Статическая и динамическая типизация: Ликбез по типизации в языках программирования

Приверженцы статической и динамической типизаций никогда не поймут друг друга. И TypeScript им не поможет

Когда мы с другом учились в школе и только мечтали стать разрабами, мы думали как сделаем вместе какую-нибудь штуковину — игру или супер-полезную программу.

Я начал учить плюсы и C#, он — JavaScript. Закончили школу, отучились в универах, отслужили в армии, устроились на работы. Нас потаскало промышленной разработкой там и тут, и когда мы оба от нее подустали, вспомнили с чего начинали.

Собравшись уже матерыми разрабами, мы решили, наконец, сделать свой проект — двумерную видеоигру. Так как друг был чистый фронт, а я фулстек, очевидной платформой для нас стал браузер. Раньше я разрабатывал фронт только на TypeScript, и мы подумали, никаких проблем, TS — всего-лишь надмножество JavaScript. Возьмем его и все пройдет гладко. Как бы не так. Когда мы начали обсуждать работу, столкнулись с невероятной бездной непонимания друг друга.

Вот я увидел задачу сделать игру. Я такой — ага, у нас есть тип «игра», тип «инвентарь», тип «вещь», тип «карта», тип «локация». Я примерно представляю, как они работают вместе, описываю их, собираю проект и все работает. Компилятор меня проверил, я все сделал правильно. Дальше я начинаю писать код, который использует эти типы. Из-за того, что они есть, мне намного проще. IDE мне подсказывает и проверяет на ошибки. Если проект собирается — скорее всего он и работает. Я потратил силы на описания типов, и это принесло пользу. Вот мой подход.

Мой друг хотел делать наоборот — сразу писать код и не описывать никакие типы. Он не был готов определять проблему в виде семейства типов. Не хотел отталкиваться от нее, не видел задачу, как набор классов, типов, рекордов или чего-нибудь еще в таком роде. Мне это казалось просто немыслимым. Мы оба во многом были правы, просто правота каждого из нас исключала другую.

Серьезно, мы говорили часами, но при этом каждый говорил о своем, как будто на разных языках. И ведь не спишешь на то, что у нас мозги не гибкие. Буквально год назад я безболезненно переехал в функциональный мир из объектно-ориентированного, и обратно. Больше того, я потратил достаточно много времени на изучение JS, а он — на изучение нескольких статически типизированных языков.

Но технология, которая стала для разрабов первой «боевой», определяет их настолько сильно, что два взрослых опытных человека просто не готовы друг друга слушать. За годы изучения разработки наше видение сформировалось слишком по-разному и подходы к решению задач совершенно не работали вместе.

В итоге мы отказались от идеи работать друг с другом. Сразу приходит в голову мысль, что проблема только в нас двоих. Может быть, но я видел такое и у других людей в индустрии.

У статической и динамической типизации есть принципиальная непримиримая разница

Мой код отвечает на вопрос «Как с этим работать», а как код разрабов, привыкших к динамической типизации — «Как это работает». Оба подхода имеют право на жизнь, и есть инструменты для обоих, но только один может стоять во главе угла.

Статическая хороша для больших проектов, которые годами делают сотни разрабов, а динамическая — для маленьких команд, для задач, где часто нужен write-only код. С динамической ты экономишь время и силы в начале разработки, а со статической — в конце.

Идея ставить во главу типы серьезно повлияла на мое мышление разработчика.

Выбрав в начале пути C#, я прибил гвоздями статическую типизацию к своему мировоззрению, от чего теперь и страдаю. Увидев любую задачу, я пытаюсь представить ее решение как набор типов и принципов их взаимодействия. Когда я разрабатываю модуль, первым делом определяю, какими типами он оперирует и какими взаимодействует со своим окружением. Я даже не помню, как я подходил к решению задач раньше.

Все обучение программированию на Java — это обучение проектированию и использованию типов. .NET CLR — рантайм C# — построен на типах и для типов. Cтатическая типизация лежит в центре дизайна объектно-ориентированного программирования (привет, классы из JS, я решил, что вы не нужны). Канонические реализации большинства ООП паттернов пестрят кейвордом Interface, который совершенно бессмысленнен в динамически типизированном языке.

Сами паттерны — штука кросс-языковая, но кто-нибудь может мне сказать, зачем нужен паттерн «состояние» в динамически типизированном языке? А билдер? Эти паттерны не про разработку, они про типы. Типы и ООП связаны неразрывно.

Нельзя строить свою бизнес логику, основываясь на типах, но при этом ничего о них не знать в процессе разработки. Именно поэтому есть фронтендеры, которые покрывают свой код невообразимым количеством юнит тестов, которые как раз и проверяют кодовую базу на отсутствие type errors.

Мы все отлично знаем, что защищенность через покрытие — иллюзия. Тесты пишут руками, они по определению менее надежны, чем встроенная в язык система проверки типов.

Это не значит, что динамически типизированные языки не нужны (на самом деле я и правда думаю, что не нужны). Это значит, что при их использовании, тебе нужно отказаться от ООП, как главенствующей парадигмы. Все вот это единство данных и операций над ними — это для парней, у которых есть статическая проверка.

Разрабы, с которыми я имел дело, не считают, что наличие статической типизации меняет подход к разработке, и пишут такой же код, как и в динамических языках, добавляя проверку типов. Я считаю — это в корне неверно. И наиболее сильно это заметно именно в кейсе с современным фронтендом.

Знаю, критиковать фронтов — табуированная тема. Однажды мы с друганом зафигачили ИИ, который троллит всех в твиттере, и на нее сагрился Брендан Айк. Серьезно, создатель джаваскрипта воевал с нашей нейросетью в комментах.

Эти ребята по неведомой причине просто не готовы жить в мире, где их видение содержит серьезные пробелы. Поэтому я критикую только тех из них, кто суется в мой definitely-typed проект, и наводит там свои any порядки.

Мы бы так и жили в своих мирках, но TypeScript нас столкнул

Вот я пишу код, который за счет типов невозможно использовать неправильно. В проекте я рассчитываю, что и другие будут использовать типы. Тогда мой код будет работать так, как я задумал. И я осознанно не покрываю все кейсы неправильного использования этого кода (потому что типизация это исключает). Но в проект приходит JS-ник, берет этот мой тип, заворачивает его в any, и начинает использовать его неправильно, что приводит к трудноуловимым багам.

JavaScript-разработчики убеждены, что Тайпскрипт — это все тот же JS, но с возможностью иногда добавлять статическую проверку типов, если она им нужна. Это не так. Тайпскрипт в сотню раз мощнее, а их интересуют только три процента его возможностей.

Самый разрушительный аргумент — TypeScript лишь надмножество JS. Но на практике ты не можешь не рассматривать Тайпскрипт, как самостоятельный язык, даже если ты чертов король фронтендеров. Потому что тут нужен другой подход — статический, а не динамический.

Главный плюс статической типизации — гарантия. Если ты используешь ее в одном модуле, а в другом нет, ты просто потратил время и силы на описание и разработку типов, а никаких гарантий не получил.

Многим кажется, что TypeScript — это компромисс систем типов между JS и Java. Никакой он не компромисс, его система типов просто особенная.

Все усугубляется тем, что сегодня каждая вторая вакансия на фронта требует знания TS. Это приводит к тому, что JS-разработчики поверхностно изучают возможности Тайпскрипта, и начинают писать на нем код, создавая огромное количество вредительских практик. Возникает ситуация, когда им на самом деле не нужен статический тайпчекинг, но им его навязали, и они его испортили. Нужно наконец признать, что подходы к разработке при динамической и статической типизации противоречат друг другу, это не те вещи, которые можно смешивать.

JavaScript, как мне видится, очень хороший инструмент, чтобы написать код, который решает проблему, не выделяя при этом лишние абстракции. Самый вопиющий кейс в нем — паттерн Ice factory. Этой штуке можно скармливать свои инстансы, и она обмазывает их рантайм-иммутабельностью. Если я обработаю этой фабрикой свой объект, она отдаст мне такой же, но при попытке изменить значение одного из свойств, я получу исключение. Просто, WAT?!?

Паттерн возник, потому что фронты где-то прочитали про крутую иммутабельность, и решили затащить это в свой язык, никоим образом не предназначенный для иммутабельности. В Тайпскрипте я могу сделать такую же фабрику, но с компайл тайм запретом мутаций, и без всяких исключений.

С другой стороны, и это не нужно, потому что есть чистое функциональное программирование. Бери F#, Haskell, OCaml, Кложу, ReasonML — там мутации запрещены из коробки. Но я боюсь, что если дать фронтендеру функциональный язык, он тут же начнет модернизировать его и сделает поведение похожим на JS.

