Научная статья на тему 'Язык программирования AspectTalk'

Язык программирования AspectTalk Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
335
103
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ / МЕТАПРОГРАММИРОВАНИЕ / ООП / АОП / МЕТАОБЪЕКТНЫЙ ПРОТОКОЛ / SMALLTALK / PROGRAMMING LANGUAGE / METAPROGRAMMING / AOP / OOP / METAOBJECT PROTOCOL

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Стефанцов Дмитрий Александрович

Описывается язык объектно-ориентированного (ООП) и аспектно-ориентированного (АОП) программирования AspectTalk, состоящий из базового языка, метаязыка, библиотек ООП и АОП. Он реализуется с помощью метапрограммирования, протоколов метаобъектов и механизма примесей. Приводится сравнение AspectTalk с языками программирования, имеющими похожие возможности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Стефанцов Дмитрий Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The AspectTalk programming language

The objectoriented (OOP) and aspect-oriented (AOP) programming language AspectTalk is described. The language consists of base language, metalanguage, and libraries for OOP and AOP. Properties of AOP in it are provided by metaprogramming, metaobject protocols and the mixins mechanism. The brief comparison of AspectTalk with similar programming languages is given.

Текст научной работы на тему «Язык программирования AspectTalk»

2012 Математические основы информатики и программирования №1(15)

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

УДК 004.432:004.435

ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ AspectTalk

Д. А. Стефанцов

Национальный исследовательский Томский государственный университет, г. Томск,

Россия

E-mail: d.a.stefantsov@isc.tsu.ru

Описывается язык объектно-ориентированного (ООП) и аспектно-ориентированного (АОП) программирования AspectTalk, состоящий из базового языка, метаязыка, библиотек ООП и АОП. Он реализуется с помощью метапрограммирования, протоколов метаобъектов и механизма примесей. Приводится сравнение AspectTalk с языками программирования, имеющими похожие возможности.

Ключевые слова: язык программирования, метапрограммирование, Smalltalk,

ООП, АОП, метаобъектный протокол.

Введение

Язык AspectTalk разработан для проведения экспериментальных исследований в области защиты программных систем обработки информации путём их интеграции с политиками безопасности средствами аспектно-ориентированного программирования [1-3].

Будучи языком метапрограммирования, язык АОП может быть построен на базе любого языка программирования. В качестве базового языка в AspectTalk используется собственный диалект языка объектно-ориентированного программирования Smalltalk, поскольку, во-первых, в настоящий момент ООП является наиболее распространённой парадигмой программирования, а во-вторых, язык Smalltalk имеет самый маленький набор правил записи среди существующих языков ООП.

В ООП вычисления производятся посылкой сообщений от одних объектов другим с просьбой произвести некоторые вычисления. При этом каждый объект обладает набором сообщений, на которые он может ответить. Этот набор называется протоколом объекта. Посылка сообщений — это способ вызова подпрограммы в объектной системе. Подробнее о системах ООП можно прочитать, например, в [4].

Свойства ООП и АОП в языке AspectTalk реализуются с помощью метаязыка, модули на котором изменяют семантику конструкций базового языка. Библиотека АОП реализована в два этапа: на первом — с помощью метаязыка в объектную систему вводятся метаобъекты, на втором — с помощью протоколов метаобъектов описывается механизм примесей.

Любые вычисления можно построить только на посылке сообщений, по примеру лямбда-исчисления [5], но в реальной вычислительной системе есть потребности взаимодействия с внешними устройствами — дисками, клавиатурой, монитором, мышью и т. д., а также в эффективных вычислениях и в управлении памятью. Для того чтобы

удовлетворить эти потребности, в объектную систему вводится дополнительная сущность — виртуальная машина (ВМ), выполняющая требуемый набор операций, называемых, по традиции, примитивами.

Для упрощения процесса трансляции и выполнения программы ВМ представляют, как правило, не набором подпрограмм, а в виде самостоятельной программы, принимающей на вход последовательности команд. Допустимые для ВМ команды образуют язык ВМ.

В данной работе описывается язык AspectTalk: подробно — его базовый язык и метаязык и кратко — библиотеки ООП и АОП. Последняя реализована с помощью протоколов метаобъектов. Сообщается также об используемых ВМ и о трансляторе с AspectTalk в промежуточный язык. Показано, как с помощью основных конструкций языка AspectTalk можно реализовать свойства распространённых объектно-ориентированных и аспектно-ориентированных систем.

1. Базовый язык

Объекты представляют собой наборы данных и допустимых операций над этими данными. Данные и операции, как правило, подбираются способом, подходящим для той или иной предметной области. Например, есть объекты-строки, представляющие собой последовательности символов. Операции над объектами-строками — это конкатенация, взятие подстроки, поиск подстроки в строке и т. д. Есть также объекты-числа с допустимыми операциями — сложением, умножением, делением, вычитанием и т. д. Данные объекта и операции над объектом называются соответственно член-функциями и член-данными объекта.

Объектная система строится рекурсивно: данные объекта являются ссылками на другие объекты. Для упрощения вводятся элементарные данные — объекты, реализация которых скрыта от пользователя объектной системы (программиста) с помощью ВМ. Элементарные данные могут не содержать ссылок на другие объекты.

Существует несколько способов задания множеств операций над объектами. Алгоритм поиска операции по её имени называется диспетчеризацией.

Член-данные и член-функции объекта хранятся в словарях —объектах, являющихся важными компонентами любой объектной системы. Словарь представляет собой функцию, отображающую множество одних объектов в множество других. Например, словарь может отображать числа на строки, содержащие записи этих чисел в восьмеричной системе счисления, и быть определённым только для чётных чисел. Он может отображать строки на числа и другие словари и быть определённым только для строк «мой дядя», «самых», «честных правил». Аргументы функции, представляемой словарём, называются ключами. Пара (ключ, значение) в словаре называется элементом этого словаря. Операции над словарями позволяют получить значение, соответствующее некоторому ключу, изменить значение, соответствующее некоторому ключу (т. е. расширить функцию), добавить новый ключ в словарь (т. е. расширить функцию, представляемую словарём) и т. д.

По цели использования все словари объектной системы можно разделить на пользовательские и системные. Первые пользователь объектной системы (т. е. программист) явно задаёт в программе, вторые определяются в объектной системе неявно и используются для её работы. Например, множество переменных, используемых в подпрограмме, задаётся словарём, отображающим имена переменных в их значения.

Здесь описываются базовая часть языка AspectTalk, а также конструкции языка в порядке их усложнения. Для каждой конструкции приводится соответствующая

часть грамматики в бэкусовой форме. Лексемы языка вводятся по мере необходимости с помощью регулярных выражений.

