Заявление (информатика)

В компьютерном программировании оператор — это синтаксическая единица императивного языка программирования , которая выражает некоторое действие, которое необходимо выполнить. ^[1] Программа , написанная на таком языке, состоит из последовательности одного или нескольких операторов. Оператор может иметь внутренние компоненты (например, выражения ).

Многие языки программирования (например, Ada , Algol 60 , C , Java , Pascal ) проводят различие между операторами и определениями/объявлениями . Определение или объявление определяет данные, с которыми должна работать программа, а оператор определяет действия, которые необходимо предпринять с этими данными.

Высказывания, которые не могут содержать другие утверждения, являются простыми ; те, которые могут содержать другие утверждения, являются составными . ^[2]

Внешний вид оператора (да и программы) определяется его синтаксисом или грамматикой. Смысл высказывания определяется его семантикой .

Простые утверждения

Простые утверждения полны сами по себе; к ним относятся присваивания, вызовы подпрограмм и несколько операторов, которые могут существенно повлиять на поток управления программой (например, goto , return , stop/halt). В некоторых языках ввод и вывод, утверждения и выходы обрабатываются специальными операторами, в то время как в других языках используются вызовы предопределенных подпрограмм.

назначение
- Фортран: variable = expression
- Паскаль, Алгол 60, Ада: variable := expression;
- C, C#, C++, PHP, Java: variable = expression;
вызов
- Фортран: CALL subroutine name(parameters)
- C, C++, Java, PHP, Паскаль, Ада: subroutine name(parameters);
утверждение
- С, С++, PHP: assert(relational expression);
- Ява: assert relational expression;
перейти к
- Фортран: GOTO numbered-label
- Алгол 60: goto label;
- С, С++, PHP, Паскаль: goto label;
возвращаться
- Фортран: RETURN value
- C, C++, Java, PHP: return value;
стоп/остановка/выход
- Фортран: STOP number
- С, С++: exit(expression)
- PHP: exit number;

Сложные утверждения

Составные операторы могут содержать (последовательности) операторов, вложенных на любую разумную глубину, и обычно включают в себя тесты, позволяющие решить, следует ли подчиняться или повторять эти содержащиеся операторы.

Обозначения для следующих примеров:

<оператор> — это любой отдельный оператор (может быть простым или составным).
<последовательность> — это любая последовательность из нуля или более <операторов>.

Некоторые языки программирования предоставляют общий способ группировки операторов, так что любой отдельный <оператор> можно заменить группой:

Алгол 60: begin <sequence> end
Паскаль: begin <sequence> end
Си, PHP, Ява: { <sequence> }

В других языках программирования для каждого типа составных операторов используется свой специальный терминатор, поэтому один или несколько операторов автоматически обрабатываются как группа:

Есть: if test then <sequence> end if;

Многие составные операторы представляют собой команды цикла или команды выбора. Теоретически требуется только одна команда каждого из этих типов. На практике довольно часто встречаются различные частные случаи; они могут облегчить понимание программы, облегчить программирование и часто могут быть реализованы гораздо эффективнее. Здесь не упомянуто множество тонкостей; подробности см. в связанных статьях.

цикл, управляемый счетом :
- Алгол 60: for index := 1 step 1 until limit do <statement> ;
- Паскаль: for index := 1 to limit do <statement> ;
- С, Ява: for ( index = 1; index <= limit; index += 1) <statement> ;
- Есть: for index in 1..limit loop <sequence> end loop
- Фортран 90:
```
DO index = 1,limit
    <sequence>
END DO
```