Потому что выбор типизации — путь без возврата. Все компромиссные решения дают только иллюзию компромисса. Ты либо ставишь во главе угла типы, либо нет. Не знаю, как бы все сложилось, начни я учить C# и JavaScript одновременно и параллельно друг другу. Но сейчас я так крепко прибит к своему мышлению, что не вижу и не хочу видеть плюсов динамической типизации. Они есть, но вне поля моего зрения, и все что мне остается — закрывать на них глаза, как на любые чуждые мне проявления мира, с которыми приходится жить. Понимаю, что не прав, но работать мне надо здесь и сейчас, и метаться между полюсами бюджета нет.

Поэтому я не хочу искать компромиссов, а говорю прямо. Если только начинаете изучать разработку, начинайте со статической типизации.

Статическая и динамическая типизация. Основы объектно-ориентированного программирования

Статическая и динамическая типизация

Хотя возможны и промежуточные варианты, здесь представлены два главных подхода:

[x]. Динамическая типизация: ждать момента выполнения каждого вызова и тогда принимать решение.

[x]. Статическая типизация: с учетом набора правил определить по исходному тексту, возможны ли нарушения типов при выполнении. Система выполняется, если правила гарантируют отсутствие ошибок.

Эти термины легко объяснимы: при динамической типизации проверка типов происходит во время работы системы (динамически), а при статической типизации проверка выполняется над текстом статически (до выполнения).

Статическая типизация предполагает автоматическую проверку, возлагаемую, как правило, на компилятор. В итоге имеем простое определение:

Определение: статически типизированный язык

ОО-язык статически типизирован, если он поставляется с набором согласованных правил, проверяемых компилятором, соблюдение которых гарантирует, что выполнение системы не приведет к нарушению типов.

В литературе встречается термин «сильная типизация» (strong). Он соответствует ультимативной природе определения, требующей полного отсутствия нарушения типов. Возможны и слабые (weak) формы статической типизации, при которых правила устраняют определенные нарушения, не ликвидируя их целиком. В этом смысле некоторые ОО-языки являются статически слабо типизированными. Мы будем бороться за наиболее сильную типизацию.

В динамически типизированных языках, известных как нетипизированные, отсутствуют объявления типов, а к сущностям в период выполнения могут присоединяться любые значения. Статическая проверка типов в них невозможна.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Umka. Жизнь статической типизации в скриптовом языке / Хабр

В своё время посты на Хабре и Reddit о статически типизированном скриптовом языке Umka вызвали весьма активную дискуссию.

Прошедшие полтора месяца позволили мне избавиться от некоторых заблуждений, развить язык и дать чуть более вразумительные ответы на вопросы публики. Как и следовало ожидать, наиболее серьёзное испытание выпало на долю самой концепции статической типизации. Она осталась в основе языка, но потребовала компромиссов — в частности, для корректной сборки мусора.

Появились первые замеры быстродействия интерпретатора в сравнении с Wren и Python — их результаты внушают оптимизм. Наконец, родился более реалистичный пример использования Umka по его основному назначению, т. е. как встраиваемого языка.

Информация о типах во время исполнения программы (RTTI). Проект начинался с радикального отказа от хранения типов данных при исполнении программы. Вся информация о типах терялась после компиляции в байт-код виртуальной машины. В принципе, статическая типизация позволяет это сделать, а заодно избавляет от странных трюков вроде упаковки данных в NaN, к которой, например, прибегают создатели JavaScript и Wren ради увеличения быстродействия. Однако обнаружились два случая, в которых пришлось использовать RTTI:

• Приведение интерфейсного типа данных к конкретному — прямой аналог «утверждения типа» (type assertion) в Go, а также, отчасти, оператора dynamic_cast в C++. Оно требуется и при сборке мусора, содержащегося в данных, приведённых к интерфейсному типу.
• Сборка мусора, связанного с динамическими структурами данных вроде списков и деревьев.

Быстродействие. Изначально Umka никак не предназначался для установления рекордов быстродействия. Безразличие публики к медлительности Python наводило на мысль, что скорость вовсе не то качество, которого в первую очередь ожидают от скриптового языка. Однако успех LuaJIT и активная реклама Wren заставили задуматься. После этого меня уже не удивляло, что и ранние публикации про Umka вызвали вопросы о быстродействии, хотя мне по-прежнему интересно, от кого в первую очередь исходит спрос на скорость. От разработчиков игр?

Пока полный набор тестов не готов, я могу поделиться лишь предварительными результатами замеров. В численных задачах (например, задаче многих тел) Umka надёжно опережает Python, а если в задаче активно используется цикл for, то Umka даёт выигрыш даже по сравнению с Wren, который позиционируется автором чуть ли не как самый быстрый скриптовый язык после LuaJIT. Наглядным примером служит перемножение больших матриц:

Умножение матриц 400 x 400 (AMD A4-3300M @ 1.9 GHz, Windows 7)

Очевидно, в пользу Umka здесь сыграла поддержка традиционных статических массивов и более низкоуровневая организация цикла for, не содержащая вызовов методов.

Задачи с интенсивной сборкой мусора (например, создание и обход двоичных деревьев) вызывают много сомнений по поводу эквивалентности сравниваемых алгоритмов. Например, известная реализация двоичных деревьев на Python возвращает содержимое узлов россыпью и выглядит так, будто в принципе допускает размещение всего дерева на стеке — вообще без использования кучи и сборки мусора. Однако она, по-видимому, требует динамической типизации и не может быть точно воспроизведена на Umka. Если же потребовать возвращать узлы в виде структур, как в Umka (а за неимением структур приходится требовать объекты), то быстродействие Python сразу же падает в 3-4 раза. Вариант на Umka вдвое отстаёт от первой реализации и вдвое опережает вторую. Какое сравнение корректнее — не знаю.

Взаимодействие с внешним кодом. Коль скоро язык рассматривается как встраиваемый, понадобился более или менее реалистичный пример взаимодействия кода на C и Umka. В нём средствами игровой библиотеки raylib формируется трёхмерная сцена, а наполнение сцены определяется внешним скриптом на Umka. В примере можно найти и вызов функций Umka из кода на C, и вызов функций C из Umka. Статическая типизация языка Umka позволила естественным образом формировать на нём структуры данных, непосредственно воспринимаемые библиотекой raylib.

Пример трёхмерной сцены, содержимое которой задаётся скриптом на Umka

Обобщённые типы и функции (generics). Как только читатель улавливает сходство Umka с Go, пускай даже синтаксическое — следует вопрос о поддержке generic’ов. Работа в этом направлении пока не вышла из стадии обзора подходов. Конечно, хотелось бы воспользоваться предложениями разработчиков Go, однако сосуществование в их головах интерфейсов и «контрактов» всегда отпугивало, как странное дублирование понятий. К удивлению и радости, в только что вышедшей новой редакции черновика «контракты» исчезли — по тем же причинам, о которых размышлял и я. Пока generic’ов в Umka нет, остаётся пользоваться, как и в Go, пустыми интерфейсами interface{}.

Документация. Полная спецификация Umka ещё в работе, но уже написана грамматика и расширен обзорный тур по основным возможностям языка.

Что такое динамическая типизация?

Чтобы максимально просто объяснить две абсолютно разные технологии, начнём сначала. Первое, с чем сталкивается программист при написании кода – объявление переменных. Вы можете заметить, что, например, в языке программирования C++ необходимо указывать тип переменной. То есть если вы объявляете переменную x, то обязательно нужно добавить int – для хранения целочисленных данных, float – для хранения данных с плавающей точкой, char – для символьных данных, и другие доступные типы. Следовательно, в C++ используется статическая типизация, так же как и в его предшественнике C.

Как работает статическая типизация?

В момент объявления переменной компилятору нужно знать, какие функции и параметры он может использовать по отношению к ней, а какие нет. Поэтому программисту необходимо сразу четко обозначить тип переменной. Обратите внимание также на то, что в процессе выполнения кода тип переменной изменить нельзя. Зато можно создать свой собственный тип данных и использовать его в дальнейшем.

Рассмотрим небольшой пример. При инициализации переменной x (int x;) мы указываем идентификатор int — это сокращение от Integer типа, который хранит только целые числа в диапазоне от – 2 147 483 648 до 2 147 483 647. Таким образом, компилятор понимает, что может выполнять над этой переменной математические значения – сумму, разность, умножение и деление. А вот, например, функцию strcat(), которая соединяет два значения типа char, применить к x нельзя. Ведь если снять ограничения и попробовать соединить два значения int символьным методом, тогда произойдет ошибка.