1.1. Литералы

Базовый язык AspectTalk включает стандартные типы объектов, необходимые для реализации большинства алгоритмов, — числа, строки, массивы и т. п. Для описания объектов стандартных типов в языке AspecTalk существуют специальные конструкции, называемые литералами и обладающие следующим свойством: два объекта, описанные одной конструкцией, равны. Как правило, строковое представление объекта стандартного типа, используемое, например, при выводе этого объекта на экран, совпадает с литералом, описывающим данный объект (листинг 1).

1

2

3

4

5

6

integer string char symbol <literal> < array >

[+\-]?([0-9]+r)?[0-9a-zA-Z] +

’([“’] I ’’) + ’

\$.

#[~\t\n\r [\]{}() " ’#; .] + integer I string I char I symbol "#(" <literal> ") "

Листинг 1. Литералы языка AspectTalk

I <array>

Числа

На данный момент язык AspecTalk поддерживает только литералы целых чисел. Соответствующее регулярное выражение представлено в строке 1 листинга 1. Целое число начинается с необязательного знака, после чего следует необязательное указание на систему счисления (по умолчанию используется десятичная), а затем записывается модуль числа.

Основание системы счисления может принимать значения от 2 до 36 включительно. Для записи цифр больше 9 используются символы английского алфавита в верхнем или нижнем регистре.

Примеры литералов, задающих целые числа: +0, 2r0, 16r0, -3r0. Все перечисленные литералы задают число 0.

Строки

Строковые литералы представляют собой последовательности знаков, заключенные в одинарные кавычки (см. строку 2 листинга 1). Для того чтобы включить знак одинарной кавычки в строковый литерал, его необходимо продублировать.

Примеры строковых литералов: ’мой дядя’, ’самых’, ’честных правил’,

’Dot your i”s and cross your t”s’.

Знаки

Знаки являются составными частями строк и задаются литералами, удовлетворяющими регулярному выражению в строке 3 листинга 1: литерал, задающий знак, начинается с символа «$», после которого следует требуемый знак.

Например, строка ’мой дядя’ содержит знаки $м, $о, $й, $ , $д, $я, $д, $я.

Символы

Символы используются в качестве ключей в системных словарях, т. е. в словарях член-функций, член-данных, аргументов, локальных переменных. Ключи в словарях член-функций называются селекторами, в прочих системных словарях — идентификаторами. Регулярное выражение для литералов, описывающих символы, представ-

лено в строке 4 листинга 1: описание символа начинается со знака «#», после которого записывается последовательность знаков. Примеры символов: #size, #at:put:.

Массивы

В языке AspectTalk, как и в языке Smalltalk, существуют литералы для массивов, элементы которых могут быть заданы литералами. Описание массива начинается со знаков «#(», после чего следуют 0 или более литералов, разделённых пробельными знаками, затем следует знак «)». В строках 5 и 6 листинга 1 приведена бэкусова форма, определяющая возможные литералы для описания массивов; внутри массивов знаки «#» могут быть опущены при описании символов и вложенных массивов.

Примеры массивов: #(), #(1 #two (three) ’four’).

Во многих языках программирования литералы отождествляются с константами. В языке AspectTalk этого отождествления следует избегать, поскольку массив, заданный литералом, не является константой и может быть изменён.

1.2. П е р е м е н н ы е

В объектной системе объекту может быть сопоставлено имя. Соответствие имени объекту хранится в системных словарях. Элементы системных словарей, используемые для хранения данных, называются переменными. Будем говорить, что в переменной x хранится объект у или значение у, если объект у имеет имя x в объектной системе.

Имя переменной является идентификатором и представляет собой последовательность букв, цифр и знаков подчёркивания, начинающуюся не с цифры. Регулярное выражение, описывающее возможные идентификаторы, есть [a-zA-Z_][0-9a-zA-Z_]*. Примеры идентификаторов: x, y, index.

Переменные в языке AspectTalk хранят только ссылки на объекты, как, например, переменные в языках Smalltalk, Python и Java. Объекты хранятся в динамической памяти ВМ и удаляются механизмом сборки мусора в случае, если объект становится недоступным через текущие переменные программы. В отличие от языка Java, переменной не сопоставлена метка типа хранящегося объекта, поэтому в одной и той же переменной можно хранить объекты разных типов, как в языках Smalltalk и Python.

Присвоение значения переменной производится с помощью специальной операции, имеющей, по историческим причинам, три обозначения: «:=», «<-» и «_». В листинге 2 приведены примеры присвоений: в строке 1 переменной x присваивается значение ’Hello, world!’, в строке 2 переменной у присваивается значение переменной х, в строке 3 производится множественное присвоение — в переменных x и y сохраняется ссылка на целое число 31337.

1 x := ’Hello, world!’

2 y := x

3 y := x := 31337

Листинг 2. Примеры присвоений в языке AspectTalk

В языке AspectTalk есть псевдопеременные — переменные, значение которых всегда определено тем или иным образом и не может быть изменено командой присвоения. Примерами псевдопеременных являются true, false и nil, указывающие всегда на булевы константы 0, 1 и «пустой объект» соответственно.

1.3. Посылка сообщений

Объекты взаимодействуют при помощи посылки сообщений друг другу. Сообщение включает в себя имя и набор параметров. После получения сообщения объект

выполняет процедуру диспетчеризации — находит необходимый алгоритм обработки принятого сообщения. В процессе обработки сообщения объект может посылать сообщения другим объектам или самому себе. Заканчивается процесс обработки возвратом результата объекту, пославшему сообщение.

Результат процедуры диспетчеризации зависит от параметров трёх типов — объекта, принимающего сообщение, имени сообщения и параметров сообщения.

Процесс посылки сообщения можно рассматривать как способ вызова подпрограммы. Главные отличия: l) позднее связывание сообщения с алгоритмом, выполняющим его обработку; 2) алгоритму обработки сообщения всегда передаётся дополнительный параметр — ссылка на объект, принявший сообщение, которая хранится в псевдопеременной self.

Унарные сообщения

Унарные сообщения не имеют параметров. Для посылки унарного сообщения необходимо после объекта-получателя записать селектор сообщения. В листинге З приведены примеры посылки унарных сообщений: в строке l массиву посылается сообщение с селектором #size, после чего результат — размер массива, число З — записывается в переменную n; в строке 2 числу n посылается сообщение с селектором #factorial, после чего результат — число б — записывается в переменную x.

1 n := #(one two three) size

2 x : = n f ac t ori al

Листинг З. Примеры посылки унарных сообщений

Далее для краткости сообщение с селектором #x будем называть сообщением x.

