Основные принципы программирования: интроспекция и рефлексия
На данный момент этот блок не поддерживается, но мы не забыли о нём! Наша команда уже занята его разработкой, он будет доступен в ближайшее время.
Часто во время работы программы нам бывает нужна информация о данных — например, какой у них тип или являются ли они экземпляром класса (в ООП). Опираясь на эти знания, нам нужно проводить над данными некоторые операции, или даже изменять их — но необходимого вида данных у нас может и не быть! Если вы ничего не поняли, не расстраивайтесь — мы подробно во всём разберёмся. Всё, что я здесь описал — это иллюстрация целей двух возможностей, присутствующих почти в каждом современном языке программирования: интроспекции и рефлексии.
Интроспекция
Интроспекция — это способность программы исследовать тип или свойства объекта во время работы программы. Как мы уже упоминали, вы можете поинтересоваться, каков тип объекта, является ли он экземпляром класса. Некоторые языки даже позволяют узнать иерархию наследования объекта. Возможность интроспекции есть в таких языках, как Ruby, Java, PHP, Python, C++ и других. В целом, инстроспекция — это очень простое и очень мощное явление. Вот несколько примеров использования инстроспекции:
// Java if(obj instanceof Person)
//PHP if ($obj instanceof Person) < // делаем что угодно > В Python самой распространённой формой интроспекции является использование метода dir для вывода списка атрибутов объекта:
# Python class foo(object): def __init__(self, val): self.x = val def bar(self): return self.x . dir(foo(5)) => ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__doc__', '__getattribute__', '__hash__', '__init__', '__module__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__str__', '__weakref__', 'bar', 'x'] В Ruby интроспекция очень полезна — в частности из-за того, как устроен сам язык. В нём всё является объектами — даже класс — и это приводит к интересным возможностям в плане наследования и рефлексии (об этом ниже). Если вы хотите узнать об этом больше, советую прочитать мини-цикл Metaprogramming in Ruby.
Прим. перев. Также не будет лишним прочитать нашу статью, посвящённую интроспекции в Ruby.
Вот несколько простых примеров интроспекции с использованием IRB (Interactive Ruby Shell):
# Ruby $ irb irb(main):001:0> A=Class.new => A irb(main):002:0> B=Class.new A => B irb(main):003:0> a=A.new => # irb(main):004:0> b=B.new => # irb(main):005:0> a.instance_of? A => true irb(main):006:0> b.instance_of? A => false irb(main):007:0> b.kind_of? A => true Вы также можете узнать у объекта, экземпляром какого класса он является, и даже “сравнить” классы.
# Ruby irb(main):008:0> A.instance_of? Class => true irb(main):009:0> a.class => A irb(main):010:0> a.class.class => Class irb(main):011:0> A > B => true irb(main):012:0> B true Однако интроспекция — это не рефлексия; рефлексия позволяет нам использовать ключевые принципы интроспекции и делать действительно мощные вещи с нашим кодом.
Рефлексия
Интроспекция позволяет вам изучать атрибуты объекта во время выполнения программы, а рефлексия — манипулировать ими. Рефлексия — это способность компьютерной программы изучать и модифицировать свою структуру и поведение (значения, мета-данные, свойства и функции) во время выполнения. Простым языком: она позволяет вам вызывать методы объектов, создавать новые объекты, модифицировать их, даже не зная имён интерфейсов, полей, методов во время компиляции. Из-за такой природы рефлексии её труднее реализовать в статически типизированных языках, поскольку ошибки типизации возникают во время компиляции, а не исполнения программы (подробнее об этом здесь). Тем не менее, она возможна, ведь такие языки, как Java, C# и другие допускают использование как интроспекции, так и рефлексии (но не C++, он позволяет использовать лишь интроспекцию).
По той же причине рефлексию проще реализовать в интерпретируемых языках, поскольку когда функции, объекты и другие структуры данных создаются и вызываются во время работы программы, используется какая-то система распределения памяти. Интерпретируемые языки обычно предоставляют такую систему по умолчанию, а для компилируемых понадобится дополнительный компилятор и интерпретатор, который следит за корректностью рефлексии.
Мне кажется, что мы сказали много об определении рефлексии, но смысла это пока несёт мало. Давайте взглянем на примеры кода ниже (с рефлексией и без), каждый из которых создаёт объект класса Foo и вызывает метод hello.
