Объектно-ориентированные языки програмирования

С++ отойдет от объектно-ориентированного сообщества: в 1988 ассоциацией

пользователей UNIX (Usenix) была созвана отдельная конференция по С++, а

также был создан новый журнал The C++ Report издателями журнала Journal of

Object-Oriented Programming.

Среда

С++ - это язык программирования, а не среда разработки программ типа

Smalltalk. Поэтому ему нужны средства поддержки работы программиста: сюда

входят расширения существующих средств языки Си (редакторы, отладчики) и

средства поддержки работы с объектами (окна просмотра классов). В свою

очередь, эти средства должны соединяться со средой программирования.

Быстрый рост рынка С++ предоставляет хорошие перспективы продавцам, имеющим

продукты для С++. К ним относятся, например, существующие продавцы

компиляторов и трансляторов С++. Один из интересных проектов в этой области

- соглашение между ParcPlace Systems и Glockenspiel о разработке Cynergy -

версии среды Smalltalk, поддерживающей программы на С++.

Поставщики

AT&T поставляет транслятор, обрабатывающий программу на С++ и

генерирующий исходный код Ansi C, который затем компилируется нормальным

образом. Транслятор пока еще остается продуктом AT&T без сопровождения.

Лицензию можно купить прямо на фирме. Кроме этого, транслятор перенесен на

разнообразные платформы фирмой Glockenspiel (Дублин). Несколько организаций

имеют подлицензии: Oasys для рабочих станций (Sun, Apollo), Guidelines и

Lifeboat для IBM PC.

Две другие фирмы, Zortech и Oregon Software, недавно выпустили

компиляторы С++. Они больше основаны на справочном руководстве [Stroustrup

1986], а не на исходных текстах, и не имеют лицензии от AT&T.

2.3.2. OBJECTIVE-C

Язык

Другим ведущим продавцом продуктов, основанных на Си, является

Stepstone, бывший PPI. Objective-C - это гибридный язык, состоящий из

подмножества Ansi C и основных положений Smalltalk-80. Тексты программ

могут содержать чистые операторы языка Си или объектно-ориентированные

конструкции. Объекты задаются новым типом данных, называемым id. Сообщения

посылаются объектам с помощью модифицированной версии синтаксиса языка

Smalltalk. Новые объекты создаются посылкой сообщения new специальному типу

объекта, называемому объектом-производителем. Например, новый экземпляр

класса Pen создается с помощью следующего текста:

extern id Pen;

id aPen;

aPen = [Pen new];

Objective-C не поддерживает множественное наследование и автоматическую

сборку мусора, однако, тестовая версия последней создана и протестирована

фирмой Stepstone [Cox 1986].

Компилятор Objective-C генерирует исходный текст на языке Си. По умолчанию

используется динамическое связывание методов, однако, для повышения

надежности и эффективности можно выбрать статическое связывание.

Среда

Кроме компилятора, фирма Stepstone предоставляет (необязательно)

интерактивную среду программирования Objective-C Interpreter. Она

поддерживает целый ряд бычных действий программиста: написание программ,

компиляцию, связывание, тестирование и отладку. Она включает команды для

вычисления выражений, вывода данных, установки контрольных точек, поиска

каталогов файла, редактирования командного файла, проверки объектов, вывода

иерархии классов и наследуемых методов.

Также предоставляется две библиотеки классов для поддержки основного и

графического пользовательского интерфейса.

2.3.3 ДРУГИЕ ПРОДУКТЫ, ОСНОВАННЫЕ НА СИ

C-talk

C-talk - это запатентованный язык для MS-DOS и Apple Macintosh, созданный

отделом программных продуктов фирмы CNS Inc, специализирующейся на

продуктах диагностики для медицины. Синтаксис языка основан на Си с

дополнительными конструкциями, поддерживающими классы и методы,

наследование и посылку сообщений. Предоставляется набор основных классов

для структур данных типа Buffer, Stream и ByteArray. Он поставляется в виде

пакета, содержащего препроцессор для преобразования файлов на C-talk в

исходные тексты на Си, и среды программирования, называемой C-talk Browser,

основанной на оконном интерфейсе. Существуют средства редактирования файлов

и просмотра классов и методов.