Бинарные сообщения

Бинарные сообщения — это сообщения с одним параметром, селектор которых записывается с помощью специальных знаков: «+», «-», «*», «/», «%», «<», «<=», «=», «>=», «>», «~=», «==», «~~», «@», «,». Получатель сообщения указывается перед селектором, а параметр — после. Бинарные сообщения введены в язык для записи математических операций в естественном виде. Примеры посылки бинарных сообщений приведены в листинге 4: в строке l объекту 1 посылается сообщение + с параметром 2, а результату — объекту З — посылается сообщение * с параметром З, после чего результат — объект 9 — записывается в переменную x; в строке 2 объекту 9, хранящемуся в переменной x, посылается сообщение = с параметром 9, после чего результат — объект true — записывается в переменную y.

1 x := (І + 2) * З

2 y := x = 9

Листинг 4. Примеры посылки бинарных сообщений

Сообщения с ключевыми словами

Для посылки сообщений с ненулевым количеством параметров в языке AspectTalk реализованы сообщения с ключевыми словами. Ключевое слово записывается в виде идентификатора со знаком двоеточия на конце: at: , and: , or: . Селектор сообщения с ключевыми словами содержит столько ключевых слов, сколько сообщение содержит параметров: #at:put:, #to:do:, #ifTrue:ifFalse:. В записи посылки сообщений с ключевыми словами сначала указывается объект-получатель, а затем записывается последовательность ключевых слов, после каждого из которых следует параметр.

В листинге 5 приведены примеры посылки сообщений с ключевыми словами: в строке 1 массиву посылается сообщение at: с параметром 2, результатом является второй элемент массива — символ #two; в строке 3 массиву из пяти элементов, хранящемуся в переменной у, посылается сообщение at:put: с параметрами 5 и 0, в результате чего в пятый элемент массива записывается число 0.

1 x := #(one two three) at: 2

2 y := #( 0 0 0 0 1)

3 y at: 5 put : 0

Листинг 5. Примеры посылки сообщений с ключевыми словами

Данный синтаксис записи сообщений с ключевыми словами отличается от наиболее распространённого варианта записи вызова метода с несколькими параметрами в таких языках, как C+—+, Java, Python, где имя сообщения записывается слитно, после чего следуют параметры в скобках через запятую. Главной целью введения такой формы записи в язык AspectTalk, как и в язык Smalltalk и, например, в Objective-C, является повышение читаемости программы.

Порядок вычисления выражений

В записях посылок сообщений вместо любого объекта может, в свою очередь, стоять выражение, результатом обработки которого является объект. Записи такого вида будем называть выражениями. Вложенные выражения анализируются с учётом приоритетов посылки сообщений. Порядок посылки сообщений в выражении в языке AspectTalk позаимствован из языка Smalltalk и определяется следующими правилами:

1) приоритеты типов сообщений в порядке убывания:

а) унарные;

б) бинарные;

в) с ключевыми словами;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2) выражения для объектов получателя сообщения и параметров сообщения вычисляются в произвольном порядке;

3) сообщения с одинаковым приоритетом посылаются в порядке слева направо;

4) порядок вычисления выражения можно изменить с помощью скобок ( и ) .

В листинге 6 иллюстрируется порядок вычисления выражений:

1) в строке 2 приведено выражение, иллюстрирующее приоритет операций: наименее приоритетной операцией является посылка сообщения at:put: — она будет выполнена последней, при этом получатель (объект х) и параметры (1 и результат выражения х size + 1) вычисляются в произвольном порядке, возможно, зависящем от транслятора; вычисление выражений x и 1 тривиально; в выражении x size + 1 посылка бинарного сообщения + — наименее приоритетная операция, она будет выполняться последней, при этом получатель и параметр (х size и 1) вычисляются в произвольном порядке;

2) в строке 3 приведено вычисление математического выражения с помощью бинарных селекторов; поскольку у бинарных селекторов одинаковый приоритет, посылка соответствующих сообщений начинается слева направо, т. е. сначала будет послано сообщение + объекту 1 с параметром 2, затем результату (объекту 3) будет послано сообщение * с параметром 3; в данном случае приоритет операций языка расходится с приоритетом операций в математических записях; эта особенность взята из языка Smalltalk, у которого язык AspectTalk заимствует большинство свойств;

3) в строке 4 иллюстрируется использование скобок для изменения порядка вычисления выражения: второй элемент массива х увеличивается на единицу.

1 x := #(1 2 3 4 5)

2 x at: 1 put: x size + 1

3 y:= 1 + 2*3

4 x at: 2 put: (x at: 2) + 1

Листинг 6. Примеры, иллюстрирующие порядок вычисления выражений

Каскады сообщений

В программах на AspectTalk, так же как и в программах на Smalltalk, часто возникает необходимость послать несколько сообщений одному и тому же объекту. Для этого вводится специальная синтаксическая конструкция — каскады сообщений. Для описания каскада необходимо после описания объекта (литерала, переменной или сообщения с посылками сообщений) перечислить посылаемые сообщения с параметрами, каждое из которых необходимо предварить знаком «;». Результатом вычисления выражения с каскадом всегда является объект, принимающий сообщения каскада.

В листинге 7 представлен пример использования каскадов сообщений. В этом примере словарь используется для хранения сведений о человеке: в строке 1 результатом выражения Dictionary new является новый словарь, которому в строках 2-4 посылаются три сообщения at:put:, сохраняющие в нём данные о человеке. Результат вычисления каскада — новый словарь, в который добавлено три элемента, — помещается в переменную person.

1 person := Dictionary new;

2 at: ’name’ put: ’Иван Иванов’;

3 at : ’ age ’ put : 42 ;

4 at: ’height’ put: 178

Листинг 7. Пример использования каскадов сообщений

Следует отметить, что каскадные выражения отличаются в диалектах языка Smalltalk — Smalltalk-80 и Little Smalltalk. В языке AspectTalk используются каскадные выражения из последнего.

1.4. Б л о к и

В языке AspectTalk выражения, состоящие из литералов, переменных, операций присвоения значения, посылок сообщений и каскадов, могут выполняться последовательно. При этом каждое из предложений выполняется ради побочного эффекта — изменения значения переменной, вывода строки на экран и т. п. Предложения отделяются друг от друга знаком точки «.». Точка после последнего предложения не обязательна. Пример последовательности предложений показан в листинге 8. Всякая программа на AspectTalk является последовательностью предложений.

1 s := ’Мой дядя самых честных правил’.

2 w := $я.

3 r := 0.

