Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

Dann sind die folgenden Anweisungen sinnvoll und gültig
pliste.cons(p) -- Hänge p vor die Personenliste
il.cons(25) -- Hänge 25 vor die Integerliste
p := pliste.head -- Weise das erste Element der Personenliste einer Personengröße zu
Völlig unangebracht sind aber Anweisungen wie
pliste.cons(25) -- Hänge die Zahl 25 vor die Personenliste
il.cons(p) -- Hänge die Personengröße p vor die Integerliste
p := