Signature, Strong Typing

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Signature I

Specification of an operation, the number, order and types of the arguments in the domain of an operation

+ : integer x integer integer = : integer x integer Boolean SQRT : real real op name : arg type x arg type x … arg type result type Function prototype (C)

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Signature II

Situations that make difficult specifying an operation as a mathematical function– Operations that are undefined for certain inputs

• Square-root, overflow 나 underflow 를 초래하는 연산– Implicit arguments

• Global variables, non-local identifier reference– Side effect

• An operation may return an explicit result, but it also modify the values stored in other objects, both programmer- and system-defined … modification of input arguments

– Self-modification (history sensitivity)• modify its own internal structure, either local data that are retained

between executions or its code… random number generator .. Java, LISP …. Java 에서 어떻게 ???? --- static type

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Declarations

float A, B; $abc = ‘a string’; $abc = 7; imax =7 DECLARE X FIXED DECIMAL (5,3)

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Purposes for Declarations

Choice of storage representation Storage management

– Lifetimes of data objects memory class of C, C++

Polymorphic operations– Resolving overload (generic) at compile time

Type checking

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Type checking

Type error Runtime (dynamic type) checking Compile time (static

type) checking Dynamic type checking, typeless flexibility in program

design (polymorphism) – Disadvantage

• Difficult to debug

• Type information must be kept during program execution

• Slowdown the execution speed

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Information for Static type checking

For each operation, the number, order, and data types of its arguments and results (i.e signature)

The type of data object associated with a variable must be invariant … For each variable, the type of data object named

The type of each constant data object

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Static type checking ….

In most languages, static type checking is not possible– By dynamic type checking … high cost

– By leaving the operations unchecked …cause serious and subtle program errors

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Strong Typing

컴파일 과정에서 모든 형 검증이 끝나는 (static type checking) 언어를 strongly typed 언어라고 한다 .

Algol 68 은 strongly typed 언어이지만 , PASCAL 은 아니다 .

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Pascal

⒜ PASCAL 에서 프로시듀어나 함수가 인자로 사용될

경우 번역 과정에서 형 검증을 할 수 없다 . – precedure who_knows( i, j : integer; procedure f );

var k : boolean;

begin

k := j < i;

if k then f(k) else f(i)

end

• 위의 프로그램에서 컴파일러는 f(k) 와 f(i) 가 오류인지 아닌지 알 수 없다 . 그 이유는 실질 인자 (actual parameter) 가 무엇인지에 따라 오류 여부가 결정되기 때문이다 .

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Algol

Algol 68 은 그와 같은 문제가 발생하지 않는다 .

– proc who_knows = ( int i, int j, proc(bool) void f) void :

begin

bool k;

k := j < i;

if k then f(k)

else f(j) error !!!

fi

end

C 언어는 ?

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다른 비교

(B) PASCAL 에서 a, b, c 가 1..10 인 subrange 형일 경우에 , "a := b +

c" 가 오류일지 아닐 지는 수행 시에만 알 수 있다 Algol68 에서는 위의 문제를 type 이 맞지 않는 것으로 보지 않고 , value

가 맞지 않는 것으로 취급한다 .

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다른 비교

⒞ – PASCAL 의 variant record 는 번역시에 검증 못함– Algol 68 의 union 은 그렇지 않다 . 수행 시 검증이 필요한 것은

프로그래머가 명시적으로 프로그램해야 한다 . ⒟

– PASCAL 에서는 형 일치 (type-compatibility) 에 대한 규칙이 없지만 , Algol 68 은 명확히 정의되어 있다 .

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형 일치

이름 일치 (Name equivalence) 두 변수의 형은 동일한 사용자 정의나 내장형 이름일 경우 , 또는 같은 선언에

나타난 경우에만 일치한다 . 따라서 d, e.b 와 f.b 는 같은 형이고 , a 와 b는 같은 형이며 , e 와 f 같은 형이다 . 그러나 a 와 c 는 같은 형이 아니다 .

구조적 일치 (Structural equivalence) 두 변수는 같은 구조를 가지면 같은 형이다 . 이 경우 a, b, c, d, e.b 와 f.b

는 같은 형이다 .

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실제 예

Algol 68 은 구 조 적 일 치 기 법 으 로 형 일 치 를 검 증하 도 록 정의되어 있다 .

PASCAL 은 컴파일러 구현과정에서 정의되도록 되어있다 . – 따라서 같은 PASCAL 프로그램도 컴파일러에 따라 결과가 다를 수

있다 . – 대부분의 PASCAL 컴파일러는 구조적 일치를 사용하지만 , 인자

교환 (parameter passing) 에서는 이름일치를 사용한다 . 이름일치를 사용할 경우 정수 값을 정수의 subrange 형인 변수에 형 변환 (type conversion) 없이는 기억시킬 (assign) 수 없다 .

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형 일치 (Type compatibility)

프로그램의 예– type t = array[1..20] of integer;

var a, b : array[1..20] of integer;

c : array[1..20] of integer;

d : t

e, f : record

a : integer;

b : t

end

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숙제

pointer 를 잘못 사용하면 생길 수 있는 오류와 이를 해결하는 각 프로그래밍 언어가 취하는 방법을 설명하라 !!!

– PL 자습자료를 참고하면 됨 !!!!! C 언어에서 compile time 에 type checking 이 불가능한

예를 보여라 .