Сильная и слабая типизация или строгая и нестрогая типизация — характеристика системы типов языка программирования, отражающая существенные ограничения на приведение типов при присваиваниях и операциях. Языки, в которых такие ограничения менее строгие, называют — слабо типизированными .

Впервые понятие введено в 1974 году Лисков и Зиллесом в работе по Клу , назвавшими сильно типизированными языки, в которых « при передаче объекта из вызывающей функции в вызываемую тип этого объекта должен быть совместим с типом, определённым в вызываемой функции » . В контексте такого определения «в сильно типизированном языке всякая ячейка данных будет иметь уникальный тип и всякий процесс будет провозглашать свои требования по взаимосвязи в терминах этих типов» . Другое определение дал , связавший сильную типизацию со своей концепцией полнотипового программирования : система типов называется «сильной», если она исключает возможность возникновения ошибки согласования типов времени выполнения, иными словами, обеспечивающей типобезопасность (отсутствие неконтролируемых ошибок приведения типов времени выполнения) на уровне языка .

Выбор подхода к ограничениям при преобразованиях типов при разработке языка программирования — продукт множества решений и компромиссов, и о сильной или слабой типизации обычно говорят лишь в сравнении между разными системами типов и не всегда в формальном смысле. Более точно языки характеризуются наличием или отсутствием безопасности согласования типов и безопасности доступа к памяти , а также характерным временем осуществления такого контроля ( в статике или в динамике ).

Примеры

Яркими примерами языков со слабой типизацией являются языки семейства Си и C++ . Их характерными чертами являются понятия приведения типов и каламбуров типизации . Эти операции поддерживаются на уровне компилятора и часто вызываются неявно. Операция reinterpret_cast в C++ позволяет представить элемент данных любого типа как принадлежащий любому другому типу при условии равенства длины их низкоуровневой реализации (битового представления) ^{[ источник не указан 1371 день ]} и изменить его состояние образом, недопустимым для исходного типа. Неосторожное использование таких операций нередко является источником крахов программ. Несмотря на это, в учебной литературе по C++ его система типов описывается как «сильная», что, с учётом определения Карделли можно интерпретировать как « более сильную, чем в Си ».

В противоположность этому, в языках, типизированных по Хиндли — Милнеру , понятие о приведении типов отсутствует в принципе. Единственным способом «преобразовать» тип является написание функции, которая алгоритмически строит значение требуемого типа на основе значения исходного типа. Для тривиальных случаев, таких как «преобразование» целого без знака в целое со знаком и наоборот, такие функции обычно входят в состав стандартных библиотек. Наиболее часто используемым случаем такого рода функций являются специальные определяемые функции с пустым телом, называемые конструирующими функциями или просто конструкторами .

При этом система типов Хиндли — Милнера обеспечивает чрезвычайно высокий показатель повторного использования кода за счёт параметрического полиморфизма . Сильная, но неполиморфная система типов может затруднить решение многих алгоритмических задач, как это было отмечено в отношении Паскаля .

Есть мнение ^{[ чьё? ]} , что сильная типизация является непременным элементом обеспечения надёжности разрабатываемых программных средств. При правильном применении (подразумевающем, что в программе объявляются и используются отдельные типы данных для логически несовместимых значений) она защищает программиста от простых, но труднообнаруживаемых ошибок, связанных с совместным использованием логически несовместимых значений, возникающих иногда просто из-за элементарной опечатки.

Подобные ошибки выявляются ещё на этапе компиляции программы, тогда как при возможности неявного приведения практически любых типов друг к другу (как, например, в классическом Си) эти ошибки выявляются только при тестировании, причём не все и не сразу, что порой очень дорого обходится на этапе промышленной эксплуатации.

Слабая типизация является типичным решением для языков с динамической типизацией, но в некоторых случаях для динамических языков используется сильная система типов (например, в Python ) .

Примером языка с крайне строгой типизацией является Ада — в нём приведение типов в принципе невозможно, разные типы изначально считаются несовместимыми ( уникальная типизация ) . Бестиповые языки (различные ассемблеры , Форт , Рефал ) можно отнести к другой крайности — в них какой-либо контроль типов отсутствует полностью, вплоть до отсутствия самого понятия типа.

Примечания

Литература

• . ( (англ.) ) // IFIP State-of-the-Art Reports. — Springer-Verlag, 1991. — Вып. Formal Description of Programming Concepts . — С. 431–507 .
• Pierce, Benjamin C. . — MIT Press , 2002. — ISBN 0-262-16209-1 .
  • Перевод на русский язык: Пирс Б. Типы в языках программирования. — , 2012. — 680 с. — ISBN 978-5-7913-0082-9 .

Для улучшения этой статьи желательно : Добавить иллюстрации . Проставить сноски , внести более точные указания на источники. Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники , подтверждающие написанное . Проверить достоверность указанной в статье информации. На странице обсуждения должны быть пояснения. После исправления проблемы исключите её из списка. Удалите шаблон, если устранены все недостатки.