Листинг 8. Последовательность предложений на языке AspectTalk

В языке AspectTalk, как и в языке Smalltalk, можно описать объекты, представляющие собой последовательности предложений и называемые блоками. Как и всякие

объекты, блоки обладают состоянием и могут принимать и обрабатывать сообщения. Одним из таких сообщений является сообщение, запускающее выполнение предложений, содержащихся в блоке. Таким образом, блоки представляют собой разновидность подпрограмм. Параметры и результат сообщения, запускающего выполнение предложений блока, являются соответственно входными и выходным параметрами подпрограммы. С другой стороны, блоки являются объектами и могут быть сохранены в переменной, переданы в качестве параметров в другой блок, возвращены в качестве результата вычисления другого блока, а также могут принимать сообщения.

Описание блока начинается со знака «[», после которого следует необязательное описание входных параметров блока: имя каждого параметра предваряется знаком «:», параметры отделяются пробельными символами, описание параметров заканчивается знаком « | ». После необязательного описания параметров записываются предложения блока. Описание блока заканчивается знаком «]». Блоки могут быть вложенными, т. е. содержать описания других блоков.

Если блок не имеет параметров, сообщение, запускающее выполнение предложений блока, имеет селектор #value. В противном случае селектор состоит из ключевых слов value:, количество которых равно числу параметров блока. Результат последнего предложения считается результатом выполнения всего блока.

В листинге 9, строка l, показано описание блока с одним параметром и одним предложением, возвращающим значение true, если строка-параметр имеет ненулевую длину, и false в противном случае. В строке 2 запускается выполнение блока и его результат записывается в переменную x.

1 notEmpty := [ :str і str size > G ].

2 x : = no t Empt y val ue : s .

3 lcm := [ :n :m і d := n gcd: m. (n * m) / d ]

Листинг 9. Блок с одним параметром

Предложения блока могут содержать локальные переменные. В строке З листинга 9 определён блок, вычисляющий наименьшее общее кратное двух чисел. В процессе вычисления используется локальная переменная d, хранящая наибольший общий делитель чисел. Всякая запись значения в переменную, не содержащуюся в текущих системных словарях, добавляет эту переменную в словарь локальных переменных. Переменные в AspectTalk могут вводиться по необходимости во время своего первого использования. Словарь локальных переменных очищается при каждом запуске блока.

Поиск переменных всегда начинается со словаря локальных переменных текущего блока, продолжается в словаре параметров блока, после чего поиск рекурсивно продолжается среди переменных объемлющего блока. Таким образом, поиск переменных производится в цепочке словарей, начинающейся со словаря локальных переменных и заканчивающейся словарём глобальных переменных. В случае, когда переменная была найдена в одном из объемлющих блоков, указатель на эту переменную сохраняется в текущем блоке-объекте и хранится в нём до тех пор, пока он не будет удалён сборщиком мусора. Благодаря этой особенности, блоки в AspectTalk являются замыканиями в терминах таких языков, как Scheme и Python. Замыкания также реализованы в одной из популярных библиотек языка C+—+ [б].

В листинге lO приведён пример программы, демонстрирующей возможности замыканий. В блоке gen объявляется локальная переменная n и инициализируется нулём, после чего блок возвращает вложенный блок, увеличивающий n на l и возвращающий значение n. Поскольку словарь локальных переменных блока очищается при каждом

запуске блока, указатели на переменные п в блоках с1 и с2 будут указывать на разные области памяти. Следовательно, с1 и с2 будут изменять разные области памяти и вести независимый счёт. Комментарии в строках 4-6 описывают значение соответствующих переменных.

:= п + 1. п ] ].

І gen : = [ n := 0. [n : = n

2 d : = gen value.

З c2 := gen value.

4 x : = c1 value. " x= І "

Б y : = c1 value. " y= 2 "

б z : = c2 value. " z= І"

Листинг 10. Замыкания в языке AspectTalk

Замыкания являются мощным механизмом, позволяющим кратко описывать сложные алгоритмы и структуры данных. В частности, библиотека ООП, описываемая далее, реализована с помощью замыканий.

Условные переходы

В языке AspectTalk, как и в языке Smalltalk, нет специальных синтаксических конструкций для определения условных переходов. Для реализации ветвлений в программе используются блоки и булевы значения true и false. Последним могут быть посланы сообщения с селекторами #ifTrue:, #ifFalse:, #ifTrue:ifFalse:, #ifFalse:ifTrue:, принимающие блоки в качестве параметров и запускающие их выполнение в зависимости от значения, при этом результат сообщения равен результату запущенного блока или nil, если не был запущен ни один блок (см. таблицу).

Ветвления в языке AspectTalk

Селектор сообщения true false

#ifTrue: Запускается блок-параметр nil

#ifFalse: nil Запускается блок-параметр

#ifTrue:ifFalse: Запускается 1-й блок-параметр Запускается 2-й блок-параметр

#ifFalse:ifTrue: Запускается 2-й блок-параметр Запускается 1-й блок-параметр

В листинге 11 приведены примеры условного перехода. В строке 1 первый знак строки s сравнивается со знаком, хранящимся в переменной w; в случае совпадения переменная r увеличивается на 1. В строках 2-4 устанавливается взаимная простота чисел n и m. Если значение выражения (n gcd: m) = 1 равно true, то переменной х присваивается значение 1, а если false, то 0.

1 (s at: 1) = w ifTrue: [ r := r + 1].

2 (ngcd: m) =1

3 ifTrue: [ x := 1 ]

4 ifFalse : [ x := 0 ].

Листинг 11. Пример условного перехода в языке AspectTalk

Циклы

Как и в случае условных переходов, в языке AspectTalk нет специальных синтаксических конструкций для организации циклов — они реализуются с помощью блоков.

Самый простой в реализации вид циклов — циклы с условием. Цикл с условием реализуется посылкой сообщения #whileTrue блоку. Для обработки этого сообщения блок вычисляет сам себя (посылая сообщение #value объекту в псевдопеременной self), и

если результат — это объект true, то рекурсивно посылает себе сообщение #whileTrue. Рекурсия продолжается до тех пор, пока значение, возвращаемое в ответ на сообщение #value, равно true. Следовательно, цикл с условием можно описать следующим образом: тело цикла записывается в виде предложений некоторого блока без параметров; последнее предложение представляет собой условие продолжения цикла; описанному блоку посылается сообщение #whileTrue. Очевидно, реализуемый подобным образом цикл является циклом с постусловием.

Цикл с предусловием реализуется с помощью сообщения #whileTrue: —блок-приёмник сообщения вычисляет себя (self value), и если результат равен true, вычисляет блок-параметр, после чего рекурсивно посылает себе сообщение #whileTrue: с тем же параметром, который был получен из предыдущего сообщения. Условие продолжения цикла записывается в блоке-приёмнике, а тело цикла — в блоке-параметре.