цикл с условием и проверкой в начале цикла:
- Алгол 60: for index := expression while test do <statement> ;
- Паскаль: while test do <statement> ;
- С, Ява: while (test) <statement> ;
- Есть: while test loop <sequence> end loop
- Фортран 90:
```
DO WHILE (test)
    <sequence>
END DO
```
цикл, управляемый по условию , с проверкой в конце цикла:
- Паскаль: repeat <sequence> until test; { note reversed test}
- С, Ява: do { <sequence> } while (test) ;
- Есть: loop <sequence> exit when test; end loop;
цикл, управляемый по условию, с проверкой в середине цикла:
- С: do { <sequence> if (test) break; <sequence> } while (true) ;
- Есть: loop <sequence> exit when test; <sequence> end loop;
Простая ситуация с оператором if :
- Алгол 60: if test then <unconditional statement> ;
- Паскаль: if test then <statement> ;
- С, Ява: if (test) <statement> ;
- Есть: if test then <sequence> end if;
- Фортран 77+:
```
IF (test) THEN
    <sequence>
END IF
```

оператора if двусторонний выбор :
- Алгол 60: if test then <unconditional statement> else <statement> ;
- Паскаль: if test then <statement> else <statement> ;
- С, Ява: it (test) <statement> else <statement> ;
- Есть: if test then <sequence> else <sequence> end if;
- Фортран 77+:
```
IF (test) THEN
    <sequence>
ELSE
    <sequence>
END IF
```
Оператор case/switch, многосторонний выбор:
- Паскаль: case c of 'a': alert(); 'q': quit(); end;
- Есть: case c is when 'a' => alert(); when 'q' => quit(); end case;
- С, Ява: switch (c) { case 'a': alert(); break; case 'q': quit(); break; }
Обработка исключений :
- Есть: begin protected code except when exception specification => exception handler
- Ява: try { protected code } catch (exception specification) { exception handler } finally { cleanup }
- Питон: try: protected code except exception specification: exception handler else: no exceptions finally: cleanup

Синтаксис

Помимо присваиваний и вызовов подпрограмм, в большинстве языков каждый оператор начинается со специального слова (например, goto, if, while и т. д.), как показано в приведенных выше примерах. Для описания формы высказываний на разных языках использовались различные методы; более формальные методы имеют тенденцию быть более точными:

В Алголе 60 использовалась форма Бэкуса-Наура (BNF), которая установила новый уровень спецификации грамматики языка. ^[3]
Вплоть до Фортрана 77 язык описывался английской прозой с примерами: ^[4] Начиная с Фортрана 90, язык описывался с использованием варианта BNF. ^[5]
Кобол использовал двумерный метаязык. ^[6]
Паскаль использовал как синтаксические диаграммы , так и эквивалентный BNF. ^[7]

BNF использует рекурсию для выражения повторения, поэтому различные расширения, были предложены позволяющие прямо указывать повторение.

Заявления и ключевые слова

Некоторые грамматики языков программирования резервируют ключевые слова или помечают их особым образом и не позволяют использовать их в качестве идентификаторов . Это часто приводит к тому, что грамматики легче анализировать и требуют меньшего просмотра .

Нет выделенных ключевых слов

Фортран и PL/1 не имеют зарезервированных ключевых слов, что позволяет использовать такие выражения, как:

в ПЛ/1:
- IF IF = THEN THEN ... (второй IF и первый THEN являются переменными).
на Фортране:
- IF (A) X = 10... условный оператор (с другими вариантами)
- IF (A) = 2 присвоение индексной переменной с именем IF

Поскольку до Фортрана 95 пробелы были необязательными, опечатка могла полностью изменить смысл оператора:

DO 10 I = 1,5 начало цикла, где I работает от 1 до 5
DO 10 I = 1.5 присвоение значения 1,5 переменной DO10I

Помеченные слова

В Алголе 60 и Алголе 68 специальные токены выделялись явно: для публикации жирным шрифтом, например begin; для программирования, с какой-то специальной маркировкой, например, флагом ( 'begin), кавычки ( 'begin') или подчеркнутый ( begin на Эллиотте 503 ). Это называется «строппинг».

Таким образом, токены, являющиеся частью синтаксиса языка, не конфликтуют с именами, определенными программистом.