Зачем понадобились языки с динамической типизацией?

Несмотря на некоторые ограничения, статическая типизация имеет ряд преимуществ, и не вносит большого дискомфорта в написание алгоритмов. Тем не менее, для различных целей могут понадобиться и более «свободные правила» в отношении типов данных.

Удачный пример, который можно привести – JavaScript. Этот язык программирования обычно используют для встраивания в фреймворк с целью получения функционального доступа к объектам. Из-за такой особенности он приобрел большую популярность в web-технологиях, где идеально чувствует себя динамичная типизация. В разы упрощается написание небольших скриптов и макросов. А также появляется преимущество в повторном использовании переменных. Но такую возможность используют довольно редко, из-за возможных путаниц и ошибок.

Какой вид типизации лучше?

Споры о том, что динамическая типизация лучше, чем строгая, не прекращаются и по сей день. Обычно они возникают у узкоспециализированных программистов. Безусловно, веб-разработчики повседневно используют все преимущества динамической типизации для создания качественного кода и итогового программного продукта. В то же время системные программисты, которые разрабатывают сложнейшие алгоритмы на низкоуровневых языках программирования, обычно не нуждаются в таких возможностях, поэтому им вполне хватает статической типизации. Бывают, конечно, исключения из правил. Например, полностью реализована динамическая типизация в Python.

Поэтому определять лидерство той или иной технологии, нужно исходя только из входных параметров. Для разработки легких и гибких фреймворков лучше подойдет динамическая типизация, в то время как для создания массивной и сложной архитектуры лучше использовать строгую типизацию.

Разделение на «сильную» и «слабую» типизацию

Среди как русскоязычных, так и англоязычных материалов по программированию можно встретить выражение – «сильная» типизация. Это не отдельное понятие, а точнее такого понятия в профессиональном лексиконе вообще не существует. Хотя многие пытаются его по-разному интерпретировать. На самом деле, «сильную» типизацию следует понимать как ту, которая удобна именно для вас и с которой максимально комфортно работать. А «слабая» — неудобная и неэффективная для вас система.

Особенность динамики

Наверняка вы замечали, что на стадии написании кода компилятор анализирует написанные конструкции и выдаст ошибку при несовпадении типов данных. Но только не JavaScript. Его уникальность в том, что он в любом случае произведет операцию. Вот легкий пример – мы хотим сложить символ и число, что не имеет смысла: «x» + 1.

В статических языках, в зависимости от самого языка, эта операция может иметь разные последствия. Но в большинстве случаев, её даже не допустят до компиляции, так как компилятор выдаст ошибку сразу после написания такой конструкции. Он просто посчитает её некорректной и будет полностью прав.

В динамических языках эту операцию выполнить можно, но в большинстве случаев последует ошибка уже на стадии выполнения кода, так как компилятор не анализирует в реальном времени типы данных и не может принимать решение об ошибках в этой области. JavaScript уникален тем, что выполнит такую операцию и получит набор нечитаемых символов. В отличие от других языков, которые просто завершат работу программы.

Возможны ли смежные архитектуры?

На данный момент никакой смежной технологии, которая могла бы одновременно поддерживать статическую и динамическую типизацию в языках программирования, не существует. И можно уверенно сказать, что не появится. Так как архитектуры отличаются друг от друга в фундаментальных понятиях и не могут использоваться одновременно.

Но, тем не менее, в некоторых языках можно поменять типизацию с помощью дополнительных фреймворков.

• В языке программирования Delphi – подсистема Variant.
• В языке программирования AliceML – дополнительные пакеты.
• В языке программирования Haskell – библиотека Data.Dynamic.

Когда строгая типизация действительно лучше динамической?

Однозначно утвердить преимущество строгой типизации над динамической можно только в том случае, если вы начинающий программист. В этом сходятся абсолютно все IT-специалисты. При обучении фундаментальным и базовым навыкам программирования лучше использовать строгую типизацию, чтобы приобрести некую дисциплину при работе с переменными. Затем, при необходимости, можно перейти на динамику, но навыки работы, приобретенные со строгой типизацией, сыграют свою немаловажную роль. Вы научитесь тщательно проверять переменные и учитывать их типы, при проектировании и написании кода.

Преимущества динамической типизации

• Сводит к минимуму количество символов и строк кода из-за ненадобности предварительного объявления переменных и указания их типа. Тип будет определен автоматически, после присвоения значения.
• В небольших блоках кода упрощается визуальное и логическое восприятие конструкций, из-за отсутствия «лишних» строк объявления.
• Динамика положительно влияет на скорость работы компилятора, так как он не учитывает типы, и не проверяет их на соответствие.
• Повышает гибкость и позволяет создавать универсальные конструкции. К примеру, при создании метода, который должен взаимодействовать с массивом данных, не нужно создавать отдельные функции для работы с числовыми, текстовыми и другими типами массивов. Достаточно написать один метод, и он будет работать с любыми типами.
• Упрощает вывод данных из систем управления базами данных, поэтому динамическую типизацию активно используют при разработке веб-приложений.
• Если была допущена опечатка или грубая ошибка при использовании или объявлении переменных, то компилятор не отобразит её. А проблемы возникнут при выполнении программы.
• При использовании статической типизации все объявления переменных и функций обычно выносятся в отдельный файл, который позволяет в дальнейшем с легкостью создать документацию или вообще использовать сам файл как документацию. Соответственно, динамическая типизация не позволяет использовать такую особенность.

Подробнее о языках программирования со статической типизацией

• C++ — наиболее распространенный язык программирования общего назначения. На сегодняшний день имеет несколько крупных редакций и большую армию пользователей. Стал популярным благодаря своей гибкости, возможности безграничного расширения и поддержке различных парадигм программирования.

• Java – язык программирования, который использует объектно-ориентированный подход. Получил распространение благодаря мультиплатформенности. При компиляции код интерпретируется в байт-код, который может выполняться на любой операционной системе. Java и динамическая типизация несовместимы, так как язык строго типизирован.

• Haskell – также один из популярных языков, код которого может интегрироваться в другие языки и взаимодействовать вместе с ними. Но, несмотря на такую гибкость, имеет строгую типизацию. Оснащен большим встроенным набором типов и возможностью создания собственных.

Подробнее о языках программирования с динамическим видом типизации

• Python – язык программирования, который создавался прежде всего для облегчения работы программиста. Имеет ряд функциональных улучшений, благодаря которым увеличивает читабельность кода и его написание. Во многом этого удалось добиться благодаря динамической типизации.

• PHP – язык для создания скриптов. Повсеместно применяется в веб-разработке, обеспечивая взаимодействие с базами данных, для создания интерактивных динамических веб-страниц. Благодаря динамической типизации существенно облегчается работы с базами данных.

• JavaScript – уже упоминавшийся выше язык программирования, который нашел применение в веб-технологиях для создания веб-сценариев, выполняющихся на стороне клиента. Динамическая типизация используется для облегчения написания кода, ведь обычно он разбивается на небольшие блоки.

Динамический вид типизации — недостатки

• Если была допущена опечатка или грубая ошибка при использовании или объявлении переменных, то компилятор не отобразит её. А проблемы возникнут при выполнении программы.
• При использовании статической типизации все объявления переменных и функций обычно выносятся в отдельный файл, который позволяет в дальнейшем с легкостью создать документацию или вообще использовать сам файл как документацию. Соответственно, динамическая типизация не позволяет использовать такую особенность.

Подведем итог

Статичная и динамическая типизации используются для совершенно разных целей. В некоторых случаях разработчики преследуют функциональные преимущества, а в некоторых – чисто личные мотивы. В любом случае чтобы определиться с видом типизации для себя, необходимо тщательно изучить их на практике. В дальнейшем при создании нового проекта и выбора типизации для него это сыграет большую роль и даст понимание эффективного выбора.

Динамическая типизация — это… Что такое Динамическая типизация?

Динами́ческая типиза́ция — приём, широко используемый в языках программирования и языках спецификации, при котором переменная связывается с типом в момент присваивания значения, а не в момент объявления переменной. Таким образом, в различных участках программы одна и та же переменная может принимать значения разных типов. Примеры языков, где есть динамическая типизация — Smalltalk, Python, Objective-C, Ruby, PHP, Perl, JavaScript, Lisp, xBase,QtScript.

Противоположный приём — статическая типизация.

В некоторых языках с динамической типизацией стоит проблема сравнения величин, так, например, PHP имеет операции сравнения «==», «!=» и «===», «!==», где вторая пара операций сравнивает и значения, и типы переменных. Операция «===» даёт true только при полном совпадении, в отличие от «==», который считает верным такое выражение: (1=="1"). Стоит отметить, что это проблема не динамической типизации в целом, а конкретных языков программирования.

