Модульное программирование
Со временем при проектировании программ акцент сместился с организации процедур на организацию структур данных. Помимо всего прочего это вызвано и ростом размеров программ. Модулем обычно называют совокупность связанных процедур и тех данных, которыми они управляют. Парадигма программирования приобрела вид:
Определите, какие модули нужны; поделите программу так, чтобы данные были скрыты в этих модулях
Эта парадигма известна также как "принцип сокрытия данных". Если в языке нет возможности сгруппировать связанные процедуры вместе с данными, то он плохо поддерживает модульный стиль программирования. Теперь метод написания "хороших" процедур применяется для отдельных процедур модуля. Типичный пример модуля - определение стека. Здесь необходимо решить такие задачи:
- Предоставить пользователю интерфейс для стека (например, функции push () и pop ()).
- Гарантировать, что представление стека (например, в виде массива элементов) будет доступно лишь через интерфейс пользователя.
- Обеспечивать инициализацию стека перед первым его использованием.
Язык Модула-2 прямо поддерживает эту парадигму, тогда как С только допускает такой стиль. Ниже представлен на С возможный внешний интерфейс модуля, реализующего стек:
// описание интерфейса для модуля, // реализующего стек символов:
void push ( char ); char pop (); const int stack_size = 100;
Допустим, что описание интерфейса находится в файле stack.h, тогда реализацию стека можно определить следующим образом:
#include "stack.h" // используем интерфейс стека
static char v [ stack_size ]; // ``static'' означает локальный // в данном файле/модуле static char * p = v; // стек вначале пуст
void push ( char c ) { //проверить на переполнение и поместить в стек }
char pop () { //проверить, не пуст ли стек, и считать из него }
Вполне возможно, что реализация стека может измениться, например, если использовать для хранения связанный список. Пользователь в любом случае не имеет непосредственного доступа к реализации: v и p - статические переменные, т.е. переменные локальные в том модуле (файле), в котором они описаны. Использовать стек можно так:
#include "stack.h" // используем интерфейс стека
void some_function () { push ( 'c' ); char c = pop (); if ( c != 'c' ) error ( "невозможно" ); }
Поскольку данные есть единственная вещь, которую хотят скрывать, понятие упрятывания данных тривиально расширяется до понятия упрятывания информации, т.е. имен переменных, констант, функций и типов, которые тоже могут быть локальными в модуле. Хотя С++ и не предназначался специально для поддержки модульного программирования, классы поддерживают концепцию модульности (§5.4.3 и §5.4.4). Помимо этого С++, естественно, имеет уже продемонстрированные возможности модульности, которые есть в С, т.е. представление модуля как отдельной единицы трансляции.