Зарезервированные ключевые слова

Некоторые имена зарезервированы как часть языка программирования и не могут использоваться в качестве имен, определяемых программистом. Большинство самых популярных языков программирования используют зарезервированные ключевые слова. Ранние примеры включают FLOW-MATIC (1953) и COBOL (1959). С 1970 года другие примеры включают Ada, C, C++, Java и Pascal. Количество зарезервированных слов зависит от языка: в C их около 30, а в COBOL — около 400.

Семантика

Семантика связана со значением программы. В документах стандартов для многих языков программирования используется BNF или какой-либо его эквивалент для выражения синтаксиса/грамматики довольно формальным и точным способом, но семантика/значение программы обычно описывается с использованием примеров и английской прозы. Это может привести к двусмысленности. ^[8] В некоторых описаниях языков значение составных операторов определяется использованием «более простых» конструкций, например, цикл while может быть определен комбинацией тестов, переходов и меток , используя if и goto.

В статье о семантике описываются несколько математических/логических формализмов, которые использовались для точного определения семантики; они, как правило, более сложны, чем BNF, и ни один подход не является общепринятым. Некоторые подходы эффективно определяют интерпретатор языка, некоторые используют формальную логику для рассуждения о программе, некоторые присоединяют аффиксы к синтаксическим объектам для обеспечения согласованности и т. д.

Выражения

Часто проводят различие между операторами, которые выполняются, и выражениями , которые оцениваются. Выражения всегда возвращают значение, а операторы - нет. Однако выражения часто используются как часть более крупного утверждения.

В большинстве языков программирования оператор может состоять не более чем из выражения, обычно после выражения следует знак завершения оператора (точка с запятой). В таком случае, хотя выражение и оценивает значение, полный оператор — нет (значение выражения отбрасывается). Например, в C, C++, C# и многих подобных языках x = y + 1 — это выражение, которое присваивает x значение y плюс один, а само выражение в целом будет иметь то же значение, что и x. Однако, x = y + 1; (обратите внимание на точку с запятой в конце) — это оператор, который по-прежнему присваивает x значение y плюс один, поскольку выражение внутри оператора все еще вычисляется, но результат выражения отбрасывается, а сам оператор не оценивается как любое значение. ^[9]

Выражения также могут содержаться внутри других выражений. Например, выражение x = y + 1 содержит выражение y + 1, который, в свою очередь, содержит значения y и 1, которые также технически являются выражениями.

Хотя в предыдущих примерах показаны выражения присваивания, некоторые языки реализуют присваивание не как выражение, а как оператор. Ярким примером этого является Python , где = — это не оператор, а просто разделитель в операторе присваивания. Хотя Python допускает множественные присваивания, поскольку каждое присваивание является выражением, это просто частный случай оператора присваивания, встроенного в грамматику языка, а не истинное выражение. ^[10]

Расширяемость

Большинство языков имеют фиксированный набор операторов, определенный языком, но были эксперименты с расширяемыми языками , которые позволяют программисту определять новые операторы.

