Frelsning 2 Variabler och datatyper Variabler Bindning Typkontroll

Föreläsning 2: Variabler och datatyper • • Variabler Bindning Typkontroll Några viktiga datatyper 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 1

Variabler (i imperativa språk) En variabel i ett imperativt språk är en abstraktion över ett antal minnesceller som bildar en logisk enhet. Viktiga attribut av variabler • namn eller identifierare • värde – minnescellernas innehåll • typ – bestämmer möjliga värden och operationer • adress – anger var i minnet cellerna ligger 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 2

Bindningar knyter attribut till variabler eller andra företeelser i ett program(språk) Bindningar sker vid olika bindningstider, t. ex. under • språkutvecklingen statisk bindning • språkimplementeringen • programkompileringen dynamisk bindning • programexekveringen 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 3

Typbindning De huvudsakliga valmöjligheterna: explicit deklaration implicit deklaration typinferens 2002 -11 -05 statisk typbindning dynamisk typbindning (ökad säkerhet genom statisk typkontroll) (ytterst flexibel) F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 4

Minnesbindning (”storage binding”) Minnesbindning sker genom allokering och avallokering. Tiden mellan dessa kallas för variablens livstid. statisk stackdynamisk (snabb, livstid oberoende av räckvidden historikkänsliga variabler) (allokeras från stacken när deklarationen nås, sparar minne, tillåter rekursion) explicit heap-dynamisk implicit heap-dynamisk (allokeras från högen via en explicit operator, t. ex. ”new”) (automatisk allokering vid värdetilldelningen, ytterst flexibel men känslig mot fel) 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 5

Typisering • Statisk typkontroll är att föredra framför dynamisk (effektivitet, fel upptäcks inte först när det är för sent) • Språket är starkt typiserat om inget uttryck som innehåller typfel kan exekveras utan att felet upptäcks • Om typkontroll används är typkompatibilitet en central fråga. De två extremen: Ø namnkompatibilitet – typ A är endast kompatibel med typ A Ø strukturell kompatibilitet – typ A är kompatibel med typ B om de har samma struktur • båda medför problem Ø programmeraren bör få valmöjligheter Ø mögligheten att kunna definiera subtyper är nyttig 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 6

Fält (”array”) och post (”record”) Ett fält motsvarar en matematisk funktion A: I V som avbildar en ändlig indexmängd I på en mängd V av värden. En post motsvarar ett element (a 1, …, ak) i den cartesiska produkten T 1 … Tk av datatyper T 1, …, Tk. • I samband med fält används syntaxen A[i] istället för A(i) för att inte förväxla det med anrop • Värdena a 1, …, ak som är sparade i en post refereras till genom namn istället för index ( ökad läsbarhet) 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 7

Pekare och referenstyper En pekares värde är adressen av en variabel. Variablen i sig är ofta anonym, dvs har inget namn. • Indirekt adressering och dynamisk allokering av variabler • Skapa dynamiska datastrukturer (t. ex. träd, lista, tabell) • Operationer: (av)allokering, dereferensering, tilldelning var p, q: pointer to integer; new(p); /* allokering */ *p : = 42; /* dereferensering */ q : = p; /* tilldelning */ dispose(p); /* avallokering */ 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 8

Pekare och referenstyper Pekare är nyttiga men något farliga Ø avallokering kan skapa ”dangling pointers” Ø förlorade heap-dynamiska variabler (”garbage”) minnesläckage (”memory leakage”) Ø ibland för flexibel (pekare till vanliga variabler, aritmetiska operationer tillåtna) Bot: referenstyper och automatisk återvinning Ø referenser pekar till specifika typer, inga aritmetiska operationer tillåtna, implicit dereferensering Ø automatisk återvinning förhindrar dangling pointers och minnesläckage Ø Återvinning kan implementeras via referensräknare eller sophämtning 2002 -11 -05 F. Drewes, Inst. f. datavetenskap 9