// ECMAScript - как JavaScript // Без рефлексии new Foo().hello() // С рефлексией // предполагаем, что Foo принадлежит this new this['Foo']()['hello']() // или не предполагаем new (eval('Foo'))()['hello']() // или вообще не заморачиваемся eval('new Foo().hello()') // Java // Без рефлексии Foo foo = new Foo(); foo.hello(); // С рефлексией Object foo = Class.forName("complete.classpath.and.Foo").newInstance(); // Альтернатива: Object foo = Foo.class.newInstance(); Method m = foo.getClass().getDeclaredMethod("hello", new Class[0]); m.invoke(foo); # Python # Без рефлексии obj = Foo() obj.hello() # С рефлексией class_name = "Foo" method = "hello" obj = globals()[class_name]() getattr(obj, method)() # С eval eval("Foo().hello()") # Ruby # Без рефлексии obj = Foo.new obj.hello # С рефлексией class_name = "Foo" method = :hello obj = Kernel.const_get(class_name).new obj.send method # С eval eval "Foo.new.hello" Этот список отнюдь не исчерпывает возможности рефлексии. Это очень мощный принцип, который к тому же является обычной практикой в метапрограммировании. Тем не менее, при использовании рефлексии нужно быть очень внимательным. Хотя у неё и есть свои преимущества, код, использующий рефлексию, значительно менее читаем, он затрудняет отладку, а также открывает двери по-настоящему плохим вещами, например, инъекции кода через выражения eval.
Eval-выражения
Некоторые рефлективные языки предоставляют возможность использования eval-выражений — выражений, которые распознают значение (обычно строку) как выражение. Такие утверждения — это самый мощный принцип рефлексии и даже метапрограммирования, но также и самый опасный, поскольку они представляют собой угрозу безопасности.
Рассмотрим следующий пример кода на Python, который принимает данные из стороннего источника в Сети (это одна из причин, по которой люди пользуются eval-выражениями):
session['authenticated'] = False data = get_data() foo = eval(data) Защита программы будет нарушена, если кто-то передаст в метод get_data() такую строку:
"session.update(authenticated=True)" Для безопасного использования eval-утверждений нужно сильно ограничивать формат входных данных — и обычно это лишь занимает лишнее время.
Заключение
Интроспекция и рефлексия — это очень мощные инструменты современных языков, и их понимание может позволить вам писать по-настоящему крутой код. Ещё раз отметим: интроспекция — это изучение атрибутов объекта, а рефлексия — это манипуляция ими. Будьте внимательны при использовании рефлексии, поскольку она может сделать ваш код нечитаемым и уязвимым. Чем больше сила, тем больше и ответственность — вот девиз всего, что связано с метапрограммированием.
Следите за новыми постами по любимым темам
Подпишитесь на интересующие вас теги, чтобы следить за новыми постами и быть в курсе событий.
Рефлексия (программирование)
- В информатике отражение или рефлексия (холоним интроспекции, англ. reflection) означает процесс, во время которого программа может отслеживать и модифицировать собственную структуру и поведение во время выполнения. Парадигма программирования, положенная в основу отражения, называется рефлексивным программированием. Это один из видов метапрограммирования.
Связанные понятия
Грамотное программирование (ГП; англ. Literate Programming) — концепция, методология программирования и документирования, в которой программа состоит из прозы на естественном языке вперемежку с макроподстановками и кодом на языках программирования. Термин и саму концепцию предложил Дональд Кнут в 1981 году при разработке системы компьютерной вёрстки TeX.
Язык программи́рования — формальный язык, предназначенный для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением.
Аспектно-ориентированная разработка программного обеспечения — развивающаяся технология разработки программного обеспечения, которая ищет новые способы разбиения на модули программного обеспечения, чтобы изолировать вторичные или вспомогательные функции от бизнес-логики основной программы. АОРПО позволяет реализовать отдельно различные проблемы и автоматически объединять их в работоспособные системы.
Интерпретируемый язык программирования — язык программирования, исходный код на котором выполняется методом интерпретации. Классифицируя языки программирования по способу исполнения, к группе интерпретируемых относят языки, в которых операторы программы друг за другом отдельно транслируются и сразу выполняются (интерпретируются) с помощью специальной программы-интерпретатора (что противопоставляется компилируемым языкам, в которых все операторы программы заранее оттранслированы в объектный код.
Метапрограммирование — вид программирования, связанный с созданием программ, которые порождают другие программы как результат своей работы (в частности, на стадии компиляции их исходного кода), либо программ, которые меняют себя во время выполнения (самомодифицирующийся код). Первое позволяет получать программы при меньших затратах времени и усилий на кодирование, чем если бы программист писал их вручную целиком, второе позволяет улучшить свойства кода (размер и быстродействие).
Упоминания в литературе
Функциональная сторона мышления характеризуется выработкой и принятием решения относительно способов профессионального воздействия (проявляется в поиске, «взвешивании», селекции содержания средств воздействия). И всё же в этом перечне можно выделить две основные функции: диагностическую и преобразовательную. Обе эти функции осуществляются в контексте конкретных ситуаций, из системы которых состоит профессиональная деятельность. Функции профессионального мышления субъекта в контексте практической деятельности выступают прежде всего как функции анализа конкретных производственных ситуаций, постановки задач в данных условиях деятельности, разработки планов и проектов решения этих задач, регуляции осуществления наличных планов, рефлексии полученных результатов. По своему происхождению профессиональное мышление представляет собой систему умственных действий, возникающих на основе познания и преобразования сложной ситуации. Такие действия, изменяясь по форме, сохраняют свою содержательную специфику, существенные свойства и функции профессионального мышления субъекта.
Необходимо отметить, что с точки зрения учебных планов характер и контекст технологии, которую нужно использовать, определяются в зависимости от цели обучения: конкретное знание и совокупность умений; компетентность в области инструментальных методов и средств; развитие интенциального обучения; формирование навыков творческого мышления, рефлексии, открытой познавательной установки.
Во-вторых, уже в монографии 1954 г. было введено очень важное различие психолингвистических и психологических единиц. Если первые из них суть оперативные единицы порождения (производства) и восприятия речи, своего рода функциональные блоки, действующие в процессах такого порождения и восприятия, то вторые (психологические единицы) – это компоненты нашего знания о своем языке. Это знание может привноситься в процессе обучения, например обучения грамоте или родному языку в школе; но в то же время определенное отношение к языку, простейшие формы его осознания, вообще рефлексии над ним, возникают помимо обучения и наряду с ним, в частности в дошкольном возрасте до начала всякого систематического обучения (см. об этом Главу 8).
Стремление к стимулированию рефлексивной активности субъектов управления связано с целесообразностью «рефлексивного выхода» за пределы сложившихся стереотипов принятия решений в проблемных ситуациях. С. Л. Рубинштейн[52] выделил два способа существования человека как субъекта жизни. Первый – жизнь, не выходящая за пределы непосредственных связей, в которых живет человек (реактивный способ жизнедеятельности). Второй способ существования связан с появлением рефлексии. Сознание выступает как разрыв, как выход из полной поглощенности непосредственным процессом жизни для выработки соответствующего отношения к ней, занятия позиции над ней, вне ее для суждения о ней (рефлексивный способ жизнедеятельности). Проблема надситуативной активности нашла свое отражение в многочисленных исследованиях психологов (В. А. Петровский, Я. А. Пономарев, Д. Б. Богоявленская, А. Г. Асмолов, И. Н. Семенов и др.) и она органично связана с стимулированием рефлексивной активности и повышением ее сложности.
IV этап: реализация проекта – практическая реализация образовательной программы, одновременно проводится текущая педагогическая диагностика, анализ и рефлексия процесса реализации программы, при затруднениях проводится текущая психологическая диагностика для определения причин и направления разрешения затруднений.
Согласно нашему предмету изучения, в учебном пособии в дальнейшем рассматриваются аспекты коммуникации применительно ко второму определению, если не сделано специального пояснения. Каждая наука или научное направление, изучающие те или иные аспекты коммуникации или соприкасающиеся с коммуникационными проблемами, выделяют из коммуникации свой предмет исследования. Теория коммуникации складывалась как междисциплинарное направление. “Ее возникновение было связано с необходимостью рефлексии по поводу собственной деятельности представителями средств массовой коммуникации в условиях “информационного взрыва”, что обусловило преобладание в этой сфере знания журналистов и лингвистов, а также выбор в качестве теоретического основания общенаучных принципов информационного подхода”2.
В-третьих, проектирование есть специфический индивидуально-творческий процесс, и в то же время данный процесс является коллективным. За счет обретения навыков работы в режиме группового творчества интенсивно развиваются проективные способности, предполагающие способность к рефлексии, целеобразованию, выбору адекватных решений, выстраиванию целого из частей.