Complete C

Complete Computer Corporation, New York работает над созданием объектно -

ориентированной среды разработки программ, называемой Complete C. Она

состоит из прекомпилятора, генерирующего стандартный Ansi С из объектно-

ориентированного Си, набора инструментов (отладчика, компоновщика,

генератора документов) и библиотеки основных классов. Complete C работает

под MS-DOS, OS/2 и Unix.

2.4. ПРОДУКТЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ЛИСПЕ

Объектно-ориентированные расширения Лиспа предназначены в основном для

сообщества исследователей искусственного интеллекта. Некоторые из этих

расширений были первоначально созданы в университетах. Лидерами являются

две самостоятельные версии: New Flavors, разработанный в Symbolics, и

CommonLoops, разработанный в Xerox PARC. Они составили базу для Common Lisp

Object System (CLOS).

Отличительной особенностью некоторых систем, основанных на Лиспе, является

способ управления взаимодействием объектов. В отличие от традиционных

вызовов функций, здесь первый аргумент соответствует объекту-приемнику.

Фактически вызываемая функция зависит от вида объекта, обозначенного этим

первым аргументом, в то время как имя функции эквивалентно имени сообщения.

CommonLoops

Loops - это многопарадигмовая система для обработки знаний и

программирования, разработанная в Xerox PARC. В представлении знаний

используется объектно-ориентированный подход. поддерживающий классы и

наследование. Объектно - ориентированная часть Loops позднее была оформлена

как пакет в составе продукта Common Lisp, более известного как CommonLoops.

Характеристики языка:

частичная интеграция системы типа Common Lisp с классами CommonLoops;

использование синтаксиса обобщенных функций вместо посылки сообщений;

способность определять методы, различающиеся не только по первому аргументу

( так называемые мультиметоды);

поддержка реализации других объектно-ориентированных языков с помощью ядра

метаклассов, набора предопределенных классов, составляющих оставшуюся часть

системы.

Опытная реализация, названная Portable CommonLisp (PCL), распространена для

небольшого сообщества пользователей. Она используется в Hewlett-Packard

Laboratories для реализации другого объектно - ориентированного языка -

CommonObjects [Kempf, Harris, D'Souza and Snyder 1987].

New Flavors

Flavors - это расширение MacLisp/ZetaLisp. Это система посылки сообщений,

используемая в коммерческих целях фирмами Symbolics и TI Explorers. New

Flavors - это производная от Flavors, совместимая с ней, но использующая

синтаксис обобщенных функций.

Common Lisp Object System (CLOS)

В 1986 г. группы с фирм Xerox PARC и Symbolics, а также группа с фирмы

Lucid, начала работу над проектом спецификации для CLOS, представленный на

рассмотрение технической рабочей группе Ansi, X3J13. Эта спецификация

одобрена для вероятного принятия в качестве части развивающегося стандарта

Common Lisp. Цели CLOS: использование набора уровней для независимых друг

от друга действий языка программирования; сделать как можно больше в рамках

первого класса Object System (объект первый класс - это объект, который

можно явно создать и работать с ним); желание избавиться от сложного

поведения для упрощения понятий и их объяснений; сделать спецификацию языка

как можно более точной [DeMichiel and Gabriel 1987]. Основные средства

CLOS:

три слоя языка: интерфейс для объектно-ориентированного программирования,

функциональный интерфейс для Object System, и инструменты, позволяющие

программисту создавать свои собственные объектно-ориентированные языки;

использование обобщенных функций вместо посылки сообщений; при таком

подходе объекты и функции являются анонимными объектами: ни один из них не

является собственностью другого;

поддержка множественного наследования: список старшинства классов

используется для решения потенциальных конфликтов между наследуемой

структурой и поведением; средство комбинации методов для получения значений

обобщенной функции - задание способа комбинации методов, применимых к

набору аргументов (в результате множественного наследования);

гарантия, что обобщенные функции и классы являются объектами первого класса

(т.е. они могут храниться в любом месте, где разрешено хранение обобщенных

объектов).

Delphi Common Lisp

Delphi - это итальянская фирма, считающая себя первой в реализации

стандарта для CLOS. Последний выступает как часть продукта Delphi Common

Lisp (DCL), основанного на расширенной версии Kyoto Common Lisp.

Разработано три расширения CLOS:

поддержка традиционных систем;

поддержка постоянной памяти;

поддержка параллельности.

