Файл: Сравнительный анализ процедур для различных языков программирования.pdf

При создании языка (и здесь качественное отличие от языка C) не ставилась задача обеспечить максимальную производительность исполняемого кода или лаконичность исходного кода для экономии оперативной памяти. Изначально, язык ставил во главу угла стройность и высокую читаемость, поскольку был предназначен для обучения дисциплине программирования. Эта изначальная стройность, в дальнейшем, как по мере роста аппаратных мощностей, так и в результате появления новых парадигм, упростила расширение языка новыми конструкциями.

Ниже перечислены некоторые отличия синтаксических конструкций Delphi от семейства C-подобных языков (C/C++/Java/C#):

В Delphi формальное начало любой программы четко отличается от других участков кода и должно располагаться в определенном, единственном в рамках проекта, исходном файле с расширением dpr (тогда как другие файлы исходных текстов программы имеют расширение pas)
В С-подобных языках программирования в качестве входа обычно используется глобальная функция или статический метод с именем main и определенным списком параметров, причём такая функция может быть расположена в любом из файлов исходного текста проекта.
В Delphi идентификаторы типов, переменных, а равно и ключевые слова читаются независимо от регистра: например идентификатор SomeVar полностью эквивалентен somevar. Регистро-зависимые идентификаторы в начале компьютерной эпохи ускоряли процесс компиляции, и кроме того, позволяли использовать очень короткие имена, порой отличающиеся лишь регистром.

И хотя к настоящему времени обе эти практики − использование нескольких идентификаторов, различающихся лишь регистром, равно как и чрезмерная их лаконичность, осуждены и не рекомендованы к применению, практически все унаследованные от С языки − C++, Java, C# − являются регистро-зависимыми, что, с одной стороны, требует достаточно большой внимательности к объявлению и использованию идентификаторов, а с другой — принуждает писать более строгий код, когда каждая переменная имеет чётко определённое имя (вариации регистра могут вызвать путаницу и ошибки).

В Delphi в исходных файла pas (которые, как правило, и содержат основное тело программы) на уровне языковых средств введено строгое разделение на интерфейсный раздел и раздел реализации. В интерфейсной части содержатся лишь объявления типов и методов, тогда как код реализации в интерфейсной части не допускается на уровне компиляции. Подобное разделение свойственно также языкам C/C++, где в рамках культуры и парадигмы программирования вводится разделение на заголовочные и собственно файлы реализации, но подобное разделение не обеспечивается на уровне языка или компилятора.
В C# и Java такое разделение устранено вовсе − реализация метода, как правило, следует сразу же после его объявления. Инкапсуляция обеспечивается лишь принадлежностью метода к той или иной области видимости. Для просмотра одной только интерфейсной части модуля исходного кода используются специальные средства.
В Delphi метод или функция четко определяются зарезервированными для этого ключевыми словами procedure или function, тогда как в C-подобных языках различие обуславливается ключевым словом, определяющим тип возвращаемого значения:
Для наиболее гибкой и эффективной реализации объектно-ориентированного подхода в Delphi, введены два механизма полиморфного вызова: классический виртуальный, а также динамический: если в случае классического виртуального вызова, адреса всех виртуальных функций будут содержаться в таблице виртуальных методов каждого класса, то в случае с динамическим вызовом указатель на метод существует лишь в таблице того класса, в котором он был задан или перекрыт.

Таким образом, для динамического вызова из класса D метода класса A, переопределенного в B, потребуется выполнить поиск в таблицах методов классов D, A и B.

Подобная оптимизация имеет своей целью уменьшение размера статической памяти, занимаемой под таблицы методов. Экономия может быть существенна для длинных иерархий классов, с очень большим количеством виртуальных методов. В C-подобных языках динамические полиморфные вызовы не применяются.

В отличие от C# язык Delphi допускает создание(инстанциацию) экземпляра абстрактного класса, то есть класса, содержащего абстрактные(чисто виртуальные) методы. При помощи специальных техник код базового абстракного класса может определить на этапе выполнения, перекрыт ли в фактическом классе экзепляра конкретный абстрактный метод, и, в зависимости от этого, варьировать своё поведение, более полно реализуя парадигму полиморфизма.

2. Сравнительная характеристика языков Delphi и C++

Данные языки программирования можно различать:

по структуре программы;

Структура программ на Delphi и C++ похожа, в особенности еще и потому, что использовались продукты одной и той же компании Borland: программа разделяется на заголовочную часть, раздел описаний и тело программы, состоящее из функций. В C++ нет четкого разделения на заголовочную часть и раздел описаний, т.к. переменные можно объявлять, в отличие от Delphi, прямо в теле программы, что является, бесспорно, плюсом, хотя и небольшим. Кроме того, в С++ нет четкого разделения на функции и процедуры, как в Паскале, т.к. любая процедура представляется как функция, которая не возвращает никакого значения.

по типам данных и их описанию;

Как уже было сказано, в С++ переменные можно объявлять, в отличие от Delphi, прямо в теле программы, что упрощает процесс понимания исходного кода, а также добавляет удобства программисту. Типы данных в С++ и Delphi похожи, в большей степени зависят от версии компилятора. Фирма Borland старается как можно более унифицировать типы данных в компиляторе С++ и Delphi Оба языка являются объектно-ориентированными (опять же, это зависит от компилятора). Оба языка поддерживают большие объемы данных, например, массивы с большим количеством элементов.