– «контроллинг» как функция рефлексии согласования решений внутри каждой и между всеми управленческими функциями [130], вписывающихся и воздействующих на непрерывность управления. Контроллинг представляет собой составную часть процесса (надстройку) управления, преобразующую «жизненный» цикл управленческой деятельности в «выход». Эта надстройка является своеобразным «устройством» саморегулирования в экономическом субъекте, что обеспечивает обратную связь в контуре управления;
Связанные понятия (продолжение)
Концептуальное программирование — подход к программированию, описанный Э.Х. Тыугу в одноименной книге . К. программирование предполагает оперирование понятиями (концептами), описанными в терминах предметной области, что позволяет использовать ЭВМ на этапе постановки задачи. Достаточно точное описание задачи позволяет ЭВМ автоматически составлять программы для её решения. Характерными особенностями концептуального программирования являются также использование языка предметной области и использование.
Обобщённое программирование (англ. generic programming) — парадигма программирования, заключающаяся в таком описании данных и алгоритмов, которое можно применять к различным типам данных, не меняя само это описание. В том или ином виде поддерживается разными языками программирования. Возможности обобщённого программирования впервые появились в виде дженериков (обобщённых функций) в 1970-х годах в языках Клу и Ада, затем в виде параметрического полиморфизма в ML и его потомках, а затем во многих объектно-ориентированных.
Компью́терная програ́мма — 1) комбинация компьютерных инструкций и данных, позволяющая аппаратному обеспечению вычислительной системы выполнять вычисления или функции управления (стандарт ISO/IEC/IEEE 24765:2010); 2) синтаксическая единица, которая соответствует правилам определённого языка программирования, состоящая из определений и операторов или инструкций, необходимых для определённой функции, задачи или решения проблемы (стандарт ISO/IEC 2382-1:1993).
Языково-ориентированное программирование (ЯОП) (англ. Language Oriented Programming), также Расходящаяся разработка (англ. middle out development), также метаязыковая абстракция, также Разработка, опирающаяся на предметно-специфичный язык (англ. DSL-Based Development) — парадигма программирования, заключающаяся в разбиении процесса разработки программного обеспечения на стадии разработки предметно-ориентированных языков (DSL) и описания собственно решения задачи с их использованием. Стадии могут.
Многопроходный компилятор (англ. Multi-pass compiler) — тип компилятора, который обрабатывает исходный код или абстрактное синтаксическое дерево программы несколько раз (в отличие от однопроходного компилятора, который проходит программу только один раз). Между проходами генерируется промежуточный код, который принимается следующим проходом в качестве входа. Таким образом, многопроходный компилятор обрабатывает код по частям, проход за проходом, а последний проход выдает финальный результат программы.
Объе́ктно-ориенти́рованное программи́рование (ООП) — методология программирования, основанная на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определённого класса, а классы образуют иерархию наследования.
Металингвистическая абстракция в информатике — это процесс решения сложных проблем путём создания нового языка или словарного запаса, чтобы лучше понять проблему пространства. Этот вопрос подробно описан в учебнике МТИ «Структура и интерпретация компьютерных программ», который рекомендует использовать язык Scheme как основу для создания новых языков.
Мультиме́тод (англ. multimethod) или мно́жественная диспетчериза́ция (англ. multiple dispatch) — механизм, позволяющий выбрать одну из нескольких функций в зависимости от динамических типов или значений аргументов. Представляет собой расширение одиночной диспетчеризации (виртуальных функций), где выбор метода осуществляется динамически на основе фактического типа объекта, для которого этот метод был вызван. Множественная диспетчеризация обобщает динамическую диспетчеризацию для случаев с двумя или.
Структу́рное программи́рование — парадигма программирования, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков.
Клу (англ. Clu, CLU) — объектно-ориентированный язык программирования, одним из первых реализовавший концепцию абстрактных типов данных и парадигму обобщённого программирования. Создан группой учёных Массачусетского технологического института под руководством Барбары Лисков в 1974 году, широкого применения в практике не нашёл, однако многие его элементы использованы при создании таких языков, как Ада, C++, Java, Sather, Python, C#.
Функциона́льное программи́рование — раздел дискретной математики и парадигма программирования, в которой процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних (в отличие от функций как подпрограмм в процедурном программировании).
Динамический язык — язык программирования, который позволяет определять типы данных и осуществлять синтаксический анализ и компиляцию «на лету», на этапе выполнения программы. Динамические языки удобны для быстрой разработки приложений.
Стандартная библиотека языка программирования — набор модулей, классов, объектов, констант, глобальных переменных, шаблонов, макросов, функций и процедур, доступных для вызова из любой программы, написанной на этом языке и присутствующих во всех реализациях языка.
