Блок (программирование) - Block (programming)

В компьютерное программирование, а блокировать или блок кода лексическая структура исходный код которые сгруппированы вместе. Блоки состоят из одного или нескольких декларации и заявления. Язык программирования, позволяющий создавать блоки, включая блоки, вложенные в другие блоки, называется блочно-структурированный язык программирования. Блоки необходимы для структурное программирование, где управляющие структуры формируются из блоков.

Функция блоков в программировании состоит в том, чтобы разрешить обработку групп операторов, как если бы они были одним оператором, и сузить круг лексическая область объектов, таких как переменные, процедуры и функции, объявленные в блоке, чтобы они не конфликтовали с объектами, имеющими такое же имя, используемым в другом месте. В языке программирования с блочной структурой объекты, названные во внешних блоках, видны внутри внутренних блоков, если они не замаскированный объектом, объявленным с тем же именем.

История

Идеи блочной структуры были развиты в 1950-х годах при разработке первых автокоды, и были формализованы в Алгол 58 и Алгол 60 отчеты. Алгол 58 ввел понятие «составной оператор», которое относилось исключительно к поток управления.^[1] Последующие Пересмотренный отчет в котором описывается синтаксис и семантика Algol 60, введено понятие блока и область действия блока, с блоком, состоящим из «Последовательности объявлений, за которыми следует последовательность операторов, заключенных между началом и концом ...», в котором «[e] само объявление появляется в блоке таким образом и действительно только для этого блока. "^[2]

Синтаксис

Блоки используют разный синтаксис на разных языках. Две большие семьи:

то АЛГОЛ семейство, в котором блоки разделены ключевыми словами "начать" и "конец"или эквивалент. В C, блоки разделяются фигурными скобками - "{" и "}". АЛГОЛ 68 использует круглые скобки.
Скобки - "(" и ")", используются в MS-DOS пакетный язык
отступ, как в Python
s-выражения с синтаксическим ключевым словом, например лямбда или позволять (как в Лисп семья)
В 1968 г. (с АЛГОЛ 68 ), затем в Эдсгер В. Дейкстра 1974 год Защищенный командный язык условный и итеративный блок кода альтернативно завершаются зарезервированным словом блока перевернутый: например если ~ тогда ~ Элиф ~ еще ~ фи, кейс ~ в ~ вне ~ esac и для ~ в то время как ~ делать ~ od

Ограничения

Некоторые языки, поддерживающие блоки с объявлениями, не поддерживают полностью все объявления; например, многие языки, производные от C, не допускают определение функции внутри блока (вложенные функции ). И в отличие от своего предка Algol, Паскаль не поддерживает использование блоков с их собственными объявлениями внутри начала и конца существующего блока, а только составные операторы, позволяющие группировать последовательности операторов в если, в то время как, повторение и другие контрольные утверждения.

Базовая семантика

Семантическое значение блока двоякое. Во-первых, он предоставляет программисту возможность создавать сколь угодно большие и сложные структуры, которые можно рассматривать как единицы. Во-вторых, это позволяет программисту ограничивать объем переменных, а иногда и других объявленных объектов.

В примитивных языках, таких как ранние Фортран и БАЗОВЫЙ, было несколько встроенных типов операторов и мало или совсем не было средств для их структурированного расширения. Например, до 1978 года в стандартном Fortran не было оператора «block if», поэтому для написания стандартного кода для реализации простых решений программисту приходилось прибегать к перейти к с:

C     ЯЗЫК: ANSI СТАНДАРТНЫЙ FORTRAN 66C     ИНИЦИАЛИЗИРОВАТЬ ЦЕННОСТИ К БЫТЬ РАССЧИТАННЫЙ      PAYSTX = .ЛОЖНЫЙ.      PAYSST = .ЛОЖНЫЙ.      НАЛОГ = 0.0      SUPTAX = 0.0C     ПРОПУСКАТЬ НАЛОГ ВЫЧИСЛЕНИЕ ЕСЛИ НАЕМНЫЙ РАБОЧИЙ ЗАРАБАТЫВАЕТ МЕНЬШЕ ЧЕМ НАЛОГ ПОРОГ      ЕСЛИ (Заработная плата .LE. НАЛОГОВЫЙ) ПЕРЕЙТИ К 100      PAYSTX = .ПРАВДА.      НАЛОГ = (Заработная плата - НАЛОГОВЫЙ) * BASCRTC     ПРОПУСКАТЬ SUPERTAX ВЫЧИСЛЕНИЕ ЕСЛИ НАЕМНЫЙ РАБОЧИЙ ЗАРАБАТЫВАЕТ МЕНЬШЕ ЧЕМ SUPERTAX ПОРОГ      ЕСЛИ (Заработная плата .LE. SUPTHR) ПЕРЕЙТИ К 100      PAYSST = .ПРАВДА.      SUPTAX = (Заработная плата - SUPTHR) * SUPRAT  100 НАЛОГОВЫЙ = Заработная плата - НАЛОГ - SUPTAX

Даже в этом очень кратком фрагменте Fortran, написанном в соответствии со стандартом Fortran 66, нелегко увидеть структуру программы, потому что эта структура не отражена в языке. Без тщательного изучения нелегко увидеть обстоятельства, в которых выполняется данный оператор.