См. также

Ссылки

^ "заявление" . вебопедия. Сентябрь 1996 года . Проверено 3 марта 2015 г.
^ Бэкус, Дж.В.; Бауэр, Флорида; Грин, Дж.; Кац, К.; Маккарти, Дж.; Наур, П.; Перлис, AJ; Рутисхаузер, Х.; Самуэльсон, К.; Вокуа, Б.; Вегштейн, Дж. Х.; ван Вейнгаарден, А.; Вуджер, М. Наур, Питер (ред.). «Пересмотренный отчет об алгоритмическом языке Алгол 60» . масса:верк . Раздел «4.1» . Проверено 23 января 2021 г.
^ Бэкус, Дж.В.; Бауэр, Флорида; Грин, Дж.; Кац, К.; Маккарти, Дж.; Наур, П.; Перлис, AJ; Рутисхаузер, Х.; Самуэльсон, К.; Вокуа, Б.; Вегштейн, Дж. Х.; ван Вейнгаарден, А.; Вуджер, М. Наур, Питер (ред.). «Пересмотренный отчет об алгоритмическом языке Алгол 60» . масса:верк . Раздел «1.1» . Проверено 23 января 2021 г.
^ «ФОРТРАН» (PDF) . Институт стандартов США. 1966 год . Получено 19 февраля 2021 г. - через WG5 Fortran Standards.
^ «Рабочий проект J3/04-007» (PDF) . J3 Фортран. 10 мая 2004 года . Проверено 19 февраля 2021 г.
^ «Справочное руководство по программированию ASCII COBOL» (PDF) . унисис. Июнь 2010 года . Проверено 23 января 2021 г.
^ Дженсен, Кэтлин; Вирт, Никлаус (1974). Гус, Г.; Хартманис, Дж. (ред.). «Руководство пользователя и отчет PASCAL» (PDF) . Конспекты лекций по информатике . Приложение Д. Проверено 19 февраля 2021 г.
^ Кнут, Делавэр (июль 1967 г.). «Остающиеся проблемные места в Алголе 60» (PDF) . Семейство Алгол . Проверено 24 февраля 2021 г.
^ «ISO/IEC 9899:1999 (E)» (PDF) . ИСО/МЭК . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2024 г.
^ «7. Простые высказывания» . Документация Python 3.10.8 .

Внешние ссылки

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПК: Определение: программный оператор.

[1] "заявление" . вебопедия. Сентябрь 1996 года . Проверено 3 марта 2015 г.

[ALGOL60-2] Бэкус, Дж.В.; Бауэр, Флорида; Грин, Дж.; Кац, К.; Маккарти, Дж.; Наур, П.; Перлис, AJ; Рутисхаузер, Х.; Самуэльсон, К.; Вокуа, Б.; Вегштейн, Дж. Х.; ван Вейнгаарден, А.; Вуджер, М. Наур, Питер (ред.). «Пересмотренный отчет об алгоритмическом языке Алгол 60» . масса:верк . Раздел «4.1» . Проверено 23 января 2021 г.

[ALGOL60RPT-3] Бэкус, Дж.В.; Бауэр, Флорида; Грин, Дж.; Кац, К.; Маккарти, Дж.; Наур, П.; Перлис, AJ; Рутисхаузер, Х.; Самуэльсон, К.; Вокуа, Б.; Вегштейн, Дж. Х.; ван Вейнгаарден, А.; Вуджер, М. Наур, Питер (ред.). «Пересмотренный отчет об алгоритмическом языке Алгол 60» . масса:верк . Раздел «1.1» . Проверено 23 января 2021 г.

[FORTRAN66-4] «ФОРТРАН» (PDF) . Институт стандартов США. 1966 год . Получено 19 февраля 2021 г. - через WG5 Fortran Standards.

[FORTRAN95-5] «Рабочий проект J3/04-007» (PDF) . J3 Фортран. 10 мая 2004 года . Проверено 19 февраля 2021 г.

[COBOL1959-6] «Справочное руководство по программированию ASCII COBOL» (PDF) . унисис. Июнь 2010 года . Проверено 23 января 2021 г.

[PASCAL-7] Дженсен, Кэтлин; Вирт, Никлаус (1974). Гус, Г.; Хартманис, Дж. (ред.). «Руководство пользователя и отчет PASCAL» (PDF) . Конспекты лекций по информатике . Приложение Д. Проверено 19 февраля 2021 г.

[Trouble-8] Кнут, Делавэр (июль 1967 г.). «Остающиеся проблемные места в Алголе 60» (PDF) . Семейство Алгол . Проверено 24 февраля 2021 г.

[9] «ISO/IEC 9899:1999 (E)» (PDF) . ИСО/МЭК . Архивировано (PDF) из оригинала 7 февраля 2024 г.

[10] «7. Простые высказывания» . Документация Python 3.10.8 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]