Аппликативное программирование — один из видов декларативного программирования, в котором написание программы состоит в систематическом осуществлении применения одного объекта к другому. Результатом такого применения вновь является объект, который может участвовать в применениях как в роли функции, так и в роли аргумента и так далее. Это делает запись программы математически ясной. Тот факт, что функция обозначается выражением, свидетельствует о возможности использования значений-функций — функциональных.
Рефа́кторинг (англ. refactoring), или перепроектирование кода, переработка кода, равносильное преобразование алгоритмов — процесс изменения внутренней структуры программы, не затрагивающий её внешнего поведения и имеющий целью облегчить понимание её работы. В основе рефакторинга лежит последовательность небольших эквивалентных (то есть сохраняющих поведение) преобразований. Поскольку каждое преобразование маленькое, программисту легче проследить за его правильностью, и в то же время вся последовательность.
В информатике типобезопасность (англ. type safety) языка программирования означает безопасность (или надёжность) его системы типов.
Чистота́ (в отношении языка программирования) — отсутствие побочных эффектов. Язык программирования является чистым в том случае, если все функции в программах этого языка являются чистыми.
Компонентно-ориентированное программирование (англ. component-oriented programming, COP) — парадигма программирования, существенным образом опирающаяся на понятие компонента — независимого модуля исходного кода программы, предназначенного для повторного использования и развёртывания и реализующегося в виде множества языковых конструкций (например, «классов» в объектно-ориентированных языках программирования), объединённых по общему признаку и организованных в соответствии с определёнными правилами.
Лисп (LISP, от англ. LISt Processing language — «язык обработки списков»; современное написание: Lisp) — семейство языков программирования, программы и данные в которых представляются системами линейных списков символов. Лисп был создан Джоном Маккарти для работ по искусственному интеллекту и до сих пор остаётся одним из основных инструментальных средств в данной области. Применяется он и как средство обычного промышленного программирования, от встроенных скриптов до веб-приложений массового использования.
Шаблон проектирования или паттерн (англ. design pattern) в разработке программного обеспечения — повторяемая архитектурная конструкция, представляющая собой решение проблемы проектирования в рамках некоторого часто возникающего контекста.
Предметно-ориентированный язык (англ. domain-specific language, DSL — «язык, специфический для предметной области») — язык программирования, специализированный для конкретной области применения (в противоположность языку общего назначения, применимому к широкому спектру областей и не учитывающему особенности конкретных сфер знаний). Построение такого языка и/или его структура данных отражают специфику решаемых с его помощью задач. Является ключевым понятием языково-ориентированного программирования.
Инверсия управления (англ. Inversion of Control, IoC) — важный принцип объектно-ориентированного программирования, используемый для уменьшения зацепления в компьютерных программах. Также архитектурное решение интеграции, упрощающее расширение возможностей системы, при котором поток управления программы контролируется фреймворком.
Семанти́ческие веб-се́рвисы (англ. Semantic Web Services, SWS; иногда Semantic Web Web Services, SWWS) — законченные элементы программной логики с однозначно описанной семантикой, доступные через Интернет и пригодные для автоматизированного поиска, композиции и выполнения с учетом их семантики. В тематической литературе часто называются «динамической составляющей семантической паутины».
Пролог (англ. Prolog) — язык и система логического программирования, основанные на языке предикатов математической логики дизъюнктов Хорна, представляющей собой подмножество логики предикатов первого порядка.
Структура данных (англ. data structure) — программная единица, позволяющая хранить и обрабатывать множество однотипных и/или логически связанных данных в вычислительной технике. Для добавления, поиска, изменения и удаления данных структура данных предоставляет некоторый набор функций, составляющих её интерфейс.
Мо́дульное программи́рование — это организация программы как совокупности небольших независимых блоков, называемых модулями, структура и поведение которых подчиняются определённым правилам. Использование модульного программирования позволяет упростить тестирование программы и обнаружение ошибок. Аппаратно-зависимые подзадачи могут быть строго отделены от других подзадач, что улучшает мобильность создаваемых программ.
Дружелюбный русский алгоритмический язык, который обеспечивает наглядность (сокр. ДРАКОН) — визуальный алгоритмический язык программирования и моделирования (см. также: UML).
