CLU

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CLU
编程范型多范型: 面向对象, 过程式
設計者芭芭拉·利斯科夫和她的学生
實作者麻省理工学院
发行时间1975年,​46年前​(1975
穩定版本
Native CLU 1.5 (SPARC, VAX) / 1989年5月26日,​31年前​(1989-05-26[1]

Portable CLU / 2009年11月6日,​11年前​(2009-11-06[2]

型態系統强类型
網站www.pmg.lcs.mit.edu/CLU.html
主要實作產品
Native CLU,[1] Portable CLU,[2] clu2c[3]
啟發語言
ALGOL 60, Lisp, Simula
影響語言
Ada, Argus, C++, Lua, Python[4], Ruby, Sather英语Sather, Swift[5]

CLU是在1974年到1975年由麻省理工学院(MIT)的芭芭拉·利斯科夫和她的学生创造的一门编程语言。虽然它没有被广泛使用,但它引入了许多现在广泛使用的特性,并被视为面向对象(OOP)编程发展的重要一步。

主要贡献包括抽象数据类型[6]传共享调用迭代器,多值返回(并行赋值形式),参数化类型,和可变类型。值得注意的是它使用了构造器方法,但没有继承

聚簇[编辑]

CLU的语法基于了ALGOL,这是多数新语言设计的起点。关键增补是“聚簇”(cluster)概念,它是CLU的类型扩展系统和语言名字的根源(CLUster)[7]。聚簇一般对应于面向对象语言中“类”的概念。例如,下面是CLU用来实现复数的语法:

   complex_number = cluster is add, subtract, multiply, ...
       rep = record [ real_part: real, imag_part: real ]
       add = proc ... end add;
       subtract = proc ... end subtract;
       multiply = proc ... end multiply;
       ...
   end complex_number;

聚簇是封装了除了那些在is子句中显式命名的成员之外的所有成员的一个模块。这些成员对应于现在面向对象语言中一个类的公开成员。聚簇还定义了可以在聚簇之外命名的一个类型(在这个案例中是complex_number),但是它的表示类型(rep)对于外部客户是隐藏的。

聚簇名字是全局的,不提供名字空间机制来组织聚簇或允许它们在其他聚簇内部被“局部”创建。

CLU不进行隐式类型转换。在聚簇中,显式类型转换updown在抽象类型和表示之间进行改变。有一个全体类型any,和一个过程force[]来检查一个对象是否是一个特定类型。对象可以是可变的或不可变的,后者是基础类型,比如整数、布尔值、字符和字符串[7]

其他特征[编辑]

CLU类型系统的另一个关键特征是迭代器,它一个接一个的、顺序的从一个搜集返回对象[7]。迭代器提供了一致的应用编程接口(API),不管所用的是什么数据。因此给complex_number的一个搜集的迭代器可以用与integer的数组相同的方式调用。CLU迭代器的显著特征是它们被实现为协程,每个值都是通过yield语句提供给调用者的。像CLU中这样的迭代器现在是很多现代语言的常见特征,比如C#、Ruby和Python,尽管最近它们经常被称为生成器。下面是迭代器的例子:

 % 产生从1到n的奇数
 odds = iter(n:int) yields int
   i:int
  
   i = 1
   while i < n do
     yield i
     i := i + 2
   end
 end odds  
  
 for i:int in odds(13) do
   print int$unparse(i) || "\n"
 end

CLU还包括了异常处理,基于了在其他语言中的各种尝试;异常使用signal引发,并通过except处理。不同于具有异常处理的多数其他语言,异常不是隐式的沿着调用链重新发起。还不同于提供异常处理的多数其他语言,在CLU中异常被认为是正常执行流程的一部份,并被当作退出循环或从函数返回的“正常”和有效的类型安全的方式;这允许直接指定返回值“除非此时”有其他条件适用。既不捕获也不显式重新发起的异常被立即转换成特殊失败异常,典型的终止程序。

CLU经常被引证为具有叫作oneof的类型安全的可变类型的第一个语言,在ML语言之前拥有。

CLU中最后一个显著特征是并行赋值(多赋值),这里多于一个变量可以出现在赋值算符的左侧。例如,书写x,y := y,x将交换xy的值。以相同的方式,函数可以返回多个值,比如x,y,z := f(t)。并行赋值(尽管不是多返回值)先于CLU,出现在CPL(1963年)之中,叫作“同时赋值”[8],但是CLU使之流行并被引证为对后来语言中出现并行赋值有直接的影响。