Аналогичным образом обрабатываются сообщения #whileFalse и #whileFalse:; единственное отличие состоит в том, что проверяемое условие — это условие выхода из цикла, а не условие продолжения цикла.

В листинге l2 приведён пример программы на AspectTalk, подсчитывающей количество вхождений знака $я в строку ’Мой дядя самых честных правил. Результат

накапливается в переменной r. В данной программе используется сообщение #ifTrue:.

1 s := ’Мой дядя самых честных правил’.

2 w := $я.

3 r := G.

4

Б [ s size > G ] whileTrue:

6 [ ( s at : І) = w

7 ifTrue: [ r := r + І ].

В s := s allButFirst. ].

Листинг І2. Пример использования цикла с условием

Несмотря на то, что циклы в AspectTalk реализуются с помощью рекурсии, их выполнение не приводит к росту стека вызовов подпрограмм, так как в их реализации используется механизм хвостовой рекурсии, описанный в [Т].

Очевидно, цикл со счётчиком можно реализовать с помощью цикла с условием, заведя переменную цикла, увеличивая её на каждой итерации и сравнивая с конечной границей. Данная дисциплина организации цикла для удобства реализована в виде сообщений #to:do: и #to:by:do:, посылаемых целым числам: получатель является начальной границей счётчика, параметр ключевого слова to: — конечной границей счётчика, параметр ключевого слова do: — телом цикла. В сообщении #to:by:do: есть также возможность указать шаг счётчика с помощью параметра by: . Необходимо отметить, что счётчик передаётся в блок — тело цикла при вычислении последнего.

В листинге 1З приведён тот же алгоритм, что и на листинге 12, но с использованием цикла со счётчиком вместо цикла с условием.

1 s := ’Мой дядя самых честных правил’.

2 w := $я.

3 r := G.

4 І to : s s i z e do :

Б [ :i і (s at: i) = w ifTrue: [ r := r + І ] ].

Листинг ІЗ. Пример использования цикла со счётчиком

В языке AspectTalk есть возможность организации циклов по элементам объектов-агрегатов, содержащих в себе множество равнозначных ссылок на другие объекты. Примерами объектов-агрегатов являются массивы, строки и словари. Для описания подобного цикла объекту-агрегату посылается сообщение #do:, параметром которого является блок — тело цикла. В процессе обработки сообщения объект-агрегат перебирает содержащиеся в нём ссылки на объекты и для каждого из них посылает сообщение #value: телу цикла, передавая в качестве параметра текущий элемент.

В листинге 14 представлен тот же алгоритм, что и в листингах 12 и 1З, но реализованный с помощью цикла по строке, являющейся агрегатом объектов-знаков.

1 s := ’Мой дядя самых честных правил’.

2 w := $я.

3 r := G.

4

Б s do: [ :c і c = w ifTrue: [ r := r + І ] ].

Листинг І4. Пример использования цикла по объектам-агрегатам

1.5. Примитивы

Примитивом называется операция обращения к виртуальной машине. Примитивы используются для выполнения простых действий, таких, как арифметические операции над целыми числами, вывод строки на экран и т. п. Некоторые операции, которые могут быть выполнены средствами языка AspectTalk, реализуются виртуальной машиной в целях оптимизации. К таким операциям относится, например, преобразование числа в строку.

В отличие от Smalltalk, примитивы в AspectTalk имеют явные параметры и возвращаемое значение. В Smalltalk параметры и возвращаемое значение примитивов берутся из текущего стека, что затрудняет понимание текста программы, а также делает язык зависимым от реализации ВМ.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Примитивы можно разбить на три группы:

1) примитивы общего назначения;

2) примитивы, используемые для ввода и вывода;

3) примитивы, относящиеся к тому или иному типу данных.

В листинге l5 проиллюстрированы примитивы этих трёх групп: в строке l указан примитив newObject, результатом выполнения которого является новый объект; примитив write принимает два параметра — имя потока вывода (stdout) и строку, выводит переданную строку на поток вывода и возвращает nil (см. строку 2); в строке З используется примитив integerAddition, принимающий на вход два числа и возвращающий их сумму.

1 <newObj ect >

2 <write stdout ’Hello, world!’>

3 < i nt e ge rAddi t i on x І >

Листинг ІБ. Примеры примитивов в языке AspectTalk

1.б. Грамматика языка AspectTalk

В листинге 1б описаны все возможные лексемы языка в виде регулярных выражений (строки 1-11) и правила синтаксиса в бэкусовой форме (строки 1З-29). Лексемы записаны в виде идентификаторов, нетерминалы грамматики — в виде идентификато-

ров, окружённых угловыми скобками «<» и «>». Простые (односимвольные и двухсимвольные) лексемы представлены в синтаксических правилах буквально и окружены знаками «"».

Выделение группы терминалов и нетерминалов знаками

1) «(» и «)?» означает, что эта группа может присутствовать и отсутствовать в выражении, задаваемом правилом;

2) «(» и «)*» означает повторение группы ноль или более раз;

3) «(» и «)+» означает повторение группы один или более раз.

Выше описана семантика всех приведённых в листинге 16 конструкций, за исключением команды возврата результата в строке 14, которая будет описана в п. 3.

1 identif ier = * ] _ Z - A z - a 9 - G [ ] _ Z - A z - a [

2 keyword = * ] _ Z - A z - a 9 - G [ ] _ Z - A z - a [

З binarysel = +l-l*l/l%l<l<=l=l>=l>l~=l==l~~l@l,

4 unarysel = * ] _ Z - A z - a 9 - G [ ] _ Z - A z - a [

Б integer = [+\-]?([0-9]+r)?[0-9a-zA-Z] +

б symbol = #[~\t\n\r [\]{}() " .] +

7 string = ’([~’]|’ ’) + ’

В c omment = "([“"] 1 "")+"

9 char = \$.

10 delimiter = [\t\r\n ]+

11 assign = _l<-l : =

12

13 <statements > = <statement> ( "." <statement> )*

14 <statement > = ( "~" )? < expres s ion >

1Б <expression > = identifier assign <expression>

1б <expression > = <cascaded>

17 < c as c ade > : = <simple> ( ";" <selectors> )*

1В <simple > = <binary> ( keyword <binary> )*

19 <binary > = <unary> ( binarysel <unary> )*

20 <unary > = <primary> ( unarysel )*

21 <primary > = <variable> | <literal> |

22 <block> | <primitive> | "(" <cascade> ")"

23 < s el e c t o rs > : : = ( unarys e l | bi narys e l < unary > |

24 ( keyword <binary> )+ )+

2Б <block > ::= " " ( (":" identifier)+ "|")? <statements> "]"

2б < l i t e ral > : = integer | symbol | string | char | <array>

27 < array > : = "#(" ( <literal> )* ")"

2В <primitive > = "<" identifier ( <primary> )* ">"

29 <variable > = i de nt i f i e r

Листинг 16. Грамматика языка AspectTalk

2. Метаязык

Метаязык используется для изменения семантики синтаксических конструкций языка. Инструкции метаязыка записываются в отдельных модулях и имеют собственные грамматические правила.