Виртуальный метод (виртуальная функция) — в объектно-ориентированном программировании метод (функция) класса, который может быть переопределён в классах-наследниках так, что конкретная реализация метода для вызова будет определяться во время исполнения. Таким образом, программисту необязательно знать точный тип объекта для работы с ним через виртуальные методы: достаточно лишь знать, что объект принадлежит классу или наследнику класса, в котором объявлен метод. Одним из переводов слова virtual с.
Процеду́рное программи́рование — программирование на императивном языке, при котором последовательно выполняемые операторы можно собрать в подпрограммы, то есть более крупные целостные единицы кода, с помощью механизмов самого языка.
Транспайлер — тип компилятора, который использует исходный код программы, написанной на одном языке программирования, в качестве исходных данных и производит эквивалентный исходный код на другом языке программирования. Транспайлер переводит между языками программирования, которые работают примерно на одном и том же уровне абстракции, в то время как традиционный компилятор переводит с более высокого уровня языка программирования на язык более низкого уровня. Например, транспайлер может выполнить перевод.
Ненавязчивый JavaScript (англ. unobtrusive JavaScript) является подходом к web-программированию на языке JavaScript. Термин был введён в 2002 году Стюартом Лэнгриджем. Под принципами ненавязчивого Javascript обычно понимаются следующие.
Фре́ймворк, иногда фреймво́рк (англицизм, неологизм от framework «остов, каркас, структура») — заготовки, шаблоны для программной платформы, определяющие архитектуру программной системы; программное обеспечение, облегчающее разработку и объединение разных модулей программного проекта.
Спецификация (стандарт, определение) языка программирования — это предмет документации, который определяет язык программирования, чтобы пользователи и разработчики языка могли согласовывать, что означают программы на данном языке. Спецификации обычно являются подробными и формальными и в основном используются разработчиками языка, в то время как пользователи обращаются к ним в случае двусмысленности: например, спецификация языка C++ часто цитируется пользователями из-за сложности. Сопутствующая документация.
Станда́рт оформле́ния ко́да (станда́рт коди́рования, стиль программи́рования) (англ. coding standards, coding convention или programming style) — набор правил и соглашений, используемых при написании исходного кода на некотором языке программирования. Наличие общего стиля программирования облегчает понимание и поддержание исходного кода, написанного более чем одним программистом, а также упрощает взаимодействие нескольких человек при разработке программного обеспечения.
Таблица виртуальных методов (англ. virtual method table, VMT) — координирующая таблица или vtable — механизм, используемый в языках программирования для поддержки динамического соответствия (или метода позднего связывания).
Интерфейс-маркер, маркер (англ. marker interface pattern) — это шаблон проектирования, применяемый в языках программирования с проверкой типов во время выполнения. Шаблон предоставляет возможность связать метаданные (интерфейс) с классом даже при отсутствии в языке явной поддержки для метаданных.
Паска́ль (англ. Pascal) — один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах вузов, является основой для ряда других языков.
Семантический рабочий стол (в информатике) — обобщённый термин, обозначающий идеи, связанные с изменением компьютерных пользовательских интерфейсов и возможностей управления данными так, что обмен ими между различными приложениями или задачами упрощается, и невозможная ранее автоматическая обработка данных одним компьютером становится возможной. Сюда также включаются некоторые идеи о возможности автоматического обмена информацией между людьми. Эта концепция связана с семантической паутиной, но отличается.
Метод Даффа (англ. Duff’s device) в программировании — это оптимизированная реализация последовательного копирования, использующая ту же технику, что применяется для размотки циклов. Первое описание сделано в ноябре 1983 года Томом Даффом (англ. Tom Duff), который в то время работал на Lucasfilm. Пожалуй, это самое необычное использование того факта, что в языке Си инструкции внутри блока switch выполняются «насквозь» через все метки case.
Сниппет (англ. snippet — отрывок, фрагмент) — фрагмент исходного текста или кода программы, применяемый в поисковых системах, текстовых редакторах и средах разработки.
Правило одного определения (One Definition Rule, ODR) — один из основных принципов языка программирования C++. Назначение ODR состоит в том, чтобы в программе не могло появиться два или более конфликтующих между собой определения одной и той же сущности (типа данных, переменной, функции, объекта, шаблона). Если это правило соблюдено, программа ведёт себя так, как будто в ней существует только одно, общее определение любой сущности. Нарушение ODR, если оно не будет обнаружено при компиляции и сборке.