Блоки позволяют программисту рассматривать группу операторов как единое целое, а значения по умолчанию, которые должны были появиться при инициализации в этом стиле программирования, могут быть с блочной структурой ближе к решению:

    {Язык: Дженсен и Вирт Паскаль}    если заработная плата > tax_threshold тогда        начать        зарплата := правда;        налог := (заработная плата - tax_threshold) * ставка налога        {Благодаря блочной структуре легче понять, как код может          реорганизован для ясности, а также упрощает выполнение,          потому что структуру внутреннего условного выражения можно легко переместить          из внешнего условного в целом и последствия выполнения          так легко предсказываются. }        если заработная плата > supertax_threshold тогда            начать            pays_supertax := правда;            сверхналог := (заработная плата - supertax_threshold) * supertax_rate            конец        еще начать            pays_supertax := ложный;            сверхналог := 0            конец        конец    еще начать        зарплата := ложный; pays_supertax := ложный;        налог := 0; сверхналог := 0        конец;    облагаемый налогом := заработная плата - налог - сверхналог;

Использование блоков в приведенном выше фрагменте Паскаль проясняет намерения программиста и позволяет объединить полученные блоки во вложенную иерархию условный заявления. Структура кода более точно отражает мышление программиста, что упрощает понимание и изменение.

Вышеупомянутый исходный код можно сделать еще яснее, если полностью убрать внутренний оператор if из внешнего, поместив два блока один за другим для последовательного выполнения. Семантически разница в этом случае небольшая, и использование блочной структуры, поддерживаемой отступами для удобства чтения, позволяет программисту легко реорганизовать код.

В примитивных языках переменные имели широкую область применения. Например, целочисленная переменная IEMPNO может использоваться в одной части подпрограммы Fortran для обозначения номера социального страхования сотрудника (ssn), но во время обслуживания той же подпрограммы программист может случайно использовать ту же переменную IEMPNO для другая цель, и это может привести к ошибке, которую будет трудно отследить. Блочная структура упрощает программистам контроль объема до минутного уровня.

;; Язык: Стандартная схема R5RS(позволять ((empno (ssn-of Имя сотрудника)))  (в то время как (is-manager empno)    (позволять ((сотрудники (длина (подчиненные empno))))      (printf "~ a имеет ~ сотрудников, работающих под ним: ~%" Имя сотрудника сотрудники)      (для каждого        (лямбда(empno)          ;; В этом лямбда-выражении переменная empno относится к ssn          ;; подчиненного. Переменная empno во внешнем выражении,          ;; ссылаясь на ssn менеджера, затеняется.          (printf "Имя: ~ a, роль: ~ a ~%"                  (Имя empno)                  (роль empno)))        (подчиненные empno)))))

В приведенном выше Схема fragment, empno используется для идентификации как менеджера, так и его подчиненных по их соответствующему ssn, но поскольку подчиненный ssn объявлен во внутреннем блоке, он не взаимодействует с одноименной переменной, содержащей ssn менеджера. На практике соображения ясности, вероятно, заставили бы программиста выбрать различные имена переменных, но у него или нее есть выбор, и гораздо труднее внести ошибку непреднамеренно.

Подъем

В некоторых случаях код в блоке оценивается так, как если бы он был на самом деле в верхней части блока или вне блока. Это часто в просторечии известно как подъем, и включает:

Циклическое движение кода, оптимизация компилятора, при которой код в цикле, который является инвариантным, оценивается перед циклом;
Регулируемый подъем, правило области видимости в JavaScript, где переменные имеют область действия и ведут себя так, как если бы они были объявлены (но не определены) в верхней части функции.

Смотрите также

использованная литература

^ Перлис, А. Дж.; Самельсон, К. (1958). «Предварительный отчет: международный алгебраический язык». Коммуникации ACM. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM. 1 (12): 8–22. Дои:10.1145/377924.594925.
^ Бэкус, Дж. У.; Бауэр, Ф.; Green, J .; Katz, C .; McCarthy, J .; Perlis, A.J .; Рутисхаузер, Х.; Самельсон, К .; Vauquois, B .; Wegstein, J. H .; van Wijngaarden, A .; Вудгер, М. (май 1960 г.). Наур, Петр (ред.). "Отчет по алгоритмическому языку АЛГОЛ 60". 3 (5). Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 299–314. Дои:10.1145/367236.367262. ISSN 0001-0782. Получено 2009-10-27. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)

[algol58_report-1] Перлис, А. Дж.; Самельсон, К. (1958). «Предварительный отчет: международный алгебраический язык». Коммуникации ACM. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM. 1 (12): 8–22. Дои:10.1145/377924.594925.

[algol60_report-2] Бэкус, Дж. У.; Бауэр, Ф.; Green, J .; Katz, C .; McCarthy, J .; Perlis, A.J .; Рутисхаузер, Х.; Самельсон, К .; Vauquois, B .; Wegstein, J. H .; van Wijngaarden, A .; Вудгер, М. (май 1960 г.). Наур, Петр (ред.). "Отчет по алгоритмическому языку АЛГОЛ 60". 3 (5). Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: ACM: 299–314. Дои:10.1145/367236.367262. ISSN 0001-0782. Получено 2009-10-27. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)

[1]

[2]