cap.6 del testo a cosa servono i tipi nei linguaggi di programmazione cos è un linguaggio type safe

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1 cap.6 del testo a cosa servono i tipi nei linguaggi di programmazione cos è un linguaggio type safe 1

2 tipi statici e tipi dinamici in generale i LP hanno tipi statici, cioè ogni variabile ha un tipo dichiarato esplicitamente nel programma sorgente o inferito dal compilatore esiste qualche linguaggio che non ha tipi statici (Smalltalk) comunque esistono sempre i tipi dinamici delle variabili: sono i tipi dei valori che le variabili assumono durante l esecuzione 2

3 i TIPI statici servono a rendere i programmi più: leggibili efficienti corretti non esistono linguaggi senza tipi: ci sono sempre operazioni che si applicano su certi valori e non su altri ma esistono linguaggi senza tipi statici 3

4 leggibilità i tipi usati in un programma riflettono i concetti del problema affrontato In un programma per le banche avremo un tipo per rappresentare i conti correnti ed uno per i correntisti certe operazioni andranno applicate ad oggetti di un tipo e non ad oggetti dell altro tipo i tipi rendono il programma più chiaro e facile da mantenere 4

5 i tipi sono utili anche alla documentazione come i commenti? meglio! perché vengono controllati dal compilatore 5

6 efficienza un programma è efficiente quanto è efficiente il codice che il compilatore produce per esso se il compilatore conosce come sono fatte le strutture dati che vengono manipolate, è in grado di produrre codice semplice altrimenti codice che deve calcolare queste informazioni 6

7 esempio di guadagno d efficienza grazie ai tipi: supponete in ML di avere: Student={nome: string, mat: int} Undergrad={mat: int, nome:string, year:int} se nel programma compare r.nome, il compilatore deve produrre codice che accede al campo nome del record r se conosce il tipo di r, il calcolo viene fatto a compile time, altrimenti viene prodotto codice che fa il calcolo a run-time 7

8 correttezza il controllo dei tipi dovrebbe garantire che durante l esecuzione il programma non commetta errori di tipo non segnalati Quindi: -se non ci sono errori di tipo il programma è corretto Ok, solo rispetto ai tipi, ma è significativo per la correttezza in generale -se invece ci sono errori di tipo, questi sono utili per fare debug 8

9 libertà vs. disciplina nei linguaggi che non hanno tipi statici, le variabili, durante l esecuzione, sono libere di assumere valori di tipi che non hanno alcuna relazione tra loro nei linguaggi con tipi statici, i tipi dinamici di ogni variabile dovrebbero essere tutti in una corretta relazione con il tipo statico (per esempio relazione di sottotipo) 9

10 ma i LP che hanno tipi statici hanno comportamenti diversi rispetto ai tipi: -alcuni generano codice che può eseguire violazioni di tipo. La filosofia è il programmatore deve sapere cosa sta facendo -altri generano codice che non può mai fare violazioni di tipo (ML), - altri generano codice che potrebbe fare violazioni, ma lo stesso codice controlla a runtime che le violazioni non ci siano (Java). 10

11 ERRORI di TIPO un errore di tipo è usare una funzione o un valore in modo inappropriato - trattare 3.4 come rappresentasse un int -invocare f(parametri attualidi tipo sbagliato) -uscire dai limiti di un array - dereferenziare un dangling pointer -invocare un metodo inesistente di un oggetto -accedere un campo inesistente di un record 11

12 un Errore è un Errore che sia scoperto o no!! Però. gli errori che vengono scoperti (dal compilatore o in esecuzione) non fanno danni, anzi servono a correggere il programma quelli che non vengono scoperti fanno danni perché possono portare a comportamenti incomprensibili del programma 12

13 un linguaggio di programmazione è sicuro rispetto ai tipi Type-SAFE (type safe) se tutti gli errori di tipo sono sempre rivelati la segnalazione può essere fatta sia a compiletime che a run-time 13

14 IMPORTANTE: i linguaggi di programmazione hanno 3 possibili comportamenti rispetto ai tipi: 1) UNSAFE : consentono di fare operazioni mescolano tipi e sono capaci di causare errori di tipo non segnalati (C e C++). 2) QUASI SAFE : stabiliscono distinzioni appropriate tra i tipi, ma a causa di qualche incoerenza nel disegno qualche errore di tipo non viene segnalato (Pascal). 3) SAFE : stabiliscono distinzioni e operano tutti i controlli necessari (ML, Haskell,SmallTalk, Java). 14

15 UNSAFE: nel C e C++ i cast lo rendono unsafe QUASI SAFE: in Pascal non c è garbage collection, ma c è new e delete è possibile che un puntatore P punti a zona dello heap deallocata e possibilmente riusata per nuovi valori, dereferenziare P viola tipi la garbage collection è indispensabile per la type-safety 15

16 NOTA garbage collection è indispensabile per type safety ma type safety è indispensabile per garbage collection 16

17 osservazione linguaggi con tipi statici : il type-check avviene (per la maggior parte) a compile-time non conoscendo il flusso di esecuzione, i controlli sono necessariamente troppo severi linguaggi senza tipi statici: type-check dei tipi dinamici a run-time i controlli riguardano solo le parti che vengono eseguite e quindi sono troppo indulgenti 17

18 type-check a compile-time : efficiente troppo rigido type-check a run-time : costoso possibilmente parziale ATTENZIONE: non è detto che il type-check a run-time richieda l uso di un interprete. Il compilatore può produrre codice che, quando è eseguito, fa il type-check 18

19 i linguaggi type-safe: operano i controlli in diversi momenti Lisp e Smalltalk che sono senza tipi statici, fanno tutti i controlli a run-time Java li fa sia a compile- che a run-time per esempio: in Java il controllo sui limiti degli array è fatto a run-time C++ (che non è type-safe) li fa a compile-time, mentre a run-time esegue solo i dynamic_cast 19

20 In ML e Haskell non si fa solo type-check si fa Inferenza di tipo e si determina il tipo principale, eventualmente polimorfo 20

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