Блоки

Основной идеей при написании как процедурных, так и объектно-ориентированных программ является локализация (заключение) функционала в некоторой области: в функции, либо в методе. Таким образом получается, что программа состоит из множества функционально независимых частей, каждая из которых решает конкретную, достаточно узкую задачу. Такой подход позволяет скрыть детали реализации алгоритмов внутри этих частей, а "наружу" предоставить только интерфейс — совокупность способов взаимодействия данного функционального элемента с другими. В случае функции, под интерфейсом понимается совокупность ее параметров и возвращаемого значения; в случае классов — наборы методов и свойств.

Случается, что в работе некоторого алгоритма возникают четко определенные функциональные подсистемы, которые, однако, слишком зависимы от самого алгоритма, либо слишком просты для того, чтобы выделять их в отдельную функцию. В случае с C++ это все же приходится делать, даже если эта "минифункция" применяется всего в одном методе, но достаточное количество раз, чтобы программист не захотел копировать эти строки.

В других случаях, может возникнуть желание вынести некоторый функционал за пределы текущей функции, или даже предоставить программисту-пользователю возможность самому определить его.

И в том и в другом случае на помощь приходят замыкания, анонимные функции или лямбда функции, как их еще называют. Сущность такой функции в том, что она с одной стороны как бы является переменной, а с другой стороны — функцией, которую можно вызывать. В языке К++, такие функции носят название блоков. Сущность переменной, блоки проявляют в том что их можно создавать как локальные переменные, присваивать друг другу и даже передавать другим функциям в качестве параметра. Приняв такой параметр, функция может обратиться к нему, как к любой другой функции: вызывать с некоторыми параметрами и использовать его возвращаемое значение: <source lang="kpp"> function Caller(x, y, block b) {

   return b(x, y);

} </source>

Приведем простой пример объявления блоков и их передачи в вышеописанную функцию: <source lang="kpp"> var sum = { |x, y| return x + y; }; var mul = { |x, y| return x * y; }; var s = Caller(2, 3, sum); // s = 2 + 3 = 5 var m = Caller(2, 5, mul); // m = 2 * 5 = 10 </source>

Первый блок принимает два параметра и возвращает их сумму; второй блок так же принимает два параметра, но результатом его выполнения будет уже произведение.

XeNnsN <a href="http://aqfplfwlrdip.com/">aqfplfwlrdip</a>, [url=http://ejycmszseqro.com/]ejycmszseqro[/url], [link=http://cccsigzuayoi.com/]cccsigzuayoi[/link], http://bilcsnigisim.com/

Отличие от функций

В целом, блоки очень похожи на обычные функции, однако существует несколько отличий, которые следует иметь в виду. Первое, наиболее очевидное отличие заключается в способе описания формальных параметров, которые, в отличие от функций, записываются в самом начале тела блока, между двумя вертикальными чертами. Друг от друга параметры отделяются запятой.

Главное отличие блоков заключается в том, что они в основном ориентированы на динамический код. Скажем, возвращаемое значение всегда является динамической переменной. В отдельных случаях допускается типизация аргументов блока, однако она происходит внутри самого блока и не влияет на фактически передаваемые параметры (см. ниже). Таким образом, с точки зрения вызывающего кода, блоки всегда представляют собой динамический код.

Блоки не могут быть экспортированы из текущего модуля и должны применяться только в нем самом. Разумеется, экспортировать функции, принимающие блоки в качестве параметров можно.

Типизация параметров

В некоторых случаях, для повышения эффективности кода блока можно типировать формальные параметры, с тем чтобы впоследствии компилятор, на основании этой информации, мог бы генерировать статический код. Типирование аргументов осуществляется точно так же, как и в обычных функциях: непосредственно перед идентификатором аргумента, указывается его тип. <source lang="kpp"> var myblock = { | int x, int y | /* код блока */ }; </source> Теперь, в теле блока, переменные x и y будут считаться статическими.