Преимущества

• Минимум дополнительных строк: переменные надо либо просто объявить без указания типа (JavaScript), либо вообще объявлять не нужно (Бейсик) или не обязательно (PHP).
• Соответственно, упрощается написание простых программ.
• Повышается гибкость языка. Например, только динамический язык может иметь функцию eval(), вычисляющую значение произвольного выражения.
• Ускоряет работу компилятора — а значит, производственный цикл «написать-проверить».
• Автоматически даёт языку элементы метапрограммирования и интроспекции.
  • Другими словами: когда программист пишет функцию «отсортировать массив», функция сразу начинает работать для массива чисел, массива строк, массива объектов (метапрограммирование). Чтобы определить, возможна ли операция x.length, среде выполнения нужно знать, какого типа переменная x и есть ли у неё поле length; если подобные запросы может делать и сама программа, это и есть интроспекция.
• Упрощается работа прикладного программиста с СУБД, которые принципиально возвращают информацию в «динамически типизированном» виде. Поэтому динамические языки ценны, например, для программирования веб-служб.
• Иногда требуется работать с данными переменного типа. Например, функция поиска подстроки возвращает позицию найденного символа (число) или маркер «не найдено». В PHP этот маркер — булевское false. В статических языках это особая константа (0 в Паскале, std::string::npos в C++).

Недостатки

• Статическая типизация позволяет уже при компиляции заметить простые ошибки «по недосмотру». Для динамической типизации требуется как минимум выполнить данный участок кода.
  • Особенно коварны в динамическом языке программирования опечатки: разработчик может несколько раз просмотреть неработающий код и ничего не увидеть, пока наконец не найдёт набранный с ошибкой идентификатор.
• В объектно-ориентированных языках не действует либо действует с ограничениями автодополнение: трудно или невозможно понять, к какому типу относится переменная, и вывести набор её полей и методов.
• Для написания сложного кода нужна особая культура программирования: венгерская нотация, юнит-тестирование и т. д. В статических языках, вообще-то, тоже, но намного в меньшей степени.
• Интерфейсная часть модуля (описания типов, заголовки процедур и т. д. — то, что соответствует interface-секции в Паскале и h-файлу в Си) в статическом языке сама по себе является существенной частью документации — а при удачной архитектуре модуля вообще позволяет обойтись без документирования.
• Низкая скорость, связанная с динамической проверкой типа. К тому же большинство языков с динамической типизацией интерпретируемые, а не компилируемые.

Примеры

PHP

<html><head><title>test</title></head>
<body>
<?php
  $res  = "string1"; echo $res.'<br />';  // выводит "string1"
  $res  = 1;         echo $res.'<br />';  // выводит "1"
  $res += 2;         echo $res.'<br />';  // выводит "3"
  $res += "string2"; echo $res.'<br />';  // выводит "3string2"
?>
</body>
</html>

JavaScript

<html><head><title>test</title></head>
<body>
<script type="text/javascript">
function DoTest(obj) {
  var res = "string1";  alert(res);  // выводит «string1»
      res = 1;          alert(res);  // выводит «1»
      res += 2;         alert(res);  // выводит «3»
      res += 'string2'; alert(res);  // выводит «3string2»
}
</script>
<a href="#">Click to test</a>
</body></html>

Object Pascal

program Project2;
{$APPTYPE CONSOLE}
Uses   SysUtils;
Var    V1, V2: Variant;
begin
    V1  := 'string1';  WriteLn(V1);           // выводит "string1"  
    V2  := 1;          WriteLn(V2);           // выводит "1"        
    Inc(V2,2);         WriteLn(V2);           // выводит "3"        
                       WriteLn(V2,'string2'); // выводит "3string2" 
end.

Object Pascal: Другие способы использования динамической типизации

procedure TForm1.Myproc(Obj: TObject);
begin
If (Obj is TButton)
   then (Obj as TButton).Click;
end;
function Something (A: array of const)
begin
  // ...
end;
{Вызов: } Something ( [5,'Hello',3.14159, True, TForm] );
 
procedure TForm1.DisplayValue(const AValue: TValue);
begin
Memo1.Lines.Append(AValue.ToString);
end;
 
procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);
var
list: TStrings;
begin
 list := TStringList.Create();
 list.Text := 'Foo';
 try
   DisplayValue(list);
   DisplayValue(list.Count);
   DisplayValue(list.Capacity * 8.964);
   DisplayValue(list is TStringList);
   DisplayValue(list.Text);
 finally
   list.Free;
 end;
end;
{Вывод:
(TStringList @ 0166E460)
1
35,856
True
Foo
}

См. также

Ссылки

Динамическая типизация — Карта знаний

• Динами́ческая типиза́ция — приём, широко используемый в языках программирования и языках спецификации, при котором переменная связывается с типом в момент присваивания значения, а не в момент объявления переменной. Таким образом, в различных участках программы одна и та же переменная может принимать значения разных типов. Примеры языков с динамической типизацией — Smalltalk, Python, Objective-C, Ruby, PHP, Perl, JavaScript, Lisp, xBase, Erlang, Visual Basic.

  Противоположный приём — статическая типизация.

  В некоторых языках со слабой динамической типизацией стоит проблема сравнения величин, так, например, PHP имеет операции сравнения «==», «!=» и «===», «!==», где вторая пара операций сравнивает и значения, и типы переменных. Операция «===» даёт true только при полном совпадении, в отличие от «==», который считает верным такое выражение: (1==»1″). Стоит отметить, что это проблема не динамической типизации в целом, а конкретных языков программирования.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Система типов — совокупность правил в языках программирования, назначающих свойства, именуемые типами, различным конструкциям, составляющим программу — таким как переменные, выражения, функции или модули. Основная роль системы типов заключается в уменьшении числа багов в программах посредством определения интерфейсов между различными частями программы и последующей проверки согласованности взаимодействия этих частей. Эта проверка может происходить статически (на стадии компиляции) или динамически…

Переменная типа (ти́повая переменная) в языках программирования и теории типов — переменная, которая может принимать значение из множества типов данных.

Явное назначение типов, или явная типизация — в программировании вид типизации, при котором в момент объявления переменной требуется явно указать ее тип. Противоположность явной типизации — неявная типизация, при которой эта задача перекладывается на транслятор языка. Например, если переменной X нужно присвоить целое число, для данной переменной нужно непосредственно при объявлении указать целочисленный тип.

Тип данных (тип) — множество значений и операций на этих значениях (IEEE Std 1320.2-1998).

Стати́ческая типиза́ция — приём, широко используемый в языках программирования, при котором переменная, параметр подпрограммы, возвращаемое значение функции связывается с типом в момент объявления и тип не может быть изменён позже (переменная или параметр будут принимать, а функция — возвращать значения только этого типа). Примеры статически типизированных языков — Ада, С++, C#, D, Java, ML, Паскаль, Nim.

Переме́нная в императивном программировании — поименованная, либо адресуемая иным способом область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным. Данные, находящиеся в переменной (то есть по данному адресу памяти), называются значением этой переменной.

Полиморфизм в языках программирования и теории типов — способность функции обрабатывать данные разных типов.

В приведённой ниже таблице отмечено наличие или отсутствие тех или иных возможностей в некоторых популярных сегодня языках программирования. Столбцы упорядочены по алфавиту. Если возможность в языке недоступна напрямую, но может быть эмулирована с помощью других средств, то в таблице отмечено, что её нет.

Подробнее: Сравнение языков программирования

Параметрический полиморфизм в языках программирования и теории типов — свойство семантики системы типов, позволяющее обрабатывать значения разных типов идентичным образом, то есть исполнять физически один и тот же код для данных разных типов.

Вывод типов (англ. type inference) — в программировании возможность компилятора самому логически вывести тип значения у выражения. Впервые механизм вывода типов был представлен в языке ML, где компилятор всегда выводит наиболее общий полиморфный тип для всякого выражения. Это не только сокращает размер исходного кода и повышает его лаконичность, но и нередко повышает повторное использование кода.

По одной из классификаций, языки программирования неформально делятся на сильно и слабо типизированные (англ. strongly and weakly typed), то есть обладающие сильной или слабой системой типов. Эти термины не являются однозначно трактуемыми, и чаще всего используются для указания на достоинства и недостатки конкретного языка. Существуют более конкретные понятия, которые и приводят к называнию тех или иных систем типов «сильными» или «слабыми».

