Типізація у програмуванні
Мови програмування по типізації прийнято ділити на два великих табори — типізовані і нетипізовані (бестипові). До першого наприклад належать C, Python, Scala, PHP і Lua, а до другого — мова асемблера, Forth і Brainfuck.
Так як «бестипова типізація» по своїй суті дуже проста, далі вона ні на які інші види не ділиться. А ось типізовані мови разділяються ще на декілька категорій:
Явна (explicit) і неявна (implicit) типізація
Явно-типізовані мови відрізняються тим, що тип нових змінних, функцій і їх аргументів треба задавати явно. Відповідно мови з неявною типізацією перекладають цю задачу на компілятор чи інтерпретатор.
Переваги явної типізації:
- Наявність у кожної функції сигнатури (наприклад int add(int, int)) дозволяє без проблем вивзначити, що функція робить.
- Програміст одразу ж записує, якого типа значення можутб зберігатись у конкретній змінній, що знижує необхідність запам'ятовувати це.
Переваги неявної типізації:
- Скорочення запису.
- Стійкість до змін. Наприклад якщо в функції тимчасова змінна була того ж типу, що і вхідний аргумент, то в явно типізованій мові при зміні типа вхідного аргумента потрібно буде змінити ще й тип тимчасової змінної.
Статична (static) і динамічна (dynamic) типізація
Статична визначається тим, що кінцеві типи змінних і функцій встановлюються на етапі компіляції, в цей же момент відбувається перевірка типів. Тобто вже компілятор на 100% впевнений, який тип де знаходиться. В динамічній типізації усі типи з'ясовуються вже під час виконання програми.
Зауважте, що неявна типізація не рівносильна динамічній, а явна — статичній.
Переваги статичної типізації:
- Перевірки типів відбуваються тільки один раз — на етапі компіляції. А це означає, що нам не треба буде постійно з'ясовувати, чи не намагаємось ми поділити число на рядок (і або видати помилку, або ж виконати перетворення).
- Швидкість виконання. З попереднього пункта ясно, що статично типізовані мови практично завжди швидше динамічно типізованих.
- При деяких додаткових умовах дозволяє виявляти потенційні помилки вже на етапі компіляції.
- Прискорення розробки при підтримці IDE (відсіювання вариантів, які заздалегіть не підходять по типу).
Переваги динамічної типізації:
- Простота створення універсальних колекцій.
- Зручність опису узагальнених алгоритмів (наприклад сортування масива, яке буде працювати не тільки на списках цілих чисел, але і на списках символьних рядків).
- Легкість в освоєнні — мови з динамічною типізациєю зазвичай дуже непогані для того, щоб почати програмувати.
Сильна (сувора, strong) і слабка (несувора, weak) типізація
Сильна типізація виділяється тим, що мова не дозволяє змішувати у виразах різні типи і не виконує автоматичні неявні перетворення, наприклад не можна відняти з рядка множину. Мови зі слабкою типізацією виконують багато неявних перетворень автоматично, навіть якщо може відбутись втрата точності або перетворення неоднозначне.
Слабку типізацію часто плутають з динамічною, що зовсім неправильно. Динамічно типізована мова може бути і слабо і сильно типізована.
Переваги сильної типізації:
- Надійність — ви отримаєте вийняткову ситуацію або помилку компіляції, на противагу неправиьлної поведінки.
- Швидкість — замість прихованих перетворень, котрі можуть бути доволі затратними, з сильною типізацією необхідно писати їх явно, що заставлє програміста як мінімум знати, що ця ділянка кода може бути повільним.
- Розуміння роботи програми — знову ж таки, замість неявного приведення типів, програміст пише усе сам, отже хоча б приблизно розуміє, що порівняння тядка і числа виконується не само по собі і не чарівним способом.
- Визначеність — коли ви пишете перетворення вручну ви точно знаєте, що ви перетворюєте і в що саме. Також ви завжди будете розуміти, що такі перетворення можуть призвести до втрати точності і до невірних результатів.
Переваги слабкої типізації:
- Зручність використання змішаних виразів.
- Абстрагування від типізації і зосередженість на задачі.
- Скорочення запису
Класифікація деяких мов програмування
| мова | типізація |
|---|---|
| Python | динамічна сильна неявна |
| JavaScript | динамічна слабка неявна |
| Ruby | динамічна сильна неявна |
| Java | статична сильна явна |
| PHP | динамічна слабка неявна |
| C | статична слабка явна |
| C++ | статична слабка явна |
| Perl | динамічна слабка неявна |
| Objective-C | статична слабка явна |
| C# | статична сильна явна |
| Haskell | статична сильна неявна |
| Common Lisp | динамічна сильна неявна |
| D | статична сильна явна |
| Delphi | статична сильна явна |
| - | - |