Программи́рование ме́тодом копи́рования-вста́вки, C&P-программирование или копипаста в программировании — процесс создания программного кода с часто повторяющимися частями, произведёнными операциями копировать-вставить (англ. copy-paste). Обычно этот термин используется в уничижительном понимании для обозначения недостаточных навыков компьютерного программирования или отсутствия выразительной среды разработки, в которой, как правило, можно использовать подключаемые библиотеки.
Блокли (англ. Blockly) — это библиотека для создания среды визуального программирования, которая может быть встроена в произвольное веб-приложение. Блокли включает в себя графический редактор, позволяющий составлять программы из блоков, и генераторы кода для подготовки исполнения программы в среде веб-приложения.
Выделение знаний (англ. Knowledge extraction) — это создание знаний из структурированных (реляционных баз данных, XML) и неструктурированных источников (тексты, документы, изображения). Полученное знание должно иметь формат, позволяющий компьютерный ввод, и должно представлять знания так, чтобы облегчить логические выводы. Хотя по методике процесс подобен извлечению информации (обработке естественного языка, англ. Natural language processing, NLP) и процессу «Извлечения, Преобразования, Загрузки.
Рефлексия в программировании: простое и понятное объяснение
Что такое язык программирования, и какие они бывают?
Что такое сигнатура в программировании: терминология и примеры
Что такое митапы и зачем они айтишнику
Что такое консоль в программировании, отличие от командной строки
Что такое компиляция, линковка, run time?
Добро пожаловать в мир рефлексии в программировании! Этот инструмент позволяет программистам создавать более гибкие и эффективные приложения, уменьшая объем повторяющегося кода. Но какие преимущества и риски связаны с использованием рефлексии? В этой статье мы изучим какую роль занимает рефлексия в программировании, и оценим ее влияние на проекты программного обеспечения.
Что такое рефлексия в программировании
Рефлексия в программировании — это способность программы анализировать и изменять свою структуру и поведение во время выполнения. С помощью рефлексии программисты могут получать доступ к информации о классах, методах и полях объектов, а также изменять их. Благодаря рефлексии программирование может стать более гибким и масштабируемым, что особенно важно для больших проектов.
Важность рефлексии в разработке программного обеспечения
Рефлексия является важным инструментом в разработке программного обеспечения, поскольку она позволяет программистам создавать более гибкие и адаптивные программы. Благодаря рефлексии программисты могут упростить процесс разработки, ускорить тестирование и создавать более надежные и безопасные приложения.
Различные типы рефлексии в программировании
Существует два типа рефлексии в программировании:
- Статическая рефлексия доступна во время компиляции и позволяет программистам анализировать статические метаданные, такие как типы, методы, свойства и атрибуты, которые могут быть извлечены из исходного кода программы. Она используется в инструментах разработки, таких как среды разработки и компиляторы, для автоматической генерации кода, анализа существующего кода и создания документации.
- Динамическая рефлексия, напротив, доступна во время выполнения программы и позволяет программам получать доступ к динамическим метаданным, таким как типы, объекты и свойства, которые создаются во время выполнения программы. Она используется в библиотеках, фреймворках и приложениях, которые требуют гибкости и динамической настройки.
Применение рефлексии в программировании
Применение рефлексии в программировании является одной из ее главных особенностей, которая позволяет программистам получать доступ к информации о типах во время выполнения программы. Это позволяет создавать более гибкие и масштабируемые приложения, увеличивать их эффективность и снижать время разработки.
Одним из наиболее распространенных применений рефлексии является создание универсальных библиотек. Благодаря возможности программистов получать доступ к информации о типах во время выполнения, они могут создавать библиотеки, которые могут работать с любыми типами данных, что делает их более универсальными и удобными для использования.
Тестирование и отладка — другие области, где применение рефлексии может быть очень полезным. Например, при тестировании программного обеспечения, рефлексия может использоваться для автоматического обнаружения и исправления ошибок во время выполнения программы. Это может значительно сократить время, затрачиваемое на отладку, и улучшить качество программного обеспечения. Если говорить об отладке, то здесь рефлексия может быть полезна для динамического анализа кода и исследования ошибок. Скажем, можно использовать рефлексию для получения информации о типах и значениях переменных во время выполнения программы, а также для динамического изменения значений переменных и вызова методов.
Примеры использования рефлексии в языках программирования, таких как Java, C# и Python
В языках программирования, таких как Java, C# и Python, рефлексия используется для множества задач, таких как динамическое создание объектов, вызов методов по имени и изменение значений полей. Рассмотрим несколько примеров использования рефлексии в этих языках.