Подробнее: Сильная и слабая типизация

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…

Сравне́ние в программировании — общее название ряда операций над па́рами значений одного типа, реализующих математические отношения равенства и порядка. В языках высокого уровня такие операции, чаще всего, возвращают булево значение («истина» или «ложь»).

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…

Каламбур типизации является прямым нарушением типобезопасности. Традиционно возможность построить каламбур типизации связывается со слабой типизацией, но и некоторые сильно типизированные языки или их реализации предоставляют такие возможности (как правило, используя в связанных с ними идентификаторах слова unsafe или unchecked). Сторонники типобезопасности утверждают, что «необходимость» каламбуров типизации является мифом.

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).

Логи́ческий тип да́нных, или булев тип, или булевый тип (от англ. Boolean или logical data type) — примитивный тип данных в информатике, принимающий два возможных значения, иногда называемых истиной (true) и ложью (false). Присутствует в подавляющем большинстве языков программирования как самостоятельная сущность или реализуется через численный тип данных. В некоторых языках программирования за значение истина полагается 1, за значение ложь — 0.

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.

В информатике типобезопасность (англ. type safety) языка программирования означает безопасность (или надёжность) его системы типов.

Абстра́ктный тип да́нных (АТД) — это математическая модель для типов данных, где тип данных определяется поведением (семантикой) с точки зрения пользователя данных, а именно в терминах возможных значений, возможных операций над данными этого типа и поведения этих операций.

Простой тип (англ. primitive, fundamental, basic, plain, simple или built-in data type) — в информатике тип данных, о объектах которого, переменных или постоянных, можно сказать следующее…

Перегрузка операторов в программировании — один из способов реализации полиморфизма, заключающийся в возможности одновременного существования в одной области видимости нескольких различных вариантов применения оператора, имеющих одно и то же имя, но различающихся типами параметров, к которым они применяются.

Область видимости (англ. scope) в программировании — часть программы, в пределах которой идентификатор, объявленный как имя некоторой программной сущности (обычно — переменной, типа данных или функции), остаётся связанным с этой сущностью, то есть позволяет посредством себя обратиться к ней. Говорят, что идентификатор объекта «виден» в определённом месте программы, если в данном месте по нему можно обратиться к данному объекту. За пределами области видимости тот же самый идентификатор может быть…

Ссылочная прозрачность и ссылочная непрозрачность — это свойства частей компьютерных программ. Выражение называется ссылочно прозрачным, если его можно заменить соответствующим значением без изменения поведения программы. В результате вычисления ссылочно прозрачной функции дает одно и то же значение для одних и тех же аргументов. Такие функции называются чистыми функциями.

Тип-произведение (также Π-тип, произведение типов; англ. product type) — конструкция в языках программирования и интуиционистской теории типов, тип данных, построенный как декартово произведение исходных типов; другими словами — кортеж типов, или «кортеж как тип». Использованные типы и порядок их следования определяют сигнатуру типа-произведения; порядок следования объектов в создаваемом кортеже сохраняется на протяжении его времени жизни согласно заданной сигнатуре.

Ковариа́нтность и контравариа́нтность в программировании — способы переноса наследования типов на производные от них типы — контейнеры, обобщённые типы, делегаты и т. п. Термины произошли от аналогичных понятий теории категорий «ковариантный» и «контравариантный функтор».

Присва́ивание — механизм связывания в программировании, позволяющий динамически изменять связи имён объектов данных (как правило, переменных) с их значениями. Строго говоря, изменение значений является побочным эффектом операции присваивания, и во многих современных языках программирования сама операция также возвращает некоторый результат (как правило, копию присвоенного значения). На физическом уровне результат операции присвоения состоит в проведении записи и перезаписи ячеек памяти или регистров…

Комбинато́рное программи́рование (англ. function-level programming) — парадигма программирования, использующая принципы комбинáторной логики, то есть не требующая явного упоминания аргументов определяемой функции (программы) и использующая вместо переменных комбинаторы и композиции. Является особой разновидностью функционального программирования, но, в отличие от основного его направления, комбинаторное программирование не использует λ-абстракцию).

Реактивное программирование — парадигма программирования, ориентированная на потоки данных и распространение изменений. Это означает, что должна существовать возможность легко выражать статические и динамические потоки данных, а также то, что нижележащая модель исполнения должна автоматически распространять изменения благодаря потоку данных.

Перечисляемый тип (сокращённо перечисле́ние, англ. enumeration, enumerated type) — в программировании тип данных, чьё множество значений представляет собой ограниченный список идентификаторов.

Си (англ. C) — компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения, разработанный в 1969—1973 годах сотрудником Bell Labs Деннисом Ритчи как развитие языка Би. Первоначально был разработан для реализации операционной системы UNIX, но впоследствии был перенесён на множество других платформ. Согласно дизайну языка, его конструкции близко сопоставляются типичным машинным инструкциям, благодаря чему он нашёл применение в проектах, для которых был свойственен язык ассемблера…

Поиск клонов в исходном коде — анализ исходного кода с помощью различных алгоритмов, с целью обнаружения клонированного кода, который может иметь вредоносный характер.

В информатике объединение (англ. union) представляет собой значение или структуру данных, которое может иметь несколько различных представлений.

Анонимный тип (англ. Anonymous types) — одно из нововведений в языках C# 3.0, Visual Basic .NET 9.0 и Oxygene, позволяющее типам данных инкапсулировать набор свойств в едином объекте без необходимости предварительного явного указания типа. Это одна из важнейших особенностей SQL-подобного языка LINQ, интегрированного в языки C# и VB.net. Поскольку анонимные типы не поддерживают типизацию имён, то они должны храниться в переменных, объявленных при помощи ключевого слова var, сообщающего компилятору…

В программировании локальной переменной называют переменную, объявленную внутри блока кода. Область видимости локальной переменной начинается в точке её объявления и заканчивается в конце этого блока. Например, в языке Си локальными являются переменные объявленные внутри функции или блока (в Си, блоки ограничиваются фигурными скобками { и }).

Подробнее: Локальная переменная

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.

Синтаксический сахар (англ. syntactic sugar) в языке программирования — это синтаксические возможности, применение которых не влияет на поведение программы, но делает использование языка более удобным для человека.

Свойство — способ доступа к внутреннему состоянию объекта, имитирующий переменную некоторого типа. Обращение к свойству объекта выглядит так же, как и обращение к структурному полю (в структурном программировании), но, в действительности, реализовано через вызов функции. При попытке задать значение данного свойства вызывается один метод, а при попытке получить значение данного свойства — другой.

Расширенная форма Бэкуса — Наура (расширенная Бэкус — Наурова форма (РБНФ)) (англ. Extended Backus–Naur Form (EBNF)) — формальная система определения синтаксиса, в которой одни синтаксические категории последовательно определяются через другие. Используется для описания контекстно-свободных формальных грамматик. Предложена Никлаусом Виртом. Является расширенной переработкой форм Бэкуса — Наура, отличается от БНФ более «ёмкими» конструкциями, позволяющими при той же выразительной способности упростить…

Запись — агрегатный тип данных, инкапсулирующий без сокрытия набор значений различных типов.

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…

Конкатенативный язык программирования — это язык программирования, основанный на том, что конкатенация двух фрагментов кода выражает их композицию. В таком языке широко используется неявное указание аргументов функций (см. бесточечное программирование), новые функции определяются как композиция функций, а вместо аппликации применяется конкатенация. Этому подходу противопоставляется аппликативное программирование.

Переме́нная — атрибут физической или абстрактной системы, который может изменять своё, как правило численное, значение. Понятие переменной широко используется в таких областях как математика, естественные науки, техника и программирование. Примерами переменных могут служить: температура воздуха, параметр функции и многое другое.

Синтакси́ческий ана́лиз (или разбор, жарг. па́рсинг ← англ. parsing) в лингвистике и информатике — процесс сопоставления линейной последовательности лексем (слов, токенов) естественного или формального языка с его формальной грамматикой. Результатом обычно является дерево разбора (синтаксическое дерево). Обычно применяется совместно с лексическим анализом.

Обобщённый алгебраический тип да́нных (англ. generalized algebraic data type, GADT) — один из видов алгебраических типов данных, который характеризуется тем, что его конструкторы могут возвращать значения не своего типа, связанного с ним. Сконструированы под влиянием работ об индуктивных семействах в среде исследователей зависимых типов.

Сема́нтика в программировании — дисциплина, изучающая формализации значений конструкций языков программирования посредством построения их формальных математических моделей. В качестве инструментов построения таких моделей могут использоваться различные средства, например, математическая логика, λ-исчисление, теория множеств, теория категорий, теория моделей, универсальная алгебра. Формализация семантики языка программирования может использоваться как для описания языка, определения свойств языка…

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.