Содержание метаязыкового модуля в АярееіТаІк описывает синтаксические правила, с помощью которых транслятор определяет конструкции, семантику которых необходимо изменить. Правила определяются в виде, схожем с бэкусовой формой (ли-

стинг І7). В качестве элементов описания допускается использование нетерминалов и лексем, определённых в грамматике базового языка AspectTalk. Последним правилом в метаязыковом модуле должно быть правило вида «<handler> ::= identifier», в котором задаётся имя блока, вызываемого вместо всех конструкций, описанных с помощью правил модуля. Таким образом семантика этих конструкций заменяется на определённую в указанном блоке. Такой блок будем называть обработчиком.

1

2

3

4 Б б 7 В 9

10

11

< r ul e s >

< r ul e >

< i t e ms >

:= <rule> <newline> <rules>

= <item> "::=" <items> |

" < handl er > " " : : =" i dent i f i e r : = < ri t em > < it ems > l

<ritem> "|" <items> |

" ( " < i tems > " ) ? " l " ( " < i tems > " ) *" l "(" <items > ")+" |

<ritem > <item>

"(" <items > ")" : = <item> | <item> = identifier | "<"

" - >" i de nt i f i e r i de nt i f i e r " >"

Листинг 17. Грамматика метаязыковых модулей на AspectTalk

В правилах метаязыковых модулей можно использовать конструкцию «->», позволяющую получить объект из контекста выполнения синтаксической конструкции (см. строку 10). После служебного слова ««->» указывается идентификатор, который будет использован в словаре всех объектов из контекста выполнения синтаксической конструкции. Этот словарь будет передан в блок-обработчик при его вызове.

Если конструкции, описанные правилами метаязыкового модуля, имеют возвращаемое значение (т. е. если описывается выражение), то значение, возвращаемое блоком-обработчиком, возвращается вместо значения описанных конструкций.

Заметим, что метаязыковые конструкции языка Groovy [8] позволяют решать аналогичные задачи, однако вариант AspectTalk удобнее в использовании, так как позволяет декларативно объявить интересующие конструкции, не заставляя программиста работать с конкретными деревьями разбора, которые могут различаться в разных трансляторах.

2.1. Порядок выполнения метаязыковых модулей

Порядок выполнения языковых модулей задаётся либо в отдельном файле, либо в командной строке. Сначала загружаются метаязыковые модули в указанном порядке, потом — модули на базовом языке в указанном порядке.

3. Реализация ООП в AspectTalk

С помощью метаязыка в языке AspectTalk реализованы свойства, традиционные для объектно-ориентированных языков: инкапсуляция, наследование и полиморфизм. В отличие от своего предшественника, AspectTalk лишён декларативных конструкций, описывающих как член-данные и член-функции объектов, так и традиционную для объектно-ориентированных языков иерархию наследования. Все необходимые действия задаются конструкциями языка, описанными выше.

3.1. Инкапсуляция

С каждым объектом в языке AspectTalk связаны два словаря — член-данных и член-функций объекта. Для каждого объекта эти словари могут формироваться индивидуально. При этом говорят, что объект инкапсулирует член-данные.

В листинге 18 приведён пример объявления объекта добавлением к его словарю член-данных переменной с именем word и к словарю его член-функций элемента с именем say, который выводит на экран строку ’Hello, world!’ при выполнении.

1 a := Object new;

2 addVariable: #word;

3 addMethod: #say usingBlock:

4 [ word := ’Hello, world!’.

5 word writeln ].

Листинг 18. Объявление объекта

Теперь если послать объекту а сообщение say, то на экран выведется строка ’Hello, world!’. В листинге 18 модификация словарей объекта производится с помощью заранее определённых для всех объектов сообщений addVariable: и addMethod:usingBlock:. Эти методы обращаются к соответствующим примитивам виртуальной машины, которая и производит модификацию словарей.

В описании грамматики языка в листинге 16 указана конструкция, не описанная до сих пор (см. строку 14)—команда возврата результата, начинающаяся со знака «~», за которым следует выражение. Эта команда возвращает значение указанного выражения в качестве результата обработки текущего сообщения. Если команда встретилась в блоке, не являющемся член-функцией некоторого объекта, то работа блока прерывается, управление передаётся блоку, запустившему данный, и производится проверка, является ли он член-функцией некоторого объекта, и т.д. до тех пор, пока очередной блок из стека вызова блоков не окажется член-функцией некоторого объекта. После этого значение указанного в команде выражения возвращается в качестве результата работы найденной член-функции.

Следует упомянуть об изменении порядка поиска переменных в случае ООП: словарь член-данных текущего объекта встраивается в цепочку словарей переменных сразу после словарей локальных переменных и параметров текущего блока.

3.2. Наследование

Для того чтобы избежать необходимости задания словарей для каждого объекта, используются специальные объекты, называемые классами. Класс — это объект, способный конструировать другие объекты и задавать для них часть словарей член-данных и член-функций. В листинге 18 использован класс Object, посылкой сообщения new которому конструируется новый объект. Именно в классе Object определены член-функции addVariable: и addMethod:usingBlock:, позволяющие модифицировать словари объекта.

В листинге 19 приведено определение класса на языке AspectTalk. Как и в случае с определением объекта, удобным средством описания оказывается механизм каскадов сообщений.

Определяется класс Talkative; все объекты, сконструированные с его помощью (далее такие объекты называются экземплярами соответствующего класса), будут понимать сообщение say и выводить строку ’Hello, world!’ в процессе их обработки. В строке 8 представлено объявление экземпляра класса Talkative — объекта a. Это делается посылкой сообщения new объекту-классу Talkative (так же, как в листинге 18 сообщение new посылается объекту-классу Object). При получении данного сообщения класс не только конструирует свой экземпляр, но и посылает ему сообщение

init перед возвратом его в вызвавший алгоритм. Поэтому метод с именем init может считаться аналогом конструкторов в языках C+—+ и Java.

1 Talkative := Class new;

2 addlnstanceVariable: #word;

3 addlnstanceMethod: #init usingBlock:

4 [ wo rd : = ’ Hel l o , wo rl d! ’ ] ;

5 addlnstanceMethod: #say usingBlock:

6 [ word writeln ].

