инструментами решения задач базируется на понятии «локальные-глобальные», а для оформления этого понятия используется принцип вложенности программных компонентов:
§ в Pascal используются возможности вложенного описания процедур и функций;
§ в С/С++ - возможности вложенного использования оператора блок.
Инструменты (переменные, функции...), локализованные в программном компоненте (в процедуре-функции, в блоке), не видимы извне, но видят тех, кто для них глобален (объявлен в объемлющей области). Можно перекрыть возможность видеть то, чего «не хочется видеть» - если имя «возможно глобального» совпадает с именем локального, этот «возможно глобальный» становится не видимым, возможность перекрывается.
Что-то новое появляется в дилемме локальные – глобальные, когда базовое понятие «переменная» расширяется понятием «динамическая переменная», потому как динамические переменные не описываются, а явно создаются и уничтожаются в периоде выполнения программ.
Отметим, что понятие «локальные-глобальные» относительное – локальное для данного программного компонента является глобальным для вложенного в него программного компонента, с другой стороны – каждое глобальное для программного компонента должно быть локализовано в одном из объемлющих его. В программе обычно имеются максимальноглобальные инструменты, локализованные на самом верхнем уровне вложенности, т.е. объявленные вне процедур-функций. Отметим, что сами функции в С/С++ всегда максимальноглобальны.
С другой стороны, семантика понятия «локальные-глобальные» базируется на понятиях область видимости и период жизниимени или иначе, инструмента, который идентифицируется этим именем – в таблице 1 на следующей странице систематизировано соотношение понятий «локальные» и «глобальные» инструменты и их «область видимости» и «период жизни».
Ø В многомодульном программировании ситуация усложняется в связи с тем, что:
§ модули не вкладываются, а оформляются раздельно,
§ раздельная трансляция накладывает свои требования на организацию связи между модулями.
¨ Организация связи между инструментами внутри модуля основана на тех принципах, которые рассмотрены для одномодульного программирования.
¨ Организация межмодульной связи.
Для оформления связей и защиты инструментов модуля в C/C++ используются средства управления областью видимости и периодом жизни инструментов:
§ модификаторы класса памяти: static, extern – ключевые слова ставятся в начале объявления переменной или заголовка описания функции;
§ прототип функции: заголовок её описания.
Теперь рассмотрим оформление инкапсулированных и интерфейсных инструментов и импорта инструментов. В таблице 2 на следующей странице систематизировано соотношение этих понятий, их областей видимости и периодов жизни, а также способов оформления импорта-экспорта в Object Pascal 2 (OP2) и С/С++.
| Для данного программного компонента: процедуры или функции – в Pascal, блока - в C/C++ | |||
| Инструмент – локальный для этого программного компонента | Инструмент - глобальный (нелокальный) для этого программного компонента | ||
| Относительно глобальный | Максимально глобальный | ||
| Область видимости | Этот программный компонент (в котором объявлен этот инструмент). | Тот объемлющий программный компонент, в котором этот инструмент локализован. | Вся программа, точнее: program-модуль (или unit-модуль) в Pascal, программный файл в C/C++ |
| Период жизни | Период выполнения этого программного компонента (в котором объявлен этот инструмент), т.е. период выполнения вызова функции или оператора процедуры – в Pascal, блока - в C/C++ | Период выполнения того объемлющего программного компонента, в котором этот инструмент локализован. | Период выполнения всей программы. Замечание: если головной модуль программы импортировал инструменты модуля, то этот модуль остаётся в «живом» состоянии весь период выполнения головного модуля программы. |
Таблица 1. Организация внутримодульной связи, область видимости и период жизни инструмента.
| Интерфейсные инструменты | Инкапсулированные инструменты | Локальные static-переменные | ||
| Импорт Ü Экпорт | OP2 | uses Ü interface | невозможно Ü implementation | |
| C/C++ | extern Ü максимальноглобальный | невозможно Ü static максимальноглобальный | static ОбъявлениеПеременной | |
| Область видимости | Определяющий (экпортирующий) и импортировавший модули | Определяющий модуль | Блок, в котором эта переменная объявлена | |
| Период жизни | Период выполнения всей многомодульной программы |
Таблица 2. Организация межмодульной связи, область видимости и период жизни инструмента.
Инкапсулированные (неимпортируемые) инструменты модуля:
§ Инструменты, локализованные в блоках описания функций, импортировать невозможно, они невидимы даже в своём модуле за пределами области их видимости.
§ Только максимальноглобальные инструменты модуля (программного файла) можно импортировать, т.е. только те, которые объявлены вне описаний функций.
§ Для инкапсуляции инструмента (защиты от импорта) в начале его объявления ставится ключевое слово static. Модификатор класса памяти static допустим только для переменных, констант и функций, т.е. защитить определение типа от импорта невозможно. Попытка импорта инкапсулированного инструмента пресекается на этапе редактирования межмодульных связей после трансляции всех модулей многомодульной программы.
Модификатор класса памяти static применим и к локальным переменным. Как показано в таблице 2 на предыдущей странице, воздействие модификатора static на глобальные и локальные переменные заметно различается. Для глобальных переменных – он сужает область видимости (но не изменяет период жизни), а для локальных – расширяет период жизни (но не изменяет область видимости). Локальные static-переменные - это что-то новое в дилемме локальные - глобальные. При выходе из своего блока, области видимости этой переменной, она не уничтожается, как это происходит с обычной локальной переменной, и сохраняет своё значение. А потому при повторном входе в свой блок восстанавливается её последнее значение от предыдущего входа в этот блок.
Интерфейсные (экпортируемые) инструменты модуля:
§ Импортировать можно любой максимальноглобальный инструмент модуля, не защищённый модификатором static в его объявлении.
Импорт инструментов модуля:
Импортирование оформляется в импортирующем модуле повторным объявлением инструмента, а точнее ссылкой на основное собственно объявление этого инструмента в экспортирующем модуле:
§ Импорт функции: включить (в импортирующий модуль) прототип этой функции. Можно в начало прототипа поставить ключевое слово extern, но этот модификатор класса памяти для функций устанавливается по умолчанию.
§ Импорт переменной: включить объявление этой переменной, но с модификатором extern (в начале объявления) и без инициализации.
§ Импорт константы: оформляется аналогично, но в определении константы обязательно опускается определяющая часть = значение
§ Импорт типа: оформляется полным повторным объявлением.
Повторные объявления – опасная штука, могут появиться расхождения в этих объявлениях и сопутствующие им недоразумения... Чтобы оградить программиста от технических проблем, сопутствующих повторным объявлениям, в С/С++ используется понятие «заголовочный h-файл» и директива препроцессорных средств #include:
§ В заголовочный h-файл включается весь импорт модуля.
§ #include ИмяФайлаОбрамлённое
Эта директива имеет следующий смысл: заменить текст директивы текстом файла, имя которого указано в директиве. Если параметр директивы задан в виде < ИмяФайла >, то файл ищется в предопределенном каталоге среды программирования, а если в виде строковой константы ” ИмяФайла ” – то в текущем каталоге проекта. Директивы препроцессорных средств обрабатываются препроцессором до трансляции модуля.
Ø Вариант 1. С/С++. Статическая реализация стека.
На следующей странице приведена С/С++-программа статической реализации стека вместе с выше рассмотренной Pascal-программой для визуального сравнения.
UNIT UVal; INTERFACE TYPE TVal= CHAR;
PROCEDURE WriteElement(xPrm: TVal);
CONST CMaxL=1000 {статическая реализация - размер стека
изначально ограничен};