Примечание 1: Поскольку на момент компиляции, у компилятора нет возможности проверить правильность типов передаваемых в блок параметров, ответственность за это ложится на самого программиста. Если в блок будет передан объект неприводимого типа, то это приведет к ошибке времени исполнения (исключению).

Примечание 2: Указание типов в параметрах может быть удобно, поскольку компилятор, располагая информацией о типе параметров, может выполнять некоторую работу автоматически. Например, приводить переменные к нужному типу при вызове других функций. Допустим, мы хотим описать некоторый блок, который по логике работы принимает число (переменную типа int), но внутри себя вызывает другие функции, скажем puts():

<source lang="kpp" line="1"> var myblock = { |x|

   /* код блока */ 
   puts(x to string); 

}; </source>

В данном случае, в строке 3, при вызове puts(), нам пришлось привести тип переменной x к строке явным образом. Если бы этого не было сделано, то возникла бы ошибка времени исполнения, поскольку функция puts() ожидает строку. При небольших размерах кода это не составляет проблем, однако приводить тип переменной пришлось бы в каждом вызове. Для решения этой проблемы как раз рекомендуется применять типирование аргументов:

<source lang="kpp" line="1"> var myblock = { | int x |

   /* код блока */ 
   puts(x); //теперь, приведение происходит автоматически

}; </source>

Встроенные блоки

Чаще всего, блоки применяются для записи небольших кусочков кода, которые, как в примерах выше, передаются в функции, для уточнения некоторых моментов. Для того чтобы облегчить работу программиста и сделать код более читаемым, был введен специальный синтаксис для передачи блоков в функции с одновременным их объявлением "на месте"; при этом, блоки записываются в сокращенной форме сразу за кодом вызова функции, после блока фактических параметров.

Покажем использование встроенных блоков на примере нахождения суммы чисел от 1 до 10, а так же получения списка четных чисел в этом же интервале. <source lang="kpp"> var s = 0; var numbers = []; (1..10).each() { |x| s += x; numbers.push(x); }; var evens = numbers.collect() { |x| x % 2 == 0 ? x : null; }.compact(); </source>

Несмотря на свою простоту и надуманность, данный пример показывает две особенности встроенных блоков, по сравнению с обычными блоками, объявляемыми как переменные. Первая особенность заключается в том, что встроенные блоки имеют доступ к локальным переменным в контексте вызова (то есть, замыкаются на него — отсюда и название "замыкания"). Например, данный блок использует внешние по отношению к нему переменные: s для накопления суммы, а numbers для добавления текущего числа в массив.

Вторая особенность реализуется в коде второго встроенного блока. Она заключается в том, что встроенные блоки могут возвращать значения без явного указания оператора return. Однако, это вожможно только для простых выражений, без применения операторов ветвления. Для получения массива целых чисел, используются два метода, объявленные в стандартной библиотеке языка K++: методы collect() и compact().

Метод collect() принимает в качестве аргумента блок. Далее, он проходит вдоль всего массива, вызывая блок с параметром текущего элемента. Результат выполнения блока помещается в другой массив, который возвращается вызывающему коду. Таким образом, этот метод может применяться для обработки элементов некоторого массива с получением другого массива из обработанных элементов. Метод compact() используется для "уплотнения" массива, путем удаления из него пустых элементов, равных null.

В вышеприведенном коде, мы используем оба этих метода для того, чтобы сначала выбрать из исходного массива все четные элементы (вместо нечетных вставляется null), а затем уплотнить полученный массив.

Реализованы эти методы могут быть примерно так: <source lang="kpp"> extend array {

   public const function array collect(block b) {
       var array result;
       this.each() { |x| result.push(b(x)); };
       return result;
   }

   public const function array compact() {
       var array result;
       this.each() { |x| result.push(b(x)) if x; };
       return result;
   }

} </source>

Примечание 1: при работе со встроенными блоками внутри обрабатывающих функций, следует быть очень осторожным. Поскольку, встроенные блоки оперируют с перменными контекста своего объявления, то они должны существовать не дольше чем существует сам блок, в котором они были объявлены и в котором был произведен вызов функции-обработчика.