Динами́ческая переме́нная — переменная в программе, место в оперативной памяти под которую выделяется во время выполнения программы. По сути, она является участком памяти, выделенным системой программе для конкретных целей во время работы программы. Этим она отличается от глобальной статической переменной — участка памяти, выделенного системой программе для конкретных целей перед началом работы программы. Динамическая переменная — один из классов памяти переменной.

Введение в статический и динамический набор текста

Что такое статический набор текста? А что такое динамический набор текста? Я отвечу на оба вопроса в этой вводной статье, и мы обсудим дебаты вокруг самого определения этих понятий.

Вам не обязательно знать какой-либо конкретный язык программирования, чтобы понимать концепции; однако в статье я сделаю ссылки на языки программирования Perl, PHP и Python (в виде кодов). Тем, кто не знаком с Python, следует думать о коде как о псевдокоде, и все будет хорошо.Статическая типизация и динамическая типизация — это заботы проектирования языков программирования; таким образом, отсутствие знаний какого-либо конкретного типа не повредит вашему пониманию этих концепций. Во всех фрагментах кода в этой статье я явно упомянул язык программирования, на котором написан код, используя «/ * …… * /» (кавычки не включены).

Для начала, я должен упомянуть, что «типизация» в терминах статической и динамической типизации относится к «типу» в смысле типа данных, а не к процессу нажатия клавиш на клавиатуре.Хотя это могло показаться довольно очевидным, для некоторых это могло быть не так. «Статический» и «динамический» — это типы «набора текста», которые мы увидим в следующих разделах. Языки со статической или динамической типизацией называются «статическими» или «динамически типизированными».

Статический набор

Языки программирования со статической типизацией — это языки, в которых переменные не нужно определять перед их использованием. Это означает, что статическая типизация связана с явным объявлением (или инициализацией) переменных перед их использованием.Java — это пример языка со статической типизацией; C и C ++ также являются языками со статической типизацией. Обратите внимание, что в C (а также в C ++) переменные можно преобразовывать в другие типы, но они не конвертируются; вы просто читаете их, предполагая, что они другого типа.

Статическая типизация не означает, что вы должны сначала объявить все переменные, прежде чем использовать их; переменные могут быть инициализированы где угодно, но разработчики должны сделать это, прежде чем они где-либо будут использовать эти переменные. Рассмотрим следующий пример:

  / * Код C * /
статическое целое число, сумма; // явное объявление
число = 5; // теперь используем переменные
сумма = 10;
сумма = сумма + число;  

Приведенный выше фрагмент кода является примером того, как обычно выглядит объявление переменной в языках со статической типизацией.Обратите внимание, что в приведенном выше коде static не имеет ничего общего со статической типизацией; он использовался вместе с int только для инициализации num и суммы до нуля.

Динамический ввод

Языки программирования с динамической типизацией — это языки, в которых переменные обязательно должны быть определены перед их использованием. Это означает, что языки с динамической типизацией не требуют явного объявления переменных перед их использованием. Python является примером языка программирования с динамической типизацией, как и PHP.Рассмотрим следующий пример:

  / * Код Python * /
num = 10 // напрямую использовать переменную  

В приведенном выше фрагменте кода мы напрямую присвоили переменной num значение 10 перед ее инициализацией. Это характерно для языков программирования с динамической типизацией.

Другая аналогия

Многие люди определяют статическую типизацию и динамическую типизацию по отношению к точке, в которой проверяются типы переменных. Используя эту аналогию, языки со статической типизацией — это языки, в которых проверка типов выполняется во время компиляции, тогда как языки с динамической типизацией — это языки, в которых проверка типов выполняется во время выполнения.

Эта аналогия приводит к аналогии, которую мы использовали выше для определения статической и динамической типизации. Я считаю, что проще понять статическую и динамическую типизацию с точки зрения необходимости явного объявления переменных, чем с точки зрения проверки типов во время компиляции и времени выполнения.

Статический и динамический набор текста в сравнении с строгим и слабым набором текста

Статическая и динамическая типизация, а также строгая и слабая типизация — это два совершенно разных понятия, которые, к сожалению, очень часто путают.Ошибочно утверждать, что язык со статической или динамической типизацией не может иметь строгую или слабую типизацию. Статическая и динамическая типизация, а также строгая и слабая типизация — это разные формы классификации языков программирования, и один из каждого класса обязательно характеризует данный язык. Таким образом, совершенно необходимо обсуждать сильную и слабую типизацию в сравнении со статической и динамической типизацией.

Языки программирования, которые демонстрируют «строгую типизацию», являются «строго типизированными», а языки программирования, демонстрирующие «слабую типизацию», являются «слабо типизированными».

Сильный ввод

Языки программирования, в которых переменные имеют определенные типы данных, имеют строгую типизацию. Это означает, что в языках со строгой типизацией переменные обязательно привязаны к определенному типу данных. Python имеет строгую типизацию, как и Java. Различие между строгой и слабой типизацией более тонкое и, следовательно, более сложное для понимания, чем различие между статической и динамической типизацией. Рассмотрим следующий пример:

  / * Код Python * /
>>> foo = "х"
>>> foo = foo + 2
Отслеживание (последний вызов последний):
 Файл "", строка 1, в?
 foo = foo + 2
TypeError: невозможно объединить объекты 'str' и 'int'
>>>  

В приведенном выше примере Python (запускается из оболочки Python) foo имеет тип str .Во второй строке мы пытаемся добавить 2 ( int ) к переменной типа str . Как мы видим, возвращается ошибка TypeError , указывающая на то, что объект str не может быть объединен с объектом int . Это то, что характеризует языки со строгой типизацией: переменные привязаны к определенному типу данных.

Слабый набор текста

В отличие от языков со строгой типизацией, языки со слабой типизацией — это языки, в которых переменные не относятся к определенному типу данных.Следует отметить, что это не означает, что переменные не имеют типов; это означает, что переменные не «привязаны» к конкретному типу данных. PHP и C являются примерами языков со слабой типизацией. Рассмотрим следующее:

  / * Код PHP * /
  

В этом примере foo изначально является строковым типом. Во второй строке мы добавляем эту строковую переменную к 2 , целому числу. Это разрешено в PHP и характерно для всех языков со слабой типизацией.

Теперь, когда мы знаем об этих двух концепциях, мы можем дополнить их обе, чтобы характеризовать любой данный язык. Таким образом, Python имеет динамическую и строгую типизацию; Java имеет статическую типизацию и строгую типизацию; PHP имеет динамическую типизацию и слабую типизацию; C имеет статический тип и слабый тип (из-за его способности к приведению).

Хорошая динамическая печать

В языке с динамической типизацией вам не нужно инициализировать переменные, что является большим плюсом для многих разработчиков. Программистам нравится тот факт, что вы можете использовать переменную по желанию, когда это необходимо (без необходимости ее инициализировать).Динамическая типизация характерна для многих языков сценариев: Perl, PHP, Python и т. Д. Динамическая типизация, по сути, избавляет вас от написания нескольких «лишних» строк кода, что, в свою очередь, означает меньше времени, затрачиваемого на написание кода. .

Или это?

Сама характеристика языков с динамической типизацией, которая нравится многим разработчикам, также является ловушкой, и притом серьезной. Рассмотрим следующий простой пример:

  / * Код Python * /
my_variable = 10
пока my_variable> 0:
 я = foo (моя_переменная)
 если я <100:
 моя_переменная ++
 еще
 my_varaible = (my_variable + i) / 10 // намеренная орфографическая ошибка  

Как вы можете видеть в приведенном выше коде, my_varaible - это орфографическая ошибка, которую программист вполне мог допустить.Проблема здесь в том, что, поскольку Python динамически типизирован, он не будет возвращать ошибку, а вместо этого создаст новую переменную с именем my_varaible . Итак, теперь у нас есть две переменные: my_variable и my_varaible . Очевидно, это серьезная проблема; некоторые полагают, что принудительное объявление переменных является важным требованием любого языка программирования.

Поведение статического типа в языках с динамическим типом

Perl - это язык программирования с динамической типизацией.Однако он предоставляет средства для «имитации» статической типизации с помощью прагмы strict . Рассмотрим следующий пример Perl:

  / * Perl-код * /
$ сумма = 10;
print $ sum;  

Приведенный выше код будет работать без проблем и выведет на консоль 10 . Обратите внимание, что здесь мы не инициализировали переменную сумму; это иллюстрирует динамическую типизирующую характеристику Perl. Чтобы принудительно объявить переменную, мы используем прагму strict следующим образом:

  / * Perl-код * /
используйте строгий;
$ сумма = 10;
print $ sum;  

Приведенный выше фрагмент кода вернет следующую ошибку при попытке его запуска:

  Глобальный символ "$ num" требует явного имени пакета на perl.pl строка 2.
Выполнение perl.pl прервано из-за ошибок компиляции.  

