Разрешение имен (языки программирования)

См. Также: Разрешение имен (компьютерные системы)

В языках программирования разрешение имен — это преобразование токенов внутри программных выражений в предполагаемые компоненты программы.

Обзор

Выражения в компьютерных программах ссылаются на переменные, типы данных, функции, классы, объекты, библиотеки, пакеты и другие объекты по имени. В этом контексте разрешение имен относится к ассоциации этих не обязательно уникальных имен с предполагаемыми программными объектами. Алгоритмы , определяющие, к чему относятся эти идентификаторы в конкретных контекстах, являются частью определения языка.

На сложность этих алгоритмов влияет сложность языка. Например, разрешение имен на языке ассемблера обычно включает только один простой поиск в таблице , тогда как разрешение имен в C++ чрезвычайно сложно, поскольку оно включает в себя:

• пространства имен , которые позволяют идентификатору иметь разные значения в зависимости от связанного с ним пространства имен;
• scopes , которые позволяют идентификатору иметь разные значения на разных уровнях области действия и которые включают в себя различные правила переопределения и скрытия области действия. На самом базовом уровне разрешения имен обычно пытаются найти привязку в наименьшей охватывающей области, так что, например, локальные переменные заменяют глобальные переменные; это называется затенением .
• правила видимости , которые определяют, видны ли идентификаторы из определенных пространств имен или областей видимости из текущего контекста;
• перегрузка , которая позволяет идентификатору иметь разные значения в зависимости от того, как он используется, даже в одном пространстве имен или области видимости;
• accessibility , который определяет, действительно ли идентификаторы из видимой области действительно доступны и участвуют в процессе разрешения имен.

Статический или динамический

В языках программирования разрешение имен может выполняться либо во время компиляции , либо во время выполнения . Первое называется статическим разрешением имен , второе — динамическим разрешением имен .

Довольно распространенное заблуждение состоит в том, что динамическая типизация подразумевает динамическое разрешение имен. Например, Erlang является динамически типизированным, но имеет статическое разрешение имен. Однако статическая типизация подразумевает статическое разрешение имен.

Статическое разрешение имен перехватывает во время компиляции использование переменных, находящихся вне области видимости; предотвращение ошибок программиста. Языки с динамическим разрешением области видимости жертвуют этой безопасностью ради большей гибкости; они обычно могут устанавливать и получать переменные в одной области во время выполнения.

Например, в Python интерактивном REPL :

>>> number = 99
>>> first_noun = "problems"
>>> second_noun = "hound"
>>> # Which variables to use are decided at runtime
>>> print(f"I got {number} {first_noun} but a {second_noun} ain't one.")
I got 99 problems but a hound ain't one.

Однако сообщество Python не одобряет использование динамического разрешения имен в коде. Эта функция также может быть удалена в более поздней версии Python.

Примеры языков, использующих статическое разрешение имен, включают C , C++ , E , Erlang , Haskell , Java , Pascal , Scheme и Smalltalk . Примеры языков, использующих динамическое разрешение имен, включают некоторые диалекты Lisp , Perl , PHP , Python , Rebol и Tcl .

Маскировка имени

Маскирование происходит, когда один и тот же идентификатор используется для разных сущностей в перекрывающихся лексических областях. На уровне переменных (а не имен) это называется затенением переменных . Идентификатор I' (для переменной X') маскирует идентификатор I (для переменной X), когда выполняются два условия.

1. У меня то же имя, что и у меня
2. Я' определен в области, которая является подмножеством области действия I.

Говорят, что внешняя переменная X затенена внутренней переменной X'.

Например, параметр «foo» затеняет локальную переменную «foo» в следующем шаблоне:

private int foo;  // Name "foo" is declared in the outer scope

public void setFoo(int foo) {  // Name "foo" is declared in the inner scope, and is function-local.
    this.foo = foo;  // Since "foo" will be first found (and resolved) in the ''innermost'' scope,
                     // in order to successfully overwrite the stored value of the attribute "foo"
                     // with the new value of the incoming parameter "foo", a distinction is made
                     // between "this.foo" (the object attribute) and "foo" (the function parameter). 
}

public int getFoo() {
    return foo;
}

Маскирование имен может вызвать осложнения при перегрузке функций из-за того, что в некоторых языках, особенно в C++, перегрузка не происходит в разных областях, что требует переобъявления или явного импорта всех перегруженных функций в заданное пространство имен.

Альфа-переименование, чтобы упростить разрешение имен

В языках программирования с лексической областью видимости , которая не отражает имена переменных, α-преобразование (или α-переименование) может использоваться для упрощения разрешения имен путем нахождения замены, которая гарантирует, что ни одно имя переменной не маскирует другое имя в содержащейся области. Альфа-переименование может облегчить статический анализ кода , поскольку только альфа-переименователь должен понимать правила области видимости языка.

Например, в этом коде:

class Point {
private:
  double x, y;

public:
  Point(double x, double y) {  // x and y declared here mask the privates
    setX(x);
    setY(y);
  }

  void setX(double newx) { x = newx; }
  void setY(double newy) { y = newy; }
}

в рамках точек Конструктор , переменные экземпляра х и y затенены локальными переменными с тем же именем. Это может быть переименовано в альфа-канале:

class Point {
private:
  double x, y;

public:
  Point(double a, double b) {
    setX(a);
    setY(b);
  }

  void setX(double newx) { x = newx; }
  void setY(double newy) { y = newy; }
}

В новой версии маскировки нет, поэтому сразу видно, какое использование каким объявлениям соответствует.

См. также

• Пространство имен (программирование)
• Область применения (программирование)
• Столкновение имен