在CLU程序中所有对象都存活动在堆中,而内存管理是自动化的。

CLU支持参数化类型的用户定义数据抽象。它是提供类型安全约束参数化类型的第一个语言,使用where子句来表达在实际类型实际参数上的约束。

影响[编辑]

CLU和AdaC++模板的主要启发者[9]

CLU的异常处理机制影响了后来的语言如C++和Java[10]

Sather英语SatherPythonC#包含了迭代器,它最早出现在CLU中。

PerlLua采用的多赋值和从函数调用返回多个值来自CLU[11]

PythonRuby从它引入了传共享调用yield语句[12]和多赋值[13]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Curtis, Dorothy. CLU home page. Programming Methodology Group, Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. Massachusetts Institute of Technology. 2009-11-06 [2016-05-26]. (原始内容存档于2016-06-02). 
  2. ^ 2.0 2.1 Curtis, Dorothy. Index of /pub/pclu. Programming Methodology Group, Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. Massachusetts Institute of Technology. 2009-11-06 [2016-05-26]. 
  3. ^ Ushijima, Tetsu. clu2c. clu2c. woodsheep.jp. [2016-05-26]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  4. ^ Lundh, Fredrik. Call By Object. effbot.org. [21 November 2017]. (原始内容存档于2019-11-23). replace "CLU" with "Python", "record" with "instance", and "procedure" with "function or method", and you get a pretty accurate description of Python's object model. 
  5. ^ Lattner, Chris. Chris Lattner's Homepage. Chris Lattner. 2014-06-03 [2014-06-03]. (原始内容存档于2018-12-25). The Swift language is the product of tireless effort from a team of language experts, documentation gurus, compiler optimization ninjas, and an incredibly important internal dogfooding group who provided feedback to help refine and battle-test ideas. Of course, it also greatly benefited from the experiences hard-won by many other languages in the field, drawing ideas from Objective-C, Rust, Haskell, Ruby, Python, C#, CLU, and far too many others to list. 
  6. ^ Liskov, Barbara; Zilles, Stephen. Programming with abstract data types. Proceedings of the ACM SIGPLAN symposium on Very high level languages: 50–59. 1974. doi:10.1145/800233.807045. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 Liskov, B.; Snyder, A.; Atkinson, R.; Schaffert, C. Abstraction mechanisms in CLU (PDF). Communications of the ACM. August 1977, 20 (8): 564–576. doi:10.1145/359763.359789. 
  8. ^ Barron, D. W.; Buxton, J. N.; Hartley, D. F.; Nixon, E.; Strachey, C. The main features of CPL. Computer Journal. 1963, 6 (2): 134–143. doi:10.1093/comjnl/6.2.134. 
  9. ^ Stroustrup, Bjarne. The C++ Programming Language (Third Edition and Special Edition). Bjarne Stroustrup's homepage. 2004-09-08 [2020-09-21]. (原始内容存档于2019-05-14). 
  10. ^ Bruce Eckel's MindView, Inc: Does Java need Checked Exceptions?. Mindview.net. [2011-12-15]. (原始内容存档于2002-04-05). 
  11. ^ Ierusalimschy, R.; De Figueiredo, L. H.; Celes, W. The evolution of Lua. Proceedings of the third ACM SIGPLAN conference on History of programming languages – HOPL III (PDF): 2–1–2–26. 2007 [2020-09-21]. ISBN 978-1-59593-766-7. doi:10.1145/1238844.1238846. (原始内容存档 (PDF)于2020-08-17). 
  12. ^ Ruby's Roots and Matz's Leadership. Appfolio Engineering. 2019-11-08 [2019-11-15]. (原始内容存档于2019-11-14). Matz feels that blocks are the greatest invention of Ruby (I agree.) He got the idea from a 1970s language called CLU from MIT, which called them 'iterators'... 
  13. ^ Functional Programming HOWTO — Python 3.8.3 documentation. docs.python.org. [2020-05-25]. (原始内容存档于2012-10-24). 

外部链接[编辑]