Метапрограммирование

• Агентно-ориентированная
• Компонентно-ориентированная
• Конкатенативная
• Декларативная (контрастирует с Императивной)
  • Ограничениями
  • Функциональная
  • Потоком данных
    • Таблично-ориентированная (электронные таблицы)
    • Реактивная
  • Логическая
• Событийно-ориентированная
  • Сервис-ориентированная
• Комбинаторная
• Императивная (контрастирует с Декларативной)
  • Процедурная
• Предметно-ориентированная
• Метапрограммирование
  • Автоматизация процесса программирования
  • Обобщённое программирование
  • Рефлексивно-ориентированная
  • Итерационная
• Параллельная
• Структурная
  • Модульная
  • Рекурсивная
  • Объектно-ориентированная
    • Автоматная
    • Разделение ответственности:
      • Аспектно-ориентированная
      • Субъектно-ориентированная
    • Прототип-ориентированная

 Шаблон: Просмотр • программирования, связанный с созданием программ, которые порождают другие программы как результат своей работы^[1] (в частности, на стадии компиляции их исходного кода), либо программ, которые меняют себя во время выполнения (самомодифицирующийся код).^{[источник не указан 1251 день]} Первое позволяет получать программы при меньших затратах времени и усилий на кодирование, чем если бы программист писал их вручную целиком, второе позволяет улучшить свойства кода (размер и быстродействие).

Генерация кода

При этом подходе код программы не пишется вручную, а создается автоматически программой-генератором на основе другой, более простой программы.

Такой подход приобретает смысл, если при программировании вырабатываются различные дополнительные правила (более высокоуровневые парадигмы, выполнение требований внешних библиотек, стереотипные методы реализации определенных функций и пр.). При этом часть кода теряет содержательный смысл и становится лишь механическим выполнением правил. Когда эта часть становится значительной, возникает мысль задавать вручную лишь содержательную часть, а остальное добавлять автоматически. Это и проделывает генератор.

Реализуется двумя основными методами:

• Шаблоны (наиболее известные случаи применения — препроцессор Си и шаблоны в C++)

Решают задачу, если соблюдение «правил» сводится к вставке в программу повторяющихся (или почти повторяющихся) кусков кода. Помимо этого, обладают ещё рядом достоинств: например, помогают повторному использованию. См. также: полиморфизм

• Внеязыковые средства (пример: генераторы синтаксических и лексических анализаторов lex, yacc, bison)

Применяются в случаях, если простых средств вроде шаблонов недостаточно. Язык генератора составляется так, чтобы автоматически или с минимальными усилиями со стороны программиста реализовывать правила парадигмы или необходимые специальные функции. Фактически, это — более высокоуровневый язык программирования, а генератор — не что иное, как транслятор. Генераторы пишутся, как правило, для создания специализированных программ, в которых очень значительная часть стереотипна, либо для реализации сложных парадигм.

• В Perl существует понятие «source filters» («фильтров исходного кода») — метода переработки файлов с исходным кодом перед выполнением, позволяющего полностью менять синтаксис и семантику языка. Одним из известных примеров является модуль Lingua::Romana::Perligata, позволяющий писать код Perl на латыни.^[2]
• В Форт программисту предоставляют встроенные в язык возможности по изменению своего синтаксиса и семантики. Это достигается определением архитектуры виртуальной машины и полного доступа к возможностям изменения её составляющих.

Самомодифицирующийся код

Возможность изменять или дополнять себя во время выполнения превращает программу в виртуальную машину. Хотя такая возможность существовала уже давно на уровне машинных кодов (и активно использовалась, например, при создании полиморфных вирусов), с метапрограммированием обычно связывают перенос подобных технологий в высокоуровневые языки.

Основные методы реализации:

• Интроспекция — представление внутренних структур языка в виде переменных встроенных типов с возможностью доступа к ним из программы.

Позволяет во время выполнения просматривать, создавать и изменять определения типов, стек вызовов, обращаться к переменной по имени, получаемому динамически и пр.

• Пространство имён System.Reflection и тип System.Type в .NET; классы Class, Method, Field в Java; представление пространств имен и определений типов через встроенные типы данных в Python; стандартные встроенные возможности в Форт по доступу к ресурсам виртуальной машины; получение значения и изменение свойств почти любого из объектов в ECMAScript (с оговорками).

• Интерпретация произвольного кода, представленного в виде строки.
  • Существует естественным образом во множестве интерпретируемых языков, например, eval() в PHP.
  • Компилятор Tiny C позволяет «на лету» компилировать и исполнять код на языке C, представленный в виде строки символов.
  • Для Форт использования процедуры интерпретации из строки EVALUATE.

В языке Пролог метапрограммирование позволяет автоматизировать разработку и верификацию (проверку свойств) Пролог-программ. Метапрограммы рассматривают программы на Прологе как термы и позволяют анализировать их свойства и взаимоотношения, строить программы для управления другими Пролог-программами^[3].

См. также

• Предметно-ориентированный язык программирования

Примечания

Литература

• Метакидес Г., Нероуд А. Принципы логики и логического программирования = Principles of Logic and Logic Programming. — М.: Факториал, 1998. — С. 252-253. — 288 с. — ISBN 5-88688-037-2

Ссылки

• R# — метапрограммирование в .Net
• BOOST MPL LIBRARY (англ.) — библиотека для метапрограммирования с использованием шаблонов C++
• Boost Preprocessor Library (англ.) — библиотека для метапрограммирования с использованием препроцессора C++
• Статья об ещё одном подходе к метапрограммированию (англ.)
• Клаус Крэфт, Анжелика Лангер. Шаблоны выражений (expression templates). Часть 1 Часть 2
• Джонатан Бартлетт, Искусство метапрограммирования, Часть 1: Введение в метапрограммирование

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Добавить иллюстрации.

Wikimedia Foundation. 2010.

• AT&T
• Герард Венгерский

Полезное

18+

© Академик, 2000-2024

• Обратная связь: Техподдержка, Реклама на сайте

• 👣 Путешествия

Экспорт словарей на сайты, сделанные на PHP,

Joomla,

Drupal,

WordPress, MODx.