7

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8 a := Talkative new

Листинг 19. Определение класса на языке AspectTalk

Модификация словарей экземпляров класса производится с помощью сообщений addlnstanceVariable: и addInstanceMethod:usingBlock:, которые создают соответственно член-данные и член-функции класса как объекта. В языках C+—+ и Java такие член-данные и член-функции называются статическими.

Для сокращения избыточности программ в языке AspectTalk используется механизм наследования, привычный для всех распространённых объектно-ориентированных языков программирования: член-данные и член-функции, объявленные в классе-родителе, наследуются дочерним классом и не требуют повторного объявления. В листинге 20 приведён пример описания унаследованного класса. Наследование происходит с помощью передачи параметра сообщению new: .

1 Memorizer := Class new: Talkative;

2 addlnstanceMethod: #remember: usingBlock:

3 [ : what l word : = what ] .

4

Б a := Memorizer new

Листинг 20. Объявление класса-потомка

Экземпляры класса Memorizer, подобно экземплярам класса Talkative, выводят на экран содержимое член-данного word, однако позволяют модификацию этого член-данного с помощью посылки сообщения remember: .

Как и в языках Java и Smalltalk, все классы объединены в единую иерархию наследования с корнем — классом Object. Следует отметить, что, как и в языках-предшественниках Smalltalk-80 и Little Smalltalk, в языке AspectTalk нет множественного наследования, характерного для языков C+—+ и Python. Ещё одной особенностью AspectTalk по сравнению с языком C+—+ является тот факт, что все член-функции на этом языке являются «виртуальными» в терминологии языка C+—+. Это происходит потому, что все переменные в языке AspectTalk являются указателями, как и в языках Smalltalk-80, Little Smalltalk, Python, Java и многих других, в которых также все член-функции являются «виртуальными» в терминологии языка C+—+.

3.3. П олиморфизм Тот факт, что все член-данные в языке AspectTalk являются «виртуальными», обусловливает свойство полиморфизма языка. Следует отметить также, что два объекта

совершенно разных классов могут быть переданы в один блок при условии, что оба они обрабатывают сообщения, посылаемые параметрам блока в его предложениях. Это свойство обусловливается отсутствием типизации переменных языка AspectTalk.

При необходимости установления принадлежности объекта классу используются сообщения isKindOf: и isMemberOf:, определённые для всякого объекта и принимающие класс в качестве параметра. В первом случае результат будет истинен, если переданный в качестве параметра класс встречается на пути от класса объекта-получателя до корня иерархии наследования. Во втором случае результат будет истинен только тогда, когда получатель является экземпляром класса, переданного в качестве параметра.

3.4. С т а н д а р т н а я б и б л и о т е к а к л а с с о в

Стандартная библиотека классов языка AspectTalk содержит описание объекта Metaclass, метакласса Class и следующих стандартных классов: Object, Block, Execution, Comparable, Integer, Symbol, Char, String, Array, UndefinedObject, Boolean, True, False.

На рис. 1 изображена иерархия наследования классов стандартной библиотеки языка AspectTalk. Все прямые подклассы класса Object сгруппированы для краткости в один узел.

Object

Array

UndefinedObject

Рис. 1. Иерархия наследования классов стандартной библиотеки языка AspectTalk

4. Реализация АОП в AspectTalk

Аспектно-ориентированные свойства языка AspectTalk, как и его объектно-ориентированные свойства, описаны в библиотеке, реализованной с помощью метаязыка. Технология реализации АОП — протоколы метаобъектов [9]. Важным метаобъектом для реализации АОП является метакласс, который, во-первых, является классом класса, а во-вторых, модифицирует механизм передачи сообщений между объектами.

В листингах 19 и 20 уже использовался метакласс Class, посылкой сообщения new которому создаются объекты-классы. Это отражает первую особенность метаклассов: всякий класс в языке AspectTalk является экземпляром некоторого метакласса и принимает сообщения addlnstanceVariable: и addInstanceMethod:usingBlock:, с помощью которых модифицируются словари экземпляров классов.

В листинге 21 отражена вторая особенность метаклассов — изменение механизма диспетчеризации сообщений. Если экземпляру класса, который, в свою очередь, является экземпляром метакласса DialogueClass либо подклассом экземпляра метакласса

DialogueClass, будет послано сообщение «say», то сначала будет исполнен блок, объявленный с помощью сообщения «addEnvelope:usingBLock», посланного метаклассу DialogueClass.

1 DialogueClass := Metaclass new;

2 addEnvelope: ’say’ usingBlock: [ :sender :message :args |

3 ’--’ write.

4 ~ receiver call: message with: args.

5 ] .

6 Talkative class: DialogueClass.

Листинг 21. Описание метакласса на языке AspectTalk

Этот блок имеет доступ ко всем член-данным объекта-получателя сообщения say; в качестве аргументов ему передаются объект-отправитель, селектор сообщения и массив, содержащий параметры сообщения. Псевдопеременная receiver ссылается на объект-получатель. Имея эти данные, можно повторно переслать сообщение (выполнить оригинальную член-функцию). В данном случае блок-конверт выводит на экран два знака «-» и пробел, после чего запускает выполнение оригинальной член-функции. Последняя строка листинга 21 меняет метакласс класса Talkative с Class на

DialogueClass. В результате все сообщения, выводимые на экран экземплярами классов Talkative и Memorizer, будут предварены префиксом «— ».

Метаклассы, так же как и классы, организованы в иерархию наследования. При этом наследуются не только словари член-функций и член-данных, определённых для классов, но и словари конвертов, определённые для экземпляров этих классов.

Для защиты программных систем путём их интеграции с политикой безопасности (ПБ) посредством АОП предлагается использовать механизм примесей как альтернативу механизму множественного доступа. Этот метод защиты подробно изложен в [3]. Его суть следующая:

1) незащищённая программная система описывается в терминах классов;

2) реализация ПБ описывается в терминах примесей;

3) декларативным способом устанавливается соответствие классов и примесей, а также шаблоны для вызовов алгоритмов-конвертов.

Примеси могут быть описаны в библиотеке АОП с помощью метаклассов. На этапе трансляции происходит объединение классов и примесей в один общий, составной класс с изменённой диспетчеризацией сообщений с помощью алгоритмов-конвертов.

Похожий подход предложен в [10], но аспектно-ориентированная система у нас проще системы, описанной в [10], поскольку она не разделяет статические и динамические свойства системы и описывает оба типа соответствующих примесей единообразно.