по описанию основных операторов;

Если взять, например, операторы ввода-вывода на экран, то мы уже тут увидим принципиальное различие между этими двумя языками. В Паскале ввод-вывод максимально упрощается, предлагая программисту основные операции (чтение-вывод строки, чисел и т.д.). В Си же операции ввода-вывода являются скорее универсальным, чем удобным инструментом, ориентированным скорее на профессионала, чем на новичка.

по технологии создания программ.

Учитывая то, что оба языка предоставляют сравнимые фундаментальные возможности (объектно-ориентированный подход, работа с большими объемами данных, возможность низкоуровневого программирования), то к ним применимы одинаковые технологии создания программ: структурное программирование, объектно-ориентированное программирование.

2.1. Сравнение указанных элементов языков

2.1.1 Файлы и потоки в C++

Файлом называют способ хранения информации на физическом устройстве. Файл — это понятие, которое применимо ко всему — от файла на диске до терминала.

В C++ отсутствуют операторы для работы с файлами. Все необходимые действия выполняются с помощью функций, включенных в стандартную библиотеку. Они позволяют работать с различными устройствами, такими, как диски, принтер, коммуникационные каналы и т.д. Эти устройства сильно отличаются друг от друга. Однако файловая система преобразует их в единое абстрактное логическое устройство, называемое потоком.

Текстовый поток — это последовательность символов. При передаче символов из потока на экран, часть из них не выводится (например, символ возврата каретки, перевода строки).

Двоичный поток — это последовательность байтов, которые однозначно соответствуют тому, что находится на внешнем устройстве.

Режим доступа — строка, указывающая режим открытия файла файла и тип файла.

2.2.2. Файлы и потоки в Delphi. Работа с файлами в Delphi

Технология работы с файлами в системе Delphi требует определённого порядка действий:

Прежде всего файл должен быть открыт. Система следит, чтобы другие приложения не мешали работе с файлом. При этом определяется, в каком режиме открывается файл - для изменения или только считывания информации. После открытия файла в программу возвращается его идентификатор, который будет использоваться для указания на этот файл во всех процедурах обработки.

Начинается работа с файлом. Это могут быть запись, считывание, поиск и другие операции.

Файл закрывается. Теперь он опять доступен другим приложениям без ограничений. Закрытие файла гарантирует, что все внесённые изменения будут сохранены, так как для увеличения скорости работы изменения предварительно сохраняются в специальных буферах операционной системы.

В Delphi реализовано несколько способов работы с файлами. Познакомимся со классическим способом, связанным с использованием файловых переменных. Файловая переменная вводится для указания на файл.

Описанная таким образом файловая переменная считается нетипизированной, и позволяет работать с файлами с неизвестной структурой. Данные считываются и записываются побайтно блоками, размер которых указывается при открытии файла, вплоть от 1 байт.

Но чаще используются файлы, состоящие из последовательности одинаковых записей. Для описания такого файла к предыдущему описанию добавляется указание типа записи:

В качестве типа могут использоваться базовые типы, или создаваться свои. Важно только, чтобы для типа был точно известен фиксированный размер в байтах, поэтому, например, тип String в чистом виде применяться не может, а только в виде String[N].

Данные, считанные из файла или записываемые в файл, содержатся в обычной переменной, которая должна быть того же типа, что и файловая. Поэтому сначала в программе лично я описываю нужный тип, а затем ввожу две переменные этого типа - файловую и обычную:

Для текстовых файлов тип файловой переменной в этом случае TextFile, а тип обычной - String.

Для открытия файла нужно указать, где он расположен. Для этого файловая переменная должна быть ассоциирована с нужным файлом, который определяется его адресом. Адрес файла может быть абсолютным, с указанием диска и каталогов, или относительным, тогда он создаётся в папке с .exe файлом программы. Для задания относительного адреса достаточно указать имя файла с нужным расширением. Делается это оператором AssignFile.

Теперь файл должен быть открыт. Открытие файла оператором Rewrite приведёт воссозданию файла заново, т.е. существующий файл будет без предупреждения уничтожен, и на его месте будет создан новый пустой файл заданного типа, готовый к записи данных. Если же файла не было, то он будет создан.

Потоки в Delphi

Потоки в Delphi выполняют функцию имитации псевдопараллельной работы приложения. Как известно, для организации многозадачности операционная система выделяет каждому приложению, выполняющемуся в настоящий момент, определённые кванты времени, длина и количество которых определяется его приоритетом. Поэтому объём работы, который приложение может выполнить, определяется тем, сколько таких квантов оно сможет получить в единицу времени. Для операционной системы каждый поток является самостоятельной задачей, которой выделяются кванты времени на общих основаниях. Поэтому приложение Delphi, умеющее создать несколько потоков, получит больше времени операционной системы, и соответственно сможет выполнить больший объём работы.

Заключение

Язык С (читается "Си") создан в начале 70-х годов, когда Кен Томпсон и Дэннис Ритчи из Bell Labs разрабатывали операционную систему UNDC Сначала они создали часть компилятора С, затем использовали се для компиляции остальной части компилятора С и, наконец, применили полученный в результате компилятор для компиляции UNIX. Операционная система UNIX первоначально распространялась в исходных кодах на С среди университетов и лабораторий, а получатель мог откомпилировать исходный код на С в машинный код с помощью подходящего компилятора С.