Allegro Common Lisp

Allegro CL - это реализация Common Lisp, разработанная и выставленная на

рынок фирмой Franz Inc на широком наборе аппаратуры. В настоящее время он

включает объектно-ориентированные расширения для поддержки Flavors и

Portable CommonLoops. Поддержка стандарта CLOS буде реализована как только

он станет доступным.

ExperCommon Lisp

ExperTelligence разрабатывает и выставляет на рынок объектно -

ориентированное расширение ExperLisp для Macintosh. Поддерживает Macintosh

Toolbox и MacApp.

2.5. EIFFEL

Язык

Eiffel - это запатентованный язык, разработанный и продаваемый фирмой

Interactive Software Engineering. Его разработка велась под влиянием

объектно-ориентированных понятий языка Симула, объединенных с синтаксисом

языка Ада и современными методами технологии программирования. Кроме

поддержки классов и наследования, Eiffel вводит ряд новых средств:

утверждения для выражения формальных свойств классов: это могут быть

preconditions, postconditions или invariants;

обобщенные параметры для представления типов в объявлениях классов;

средство rename для поддержки множественного наследования разрешением

конфликтов имен в случае, когда у класса более одного родителя;

средство переопределения в нижестоящих классах, позволяющее осуществлять

динамическое связывание вопреки статической проверки типов;

отложенные программы, реализация которых находится только в нижних классах.

Размещение и освобождение памяти осуществляется системой времени

выполнения, включающей пошаговый сборщик мусора. Есть интерфейс с другими

языками с помощью понятия external, выдающего список каждой внешней

подпрограммы, используемой в программе.

Среда

Система Eiffel состоит из компилятора и набора инструментальных средств.

Они содержат средства автоматической конфигурации, отладки, проверки

утверждения во время работы программы, документирования, оптимизирующий

постпроцессор и библиотеку базовых классов для общих структур данных

(списков, деревьев, стеков, хэш-таблиц). Постпроцессор может генерировать

отдельный пакет на Си, который можно использовать для поставки на системы,

не поддерживающие Eiffel.

2.6. ЯЗЫКИ, ОСНОВАННЫЕ НА ПАСКАЛЕ

2.6.1. ACTOR

Actor - это объектно-ориентированные язык и среда, основанные на Паскале и

работающие под Microsoft Windows. Он соединяет систему управления

динамической памятью и автоматическую сборку мусора. Actor был создан

группой Whitewater Group. Он используется для создания отдельных прикладных

задач для Windows, которые можно скомпоновать с существующими программами

на Microsoft C.

2.6.2. OBJECT PASCAL

Object Pascal - это объектно-ориентированное расширение Паскаля,

разработанное Н. Виртом совместно с командой с фирмы Apple. Классы (типы)

реализованы как расширение паскалевской структуры RECORD. В Object Pascal

они могут содержать как поля данных, так и поля методов. Методы

определяются как процедуры или функции Паскаля, определяемые по имени

класса. Сообщения посылаются с помощью обычных конструкций Паскаля для

определения поля.

Object Pascal использовался для внутренних разработок фирмы Apple.

Библиотека классов Object Pascal составляет основу интегрированной системы

разработки прикладных программ MacApp. Язык свободно распространяется

[Schmucker 1986].

2.7. ЯЗЫКИ, ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ АБСТРАКЦИЮ ДАННЫХ

Раздаются возгласы, что ряд других языков также либо объектно -

ориентированные, либо поддерживают объектно-ориентированные понятия. В этом

разделе рассматриваются два языка, имеющие существенную поддержку

программистов - Modula-2 и Ada, которые сравниваются с вышеприведенными

объектно-ориентированными языками. В таблице С2.4 подведены итоги основных

средств этих языков и основных коммерческих объектно-ориентированных

языков.

2.7.1. ADA

Ada был создан в Министерстве Обороны США для использования во встроенных

компьютерных системах. Его использование обязательно в государственных

контрактах в некоторых областях как в США, так и в Великобритании.

Благодаря этому такие системы являются естественными прикладными задачами

для объектно - риентированных понятий: значительные усилия были затрачены

на доказательство того, что Ада поддерживает ООС.