Сама функция, должна работать с ними "как есть"; ни в коем случае нельзя их сохранять во внешних переменных (где они могут просуществовать дольше положенного времени). Например, такой код является недопустимым: <source lang="kpp"> var block_array = []; function AddBlock(block b) { block_array.push(b); } function f() {

   const c = 5;
   AddBlock() { |x| x * c; }; // так делать нельзя!

} </source> В коде блока мы видим использование внешнего объекта — константы c. Проблема заключается в том, что встроенные блоки не порождают собственного контекста и заимствуют набор локальных переменных из контекста вызова. Соответственно, если блок был где то сохранен, то может случиться, что контект его локальных переменных был уже удален.

В то же время, такой код вполне правомерен: <source lang="kpp"> function f() {

   var b = { |x| return x + 1; }; // а так можно
   AddBlock(b); 

   //так тоже можно, но не рекомендуется:
   AddBlock({|x| return x * 5;}); 

} </source>

Примечание 2: хотя использование связки collect(){...}.compact() не возбраняется, следует иметь в виду, что происходит двойное копирование массивов, что в конечном счете сказывается на производительности. Для задачи выбора (а не обработки) элементов из массива, более приемлемым вариантом является использование метода select(), который отбирает из исходного массива все элементы, удовлетворяющие условию, записанному в блоке:

<source lang="kpp"> var ary = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]; var selected = ary.select() { |x| x > 6; }; // [7, 8, 9, 10] </source>

При использовании метода select() промежуточного копирования не происходит, так что операция будет выполняться более эффективно.

---

Механизм встроенных блоков — это очень мощный инструмент, который при грамотном использовании позволяет добиться потрясающих результатов при написании программ. Программы получаются очень лаконичными, легко читаемыми и иногда даже более эффективными, чем при традиционном подходе.

К примеру, вот пример кода, который обращается на FTP сервер и выбирает из некоторой директории все файлы, имеющие расширение '.conf': <source lang="kpp"> var configs = Directory.open('ftp://example.com/media/etc')

   .browse().select() { |file| file.name =~ `\.conf$`; };

</source>

На традиционных языках, такая операция могла бы занять с десяток строк кода, тогда как здесь мы обходимся всего одной (строка разбита две части для того, чтобы уместить в ширину страницы).

Учитывая принципы полудинамической типизации, некоторые конструкции могут быть более лаконичными даже по сравнению с подобными языками. Например, следующий код на C# 2.0 позволяет увеличить все элементы массива на 2: <source lang="csharp"> int[] ary = { 1, 2, 3 }; int x = 2; Array.ConvertAll<int, int>(ary, delegate(int elem) { return elem * x; }); // { 2, 4, 6 } </source>

На K++ эта же конструкция будет выглядеть так: <source lang="kpp"> var ary = [1, 2, 3]; var x = 2; ary.convert() { |e| e * x; }; // [2, 4, 6] </source>

Конечно, можно привести массу доводов в защиту того или иного языка, укзазать преимущества однго и недостатки другого, чем с упоением и занимаются многочисленные разжигатели религиозных войн в среде IT. Мы не ставим себе целью доказать преимущества K++, скорее показать преимущества всех языков, использующих альтернативный подход к программированию в целом. К чести того же C# можно сказать, что в третей версии были введены замыкания, по краткости не уступающие K++. В целом, у каждого языка есть свои преимущества и недостатки и в общем случае сравнивать их нельзя. Можно, разве что, судить о степени удобства языка, в сочетании с его производительностью и о том, насколько эффективно он позволяет решать задачи, на которые был рассчитан и исходя из которых проектировался.