Чтобы исправить указанную выше ошибку, мы вынуждены объявить переменную num следующим образом:

  / * Perl-код * /
используйте строгий;
мой $ num; // принудительное объявление
$ сумма = 10;
print $ sum;  

Приведенные выше коды относятся к Perl; не во всех языках программирования есть способ принудительного объявления переменных: например, в Python нет способа принудительного объявления переменных. Однако есть инструмент под названием «pychecker» (доступен здесь), который можно использовать для «обнаружения» случайных переменных; это, конечно, далеко не желательное решение.

Статическая или динамическая печать?

Есть сторонники обеих форм набора текста. Утверждение, что один лучше другого, приведет только к бесполезным дебатам.

Есть те, кто защищает динамическую типизацию за простоту и экономию времени; они считают, что проверка типов не обязательно должна быть неотъемлемой частью дизайна языка программирования как таковая, но вместо этого для этой цели можно использовать сторонние решения (например, pychecker).

С другой стороны, есть сторонники статической типизации, которые считают, что статическая типизация (ведущая к принудительному объявлению переменных) является важным требованием при разработке языков программирования.

Заключение

Статическая типизация и динамическая типизация, а также строгая и слабая типизация - это темы проектирования языков программирования, которые не всегда четко определены и, как следствие, не очень хорошо поняты. Эта статья познакомила вас с концепциями статической и динамической типизации, а также сильной и слабой типизации.

.

Динамический набор текста против статического набора

Вообще говоря, современные языки программирования делятся на две категории:

1. Динамический ввод
2. Статический набор

Прежде чем мы сможем углубиться в то, что означает динамическая или статическая типизация, нам сначала нужно понять, что в целом означает «типизация».

Примечание : Эта концепция фактически выходит за рамки только JavaScript и Java, но в рамках этого разговора мы будем использовать JavaScript в качестве примера для динамической типизации и Java в качестве примера для статической типизации.

Что такое набор текста в программировании?

Первое, с чего я хочу начать, - это немного поговорить о концепции набора текста.

Когда мы говорим «типизация», мы имеем в виду концепцию применения «типа» к переменной.

Я предполагаю, что вы уже знакомы с Java, но если нет, то что может быть лучше для изучения Java, чем прямо здесь!

Итак, в Java мы всегда присваиваем тип нашим переменным. Например:

Строковое приветствие = "Привет!";
Целое число someRandomInteger = 100;
Двойной aDoubleVariable = 2.2;
 

Во всех трех приведенных выше объявлениях переменных мы присвоили переменной тип каждой переменной. Причина, по которой мы это сделали, заключается в том, что Java имеет статическую типизацию, и поэтому мы вынуждены назначать точный тип для переменных, прежде чем мы сможем их использовать.

Наличие типа важно в программировании, потому что он позволяет языку решать, что делать с вашим кодом в определенных ситуациях.

Например, если у вас есть два Integer s и вы говорите ему сложить их вместе, , потому что это Integer s, язык знает, как использовать сложение ... однако, если у вас было два String s и сложил их вместе, , потому что это String s, язык знает, как объединить их (а не добавлять).

Имеет смысл?

Типы важны.

Сказав, что…

Динамический и статический набор текста

Разница между динамической и статической типизацией заключается в том, что при динамической типизации программисту не требуется указывать какие-либо типы для создаваемых переменных.

Как это красиво?

Но мне нужно немного углубиться, чтобы уточнить мое определение языка с динамической типизацией. Видите ли, если вы явно не устанавливаете тип, но язык программирования может назначить тип на время компиляции , тогда язык по-прежнему считается статически типизированным, даже если программисту не требуется явно устанавливать тип .

Говорят, что язык программирования динамически типизирован, если программисту не нужно явно назначать тип, и тип не присваивается переменной до времени выполнения .

Это означает, что с языками, использующими динамическую типизацию, вам фактически не нужно решать, должна ли создаваемая вами переменная быть Double или Float, String или Integer и т. Д.

Все, что вам нужно сделать, это просто сказать языку, что вы хотите создать переменную, и приступить к своему делу, присваивая ей любые значения, которые вам нравятся.

Итак, давайте воссоздадим объявление этих трех переменных Java, используя синтаксис JavaScript:

вар приветствие = "Привет!";
var someRandomInteger = 100;
var aDoubleVariable = 2.2;
 

Когда мы выполняем этот код в JavaScript, интерпретатор JavaScript (он же движок JavaScript) будет смотреть на значения, которые присваиваются объявленным вами переменным, и решать для себя, какой «тип» назначать переменным в заднем - конец.

Сказав это, очень важно, понимать, что то, что вам не нужно было назначать какие-либо типы для ваших переменных, не означает, что в JavaScript нет типов ... потому что в JavaScript определенно есть типы.

Через пару недель вы познакомитесь с оператором type of . Он используется для определения того, какой тип присвоен вашим переменным.

Как работает динамический ввод в JavaScript

Принцип работы динамической типизации в JavaScript на самом деле довольно прост.

Механизм JavaScript выберет тип, который, по его мнению, лучше всего описывает данные, содержащиеся внутри вашей переменной. Итак, когда вы создаете переменную и присваиваете ей значение «Привет!» , движок поймет, что это строка , и назначит это как тип данных за кулисами.

Это означает, что если движок JavaScript выбрал тип данных String в серверной части, и вы должны были добавить еще одну строку к этой переменной, он будет знать, что нужно выполнять конкатенацию строк, а не сложение.

Итак, все те же правила переменных, с которыми вы уже знакомы, по-прежнему применяются. Есть просто алгоритм, который работает от вашего имени для присвоения типа вашим переменным.

Мы более подробно рассмотрим, какое значение имеет динамическая типизация для вашего кодирования, в следующей статье, когда мы углубимся в переменные JavaScript.

Подвести итоги

Если вы работаете с Java, это может быть немного странным переходом на язык с динамической типизацией, такой как JavaScript, но самое важное, что вам нужно помнить, - это то, что все еще существуют типы, которые поддерживают все ваши переменные.

Вам просто нужно расслабиться и наслаждаться вновь обретенной свободой, не думая о том, какие типы присваивать вашим переменным при их объявлении! Просто объявите эти переменные и уходите 🙂

И, как всегда, не забудьте присоединиться к нашему списку рассылки ниже и получить бесплатный подарок прямо на свой почтовый ящик.Вы можете узнать больше о том, что я дарю в качестве бесплатного подарка, под этим постом!

.

Непрекращающаяся борьба статической и динамической типизации - TypeScript не поможет / Хабр

Когда мы с другом были школьного возраста и стремились стать разработчиками программного обеспечения, мы мечтали создать вместе что-нибудь крутое - например, игру или мега-полезное приложение.

Я выбрал C ++ и C #, он выбрал JavaScript. Мы закончили школу, закончили университеты, отслужили в армии и приступили к работе. У нас было довольно загруженное время в области разработки промышленного программного обеспечения, с множеством разных работ и должностей, и после того, как все это начало утомлять нас, мы вспомнили, где все это началось.

Собравшись, наконец, зрелых разработчиков, мы решили работать над собственным проектом - 2D видеоигрой. Поскольку домен моего друга был интерфейсным, а я был полнофункциональным разработчиком, мы сразу же выбрали платформу разработки для веб-браузера. Поскольку я привык работать с TypeScript только при разработке интерфейса, мы подумали: «Хорошо, без проблем, в конце концов, TS - это просто масштабируемый JavaScript». Давай воспользуемся этим, и все будет гладко. Если бы я только знал, насколько я был неправ! Когда мы начали обсуждать проект, между нами возникла пропасть недопонимания.

Вот мое видение игры. Я подумал, хорошо, у нас есть такие типы, как игра, инструмент, предмет, карта, локация. У меня есть базовое представление о том, как они работают вместе, поэтому я описываю их, компилирую проект - и он работает. В конце концов, компилятор проверил мой код, и я все сделал правильно. Затем я начинаю писать код, использующий эти типы. Они делают мою жизнь намного проще. Моя IDE дает мне всплывающие подсказки и проверяет наличие ошибок. Если проект можно скомпилировать, вероятно, он работает. Я потратил некоторые усилия на описание типа, и это дало результаты.Это мой подход вкратце.