5. Транслятор с AspectTalk в промежуточный язык

Технология ВМ широко используется в современном программировании. Существующие ВМ в достаточной мере покрывают потребности языка AspectTalk: 1) обладают возможностями управления памятью, в том числе имеют функцию «сборки мусора»; 2) обладают необходимым набором примитивных операций, в том числе над требуемыми элементарными данными; 3) выполнены в виде отдельной программы. В большинстве случаев языком ВМ является польская инверсная запись, задаваемая последовательностью команд ВМ.

Изначально для реализации AspectTalk была использована стековая ВМ. В настоящее время AspectTalk транслируется в язык Scheme [ІЗ], а в качестве ВМ используется интерпретатор Scheme. Использование Scheme в качестве промежуточного языка упрощает трансляцию модулей на метаязыке.

б. Сравнение с другими языками

По ходу изложения уже отмечались отдельные сходства и различия между языком AspectTalk и существующими языками программирования, имеющими метаязыковые конструкции. Перечислим основные из них.

По сравнению с AspectJ [11]:

1) упрощённый синтаксис;

2) явный порядок применения нескольких аспектов;

3) невозможность описания логических парадоксов [12];

4) аспекты, независимые от программы (в т. ч. в аспектной библиотеке).

По сравнению со Scheme [ІЗ]:

1) больше возможностей для императивного программирования, привычного для большинства программистов;

2) макросы не имеют системного имени; возможность переопределить базовые конструкции языка с помощью макросов.

В настоящее время AspectTalk транслируется в Scheme, поэтому программы, эквивалентные AspectTalk, можно писать сразу на Scheme. (Эта ситуация аналогична ситуации с первыми трансляторами с C+—+, которые переводили программы на C+—+ в программы на C.) При этом использование нового языка для обозначения часто используемых конструкций на другом языке имеет следующие преимущества:

1) AspectTalk поощряет АОП и метапрограммирование в целом;

2) он запрещает небезопасные использования конструкций.

По сравнению со Smalltalk [14]:

1) объектная модель не является частью языка (наследование, словари времени трансляции);

2) объектная библиотека AspectTalk не ограничивает использование метаклассов: есть возможность описывать метаклассы явно, порождать несколько классов от одного метакласса;

3) метапрограммирование не ограничивается работой с метаклассами, разрешены описания точек выполнения с помощью метаязыка;

4) некоторые конструкции базового языка AspectTalk имеют отличную от своих аналогов в Smalltalk семантику.

Стоит отметить также, что язык Python [15], как и AspectTalk, не ограничивает использование метаклассов, но, как и Smalltalk, имеет жёсткую объектную модель и ограниченные возможности метапрограммирования.

По сравнению с MetaclassTalk [1O]:

1) аспектная библиотека AspectTalk похожа на АОП в MetaclassTalk;

2) в MetaclassTalk метаобъектный протокол — единственное средство метапрограммирования; метаязык AspectTalk предоставляет возможность реализации более мощной аспектной библиотеки.

По сравнению с Groovy [8]:

1) язык Groovy, как и язык AspectTalk, состоит из двух уровней: языка и метаязыка;

2) метаязык Groovy так же, как и метаязык AspectTalk, позволяет изменять семантику некоторых синтаксических конструкций, однако для этого необходима манипуляция деревом синтаксического разбора как структурой в языке Groovy; это осложняет реализацию метаязыковых модулей.

Заключение

Язык AspectTalk разработан для проведения экспериментальных исследований в области АОП. В основе языка лежат свойства языков Smalltalk, Scheme, MetaclassTalk, Python, AspectJ и Groovy, которые комбинировались и модифицировались для достижения простоты синтаксиса и семантики, отсутствия противоречий (невозможности описания логических парадоксов), возможности реализации АОП, удобного для описания политик безопасности и интеграции их с программами.

Свойства АОП и метапрограммирования, реализованные в AspectTalk, могут использоваться для реализаций аспектно-ориентированных версий других языков программирования. В частности, перспективным направлением представляется реализация JIT-транслятора, переводящего последовательность инструкций для архитектуры x86 в другую последовательность инструкций для этой же архитектуры, но содержащую в себе, помимо оригинальных команд, команды политики безопасности. Возможными средствами для реализации подобного транслятора являются библиотеки [16, 17].

За рамками данной работы остались формальное описание семантики языка AspectTalk и детальное описание его примитивов, стандартной библиотеки и реализации библиотек ООП и АОП в нём и транслятора с него в язык Scheme. Предполагается, что это будет сделано в последующей публикации автора.

ЛИТЕРАТУРА

1. Стефанцов Д. А. Реализация политик безопасности в компьютерных системах с помощью аспектно-ориентированного программирования // Прикладная дискретная математика. 2008. №1(1). С. 94-100.

2. Стефанцов Д. А. Технология и инструментальная среда создания защищённых систем обработки информации // Прикладная дискретная математика. Приложение. 2009. №1. С.55-56.

3. Стефанцов Д. А. Внедрение политик безопасности в программные системы обработки информации // Прикладная дискретная математика. 2011. №3(13). С. 55-64.

4. Budd T. A. An Introduction to Object-Oriented Programming. 3rd edition. Boston, MA, USA: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc., 2001. 611 p.

5. Revesz G. E. Lambda-calculus, Combinators and Functional Programming. New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2009. 192 p.

6. www.boost.org/libs/lambda — Boost C++ Libraries. Chapter 14. Boost. Lambda. 2009.

7. Абельсон Х., Сассман Дж. Дж. Структура и интерпретация компьютерных программ. М.: Добросвет, 2010. 608 с.

8. http://groovy.codehaus.org/ — Groovy. A dynamic language for the Java platform. 2012.

9. Kiczales G., des Rivieres J., and Bobrow D. G. The art of metaobject protocol. Cambridge, MA, USA: MIT Press, 1991. 345 p.

10. Bouraqadi N., Seriai A., and Leblanc G. Towards unified aspect-oriented programming // ESUG 2005 Research Conf. Brussels, Belgium, 2005. 22 p.

11. http://www.eclipse.org/aspectj/ — AspectJ. Crosscutting objects for better modularity. 2012.

12. Forster F. and Steimann F. AOP and the antinomy of the liar // Workshop on the Foundations of Aspect-Oriented Languages. 2006. P. 47-56.

13. Sperber M., Dybvig R. K., Flatt M., etal. Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme. New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2010. 302 p.

14. Goldberg A., Robson D., and Harrison M. A. Smalltalk-80: The Language and its

Implementation. Boston, MA, USA: Addison-Wesley, 1983. 714 p.

15. http://python.org/ — Python Programming Language. 2012.

16. http://www.pintool.org/ — PIN Toool. 2011.

17. http://dynamorio.org/ — DynamicRIO. Dynamic Instrumentation Tool Platform. 2012.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.