- Java: с помощью рефлексии можно создавать объекты классов, получать доступ к полям и методам классов, вызывать методы по имени и изменять значения полей. Например, можно использовать метод Class.forName() для загрузки класса по его имени, и методы getFields(), getMethods() и getConstructors() для получения доступа к полям, методам и конструкторам класса соответственно.
Рассмотрим примеры кодов Java, где демонстрируется использование рефлексии и без нее:
- Создание объекта класса без использования рефлексии:
public class MyClass
public void myMethod()
MyClass myObj = new MyClass();
- Создание объекта класса с использованием рефлексии:
Class myClass = Class.forName(«MyClass»);
Object myObj = myClass.newInstance();
Method myMethod = myClass.getMethod(«myMethod»);
- C#: рефлексия используется для работы с типами данных и объектами. Например, можно использовать методы GetType() и GetProperty() для получения типа и свойства объекта соответственно. Также с помощью рефлексии можно создавать объекты классов, вызывать методы по имени и изменять значения полей.
- Python: с помощью рефлексии можно получать доступ к атрибутам объектов, создавать объекты классов без указания имени класса, а также динамически загружать модули. Например, можно использовать функцию getattr() для получения объекта класса по имени, функцию setattr() для изменения значения атрибута объекта и функцию importlib.import_module() для загрузки модуля по его имени в виде строки.
Какие преимущества и недостатки использования рефлексии в программировании
Хотя рефлексия имеет множество преимуществ, она также имеет недостатки. Давайте рассмотрим их подробнее.
Преимущества
- Уменьшение повторяющегося кода.
Одним из главных преимуществ использования рефлексии является уменьшение повторяющегося кода. Рефлексия может позволить программистам создавать универсальные методы и классы, которые могут работать с разными типами данных. Это позволяет сократить количество кода, который необходимо написать, что уменьшает время разработки и повышает эффективность работы.
Рефлексия может также улучшить гибкость программы. Например, она может помочь программистам создавать код, который может работать с различными типами данных и объектами, что делает программу более универсальной. Это может быть особенно полезно при работе с большими проектами, где данные могут меняться или различаться.
Рефлексия может упростить работу с данными, так как она позволяет получать доступ к свойствам и методам объектов без необходимости знать их имена заранее.
Недостатки
- Снижение производительности.
Одним из основных недостатков использования рефлексии является снижение производительности. Использование рефлексии может сделать программу более медленной, поскольку при вызове методов и доступе к полям происходит дополнительная работа для определения типа данных, что может замедлить выполнение программы.
- Потенциальные проблемы безопасности.
Использование рефлексии также может привести к потенциальным проблемам безопасности. Рефлексия может позволить программистам получить доступ к закрытым методам и полям, что может нарушить принципы инкапсуляции. Если некорректно использовать рефлексию, это может привести к уязвимостям в программе.
Заключение
Рефлексия в программировании — это механизм, позволяющий программе получать доступ к своей собственной структуре и поведению во время выполнения. Благодарю тому, что языки программирования, такие как Java, C# и Python, имеют встроенную поддержку рефлексии, ее использование становится более удобным и эффективным.
Рекомендуется использовать рефлексию только в тех случаях, когда это необходимо для решения специфических задач проекта, и при этом необходимо внимательно оценивать ее возможные негативные последствия для производительности и удобства сопровождения кода. Кроме этого, вот пара рекомендаций:
- Используйте статическую рефлексию для автоматической генерации кода, анализа существующего кода и создания документации. Это особенно полезно при работе со сложными структурами данных и большими проектами.
- Используйте динамическую рефлексию для работы с объектами, созданными во время выполнения программы, а также для настройки и гибкого управления приложением. Однако следует помнить, что динамическая рефлексия может замедлить выполнение программы, поэтому ее следует использовать с осторожностью и только при необходимости.
- При использовании рефлексии следует учитывать потенциальные уязвимости безопасности, такие как возможность выполнения злонамеренного кода или изменения значений переменных. Поэтому следует принимать меры для обеспечения безопасности при работе с рефлексией, например, ограничивать доступ к некоторым методам и свойствам.
- Не злоупотребляйте рефлексией и используйте ее только при необходимости. Слишком частое использование рефлексии может сделать код менее читабельным и увеличить сложность проекта.
Кроме этого, старайтесь всегда документировать использование рефлексии в вашем проекте, чтобы другие разработчики могли понять, как она применяется и почему. Это поможет избежать ошибок и неясностей в будущем.