У моего друга была противоположная идея - сразу перейти к написанию кода, не тратя времени на описание типов. Он не был готов определить проблему как семейство типов. Он не был склонен использовать это в качестве основы, так как не видел проблему как набор классов, типов, записей чего-либо в этом роде. Я думал, что это невероятно. Мы оба были правы, просто наши точки зрения исключали друг друга.

Серьезно, мы говорили часами, но каждый говорил свое, как будто мы говорили на разных языках.Имейте в виду, я не мог винить в этом то, что мы застряли на своих старых путях. Всего год назад я безболезненно перешел из мира объектно-ориентированного программирования в мир функционального программирования и обратно. Более того, я потратил довольно много времени на изучение JS, а он - на изучение ряда статически типизированных языков.

Однако для любого разработчика технология, которую он использовал для своей первой реальной работы, часто определяет его до такой степени, что двум опытным взрослым просто не хватает терпения, чтобы слушать друг друга.За эти годы разработки программного обеспечения наши взгляды формировались настолько разными, что наши подходы к решению проблем просто не соответствовали друг другу.

В конце концов мы отказались от идеи работать в команде. Ваш первый ответ может заключаться в том, что проблема была в наших личностях. Возможно, вы правы, но я видел, как это происходило и с другими в отрасли.

Принципиальная, непримиримая разница между статическим и динамическим набором текста

Мой код дает решение проблемы того, как с ним работать, тогда как код опытных защитников динамической типизации решает проблему того, как это работает.Оба образа мышления законны и поддерживаются существующими наборами инструментов, но только один может иметь наивысший приоритет в любой момент.

Статическая типизация хороша для крупномасштабных проектов с участием сотен разработчиков, которые работают над ними годами, тогда как динамическая типизация хороша для небольших команд и проектов, которые часто требуют кода только для записи. Динамическая типизация позволяет вам сэкономить время и усилия в начале разработки, тогда как статическая типизация дает вам толчок в конце.

Идея поставить типы на первое место серьезно повлияла на мое мышление как разработчика.Выбрав C # в начале своей карьеры, я жестко запрограммировал статическую типизацию в своем мышлении, и теперь я расплачиваюсь за эту негибкость. Увидев задачу, я пытаюсь представить ее решение как набор типов и правил их взаимоотношений. Когда я разрабатываю модуль, мой первый шаг - определить типы, которые он оперирует и использует для взаимодействия со своей средой. Просто не помню, как раньше решал проблемы.

Весь процесс обучения программированию на Java - это обучение проектированию и использованию типов..NET CLR - среда выполнения C # - построена на типах и для типов. Статическая типизация лежит в основе парадигмы объектно-ориентированного программирования (привет, классы JS, я решил дать вам передышку). Канонические реализации большинства шаблонов ООП насыщены ключевым словом Interface, что не имеет никакого смысла в динамически типизированном языке.

Сами шаблоны проектирования являются кросс-языковыми концепциями, но может ли кто-нибудь мне сказать, зачем мне вообще нужен шаблон состояния на языке с динамической типизацией? А что насчет Строителя? Эти паттерны не имеют ничего общего с разработкой, они в первую очередь о типах.Типы и ООП тесно связаны.

Вы не можете построить свою бизнес-логику на типах и при этом ничего не знать о них, когда начинаете писать код. Вот почему у нас есть фронтенд-разработчики, которые вооружают свой код невероятным количеством модульных тестов, которые специально проверяют базу кода на предмет ошибок любого типа.
Все мы знаем, что защита, основанная на покрытии кода, - это иллюзия. Тесты пишутся вручную, и они по определению менее надежны, чем встроенная система проверки типов, доступная на языке.

Это не означает, что языки с динамической типизацией не имеют смысла (хотя, признаюсь, я думаю, что это не так). Это означает, что при их использовании вам необходимо отойти от ООП как доминирующей парадигмы. Все это единство данных и операций, управляемых данными, предназначено для тех, у кого есть статическая типизация.

Разработчики, с которыми я столкнулся, не думают, что статическая типизация в какой-либо степени влияет на способ кодирования, поэтому они просто пишут свой код, как если бы они использовали динамический язык, только они добавляют проверку типов.Я считаю, что это неправильно. Особенно это заметно в случае современного front-end.

Я знаю, знаю, есть табу на критику фронтенд-разработчиков. Мой друг и я однажды создали AI-бота, который троллил пользователей Twitter, и мы вызвали на него набросок Брендана Эйха. Серьезно, у создателя JavaScript были комментарии к нашей нейронной сети.

По какой-то причине эти ребята просто не готовы жить в мире, где их видение имеет ощутимые недостатки.Вот почему я критикую только тех из них, кто вмешивается в мой определенно типизированный проект, чтобы переработать его расслабленным, «любым» способом.

Мы бы продолжали жить в наших крошечных мирах, но TypeScript собрал нас вместе

Возьмем, к примеру, меня: из-за ограничений типа мой код невозможно использовать неправильно. Когда я работаю над проектом, я полагаюсь на других, которые тоже используют типы. Тогда мой код будет работать так, как задумано. Поэтому я сознательно не охватываю все случаи, когда этот код может использоваться неправильно (потому что набор текста делает это невозможным).Но затем к моему проекту присоединяется JS-разработчик, берет мой тип, оборачивает его в Any и начинает использовать неправильно, что приводит к трудно воспроизводимым ошибкам.

Разработчики JavaScript уверены, что TypeScript - это тот же старый JS, но с возможностью добавления проверки статического типа, если они им понадобятся. Это не верно. TypeScript в сто раз мощнее, но их интересует лишь малая часть его потенциала.

Их убийственный аргумент состоит в том, что TypeScript - это просто надмножество JS. На практике нельзя игнорировать тот факт, что TypeScript - независимый язык, даже если он чертов король внешнего интерфейса.Потому что это требует другого подхода - статической, а не динамической проверки.

Основным преимуществом статической типизации является то, что она дает вам гарантии. Если вы используете его в одном модуле и решаете не использовать в другом, то вы просто тратите свое время и энергию на описание и проектирование этих типов, не получая никаких гарантий.

Многие думают, что TypeScript - это компромисс между системами типов JS и Java. Что ж, это не какой-либо компромисс, у него есть собственная система особого типа.

Хуже всего то, что сегодня каждая вторая должность пользователя требует владения TypeScript. Это побуждает разработчиков JS взглянуть на возможности TypeScript и сразу же перейти к написанию кода на нем, что порождает распространение вредоносных практик. Бывают ситуации, когда им на самом деле не нужна статическая проверка типов, но она была им навязана, поэтому они испортили ее. Мы должны, наконец, признать, что подходы к программированию со статической и динамической типизацией противоречат друг другу и не могут быть перепутаны.

Я считаю JavaScript отличным инструментом для написания кода быстрого взлома, который предоставляет решения без разработки ненужных абстракций. Самый вопиющий пример - паттерн Ice Factory. Вы можете скормить ему свои экземпляры, и он обернет их неизменяемостью во время выполнения. Если я обработаю свой объект через такую ​​фабрику, он вернет его эквивалент, но если я попытаюсь изменить одно из его свойств, он выдаст исключение. WAT?!?

Паттерн возник, потому что фронтенд-разработчики где-то слышали о крутой неизменяемости, поэтому они решили перетащить это дерьмо на свой язык, которому оно нужно как дыра в голове.В TypeScript я могу спроектировать аналогичную фабрику, но с ограничением времени компиляции на мутации и без каких-либо исключений.

С другой стороны, мне это вряд ли нужно, потому что есть чисто функциональное программирование. Возьмем, к примеру, F #, Haskell, OCaml, Clojure, ReasonML - у них есть готовый запрет на изменчивость. Но что-то мне подсказывает, что если фронтенд-разработчик получит в свои руки функциональный язык, он будет готов обновить его, чтобы сделать его поведение похожим на поведение JavaScript.

Это потому, что выбор вероисповедания печатания - это билет в один конец. Все промежуточные решения представляют собой лишь иллюзию компромисса. Вы либо полагаетесь на типы, либо нет. Не знаю, изменилась бы моя жизнь, если бы я начал изучать C # и JavaScript параллельно. Сегодня я настолько безнадежно отождествляю себя со своим мышлением, что просто не вижу преимуществ динамической печати (и не хочу их видеть). Они существуют только за пределами моего диапазона видимости, поэтому все, что я могу сделать, это закрыть на них глаза, как и на любые явления, с которыми мне приходится мириться в этом мире.Я знаю, что ошибаюсь, но мне нужно работать здесь и сейчас, и у меня нет бюджета, чтобы сидеть на заборе.

Так что я не хочу искать компромиссы, я скажу прямо. Если вы только делаете первые шаги в разработке, начните со статической типизации!

.