Новые типы данных (классы) можно задать в языке Ада как пакеты. Пакет

содержит как общую, так и частную информацию. Пользовательский интерфейс

задан как спецификация пакета, в то время как реализация задается отдельно

в теле пакета, предоставляя эффективный механизм инкапсуляции. Связывание

происходит во время компиляции, когда явно проверяются типы всех данных. В

пакете можно переопределять операторы, давая новый смысл традиционным

операторам типа +. Ада не позволяет типам наследовать информацию или

поведение от других типов, хотя есть возможность использовать разновидность

наследования - обобщение (genericity), позволяющее экспортировать

ограниченное число частных типов и операций.

Ада может использоваться для разработки программ, основанных на объектах.

Для проектов в военной и аэрокосмической областях другого выбора и нет.

Пользователи, не ограниченные этими областями, могут с удовлетворением

отметить, что их требования могут быть выполнены другим объектно-

ориентированным языком типа Eiffel.

Таблица С2.4 Сравнение языков программирования

Язык |Скрытие

информации |Классы |Наследо-вание |Связы-вание |Сборка мусора |Инстру-

ментарий | |Simula |да |да |един. |стат. |нет |есть | |Smalltalk-80 |да

|да |един. |динам. |автом. |полный | |С++ |да |да |един.* |оба |нет |нет |

|Objective-C |да |да |един.* |оба |нет |есть | |Eiffel |да |да |оба |оба

|нет |есть | |Ada |да |да |нет |стат. |нет |нет | |Modula-2 |да |нет

|нет |стат. |нет |нет | |

* множественное наследование в стадии разработки

2.7.2. MODULA-2

Modula-2, разработанная Н. Виртом, является прямым потомком языков Algol 60

и Pascal, и привлекает многих, обученных на традиции этих языков. Ее

ключевое средство - принцип скрытия информации, заключающийся в отделении

спецификации модуля от его реализации. Абстрактные типы данных могут быть

определены как закрытые типы. Спецификация типа содержится в модуле с

определением, который описывает тип данных и процедуры для доступа к нему.

Программы, выполняющие эти процедуры, содержатся в модуле реализации. Как и

в Аде, такое разделение служит в качестве механизма инкапсуляции. Однако

Modula-2 более ограничивает, чем Ада, не разрешая ни переопределение, ни

обобщение операций.

Появилось несколько статей, показывающих, как Modula-2 может быть

использована для разработки объектно-ориентированных систем. Это требует

существенной нагрузки на программиста, поскольку язык не поддерживает

объектно-ориентированные средства, описанные в главе B1. Необходимость

пользователей языков Algol-Pascal-Modula в средствах ООП могут быть

удовлетворены, например, реализацией языка Modula-3, объектно-

ориентированного потомка Modula-2, разработанного группой

исследовательского центра фирм DEC и Olivetti в Калифорнии [Cardelli et al

1988].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ведущие продавцы ПО для персоналок являются активными пользователями

объектно-ориентированных языков и средств. Microsoft считается создателем

объектно-ориентированных иерархий классов для Word и Excel.

Позиция Microsoft стала ясна после нескольких публикаций и интервью.

Компания поддержала объектно-ориентированные расширения существующих

языков, включая Basic. Bill Gates также поразил всех заявлением о том, что

он не видит будущего за введением новых объектно-ориентированных языков

после 1988 г., но ОС будущего должны иметь объектно-ориентированную

поддержку: "Вы не поднимите всю глубину прикладных задач, работая только с

ними, до тех пор, пока мы не сделаем это внутри ОС" [Byte, 1988]. Это будет

достигнуто дополнительными возможностями OS/2.

Практически все объектно-ориентированные языки программирования являются

развивающимися языками, их стандарты регулярно уточняются и расширяются.

Следствием этого развития являются неизбежные различия во входных языках

компиляторов различных систем программирования. Наиболее распространенными

в настоящее время являются системы программирования Microsoft C++ ,

Microsoft Visual C++ и системы программирования фирмы Borland

International.

Список литературы

А. Г. Иванов «Объектно-ориентированные системы: Состояние и перспективы»,

Москва 1992 г.

Подбельский В.В. Язык С++. – М.:Финансы и статистика, 1996.

Объектно-ориентированные языки программирования,

[http://www.citforum.ru/win/programming/oop_rsis/glava1_2.shtml]

Объектно-ориентированное программирование,

(http://www.object.newmail.ru/index.html)

Страницы: 1, 2, 3