Сильная и слабая типизация

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Строгая типизация»)
Перейти к: навигация, поиск
Типизация данных

Типобезопасность
Вывод типов
Статическая типизация
Динамическая типизация
Сильная и слабая типизация
Зависимые типы
Утиная типизация

По одной из классификаций, языки программирования неформально делятся на сильно и слабо типизированные (англ. strongly and weakly typed), то есть обладающие сильной или слабой системой типов. Эти термины не являются однозначно трактуемыми, и чаще всего используются для указания на достоинства и недостатки конкретного языка. Существуют более конкретные понятия, которые и приводят к называнию тех или иных систем типов «сильными» или «слабыми».

Примечание: В русскоязычной литературе часто встречается перевод термина «strong typing» как «строгая типизация»; более корректный вариант «сильная типизация» используется лишь при противопоставлении «слабой типизации». Следует иметь в виду, что использование термина «строгий» в отношении системы типов языка может вызвать путаницу со строгой семантикой вычислений языка (англ. strict evaluation).

История[править | править вики-текст]

В 1974 году Лисков и Зиллес (англ. Liskov and Zilles) назвали сильно типизированными те языки, в которых «при передаче объекта из вызывающей функции в вызываемую, тип этого объекта должен быть совместим с типом, определённым в вызываемой функции»[1]. Джексон писал: «В сильно типизированном языке всякая ячейка данных будет иметь уникальный тип и всякий процесс будет провозглашать свои требования по взаимосвязи в терминах этих типов»[2].

В статье Луки Карделли[en] «Полнотиповое программирование»[3], система типов называется «сильной», если она исключает возможность возникновения ошибки согласования типов времени выполнения. Иначе говоря, отсутствие непроконтролированных ошибок времени выполнения называется типобезопасностью[en]; ранние работы Хоара называют это свойство безопасностью (англ. security).

Определение «сильной» и «слабой» типизации[править | править вики-текст]

«Сильной» и «слабой» типизацией называется продукт множества решений, принятых при разработке языка. Более точно языки характеризуются наличием или отсутствием типобезопасности[en], безопасностью памяти и проверки согласования типов, статической или динамической.

Например, яркими примерами слабой системы типов являются те, что лежат в основе языков Си и C++. Их характерным атрибутом является понятие операции приведения типов. Эти операции поддерживаются на уровне компилятора и часто вызываются неявно. Операция reinterpret_cast в С++ позволяет представить элемент данных любого типа как принадлежащий любому другому типу при условии равенства длины их низкоуровневой реализации (битового представления) и изменить его состояние[en] образом, недопустимым для исходного типа. Неосторожное использование таких операций нередко является источником крахов[en] программ. Несмотря на это, в учебной литературе по С++ его система типов описывается как «строгая (сильная)», что, с учётом тезисов Луки Карделли[3] и других, следует понимать как «более строгая, чем в Си». В противоположность этому, в языках, типизированных по Хиндли — Милнеру, понятие о приведении типов отсутствует в принципе. Единственным способом «преобразовать» тип является написание функции, которая алгоритмически строит значение требуемого типа на основе значения исходного типа. Для тривиальных случаев, таких как «преобразование» целого без знака в целое со знаком и наоборот, такие функции обычно входят состав стандартных библиотек. Наиболее часто используемым случаем такого рода функций являются специальные определяемые функции с пустым телом, называемые конструкторами.

При этом Система типов Хиндли — Милнера обеспечивает чрезвычайно высокий показатель повторного использования кода за счёт параметрического полиморфизма. Сильная, но не полиморфная система типов может затруднить решение многих алгоритмических задач, как это было отмечено в отношении языка Pascal[4].

В теории программирования строгая типизация является непременным элементом обеспечения надёжности разрабатываемых программных средств. При правильном применении (подразумевающем, что в программе объявляются и используются отдельные типы данных для логически несовместимых значений) она защищает программиста от простых, но труднообнаруживаемых ошибок, связанных с совместным использованием логически несовместимых значений, возникающих иногда просто из-за элементарной опечатки.

Подобные ошибки выявляются ещё на этапе компиляции программы, тогда как при возможности неявного приведения практически любых типов друг к другу (как, например, в классическом языке Си) эти ошибки выявляются только при тестировании, причём не все и не сразу, что порой очень дорого обходится на этапе промышленной эксплуатации.

Python является одним из примеров языка со строгой динамической типизацией[5].

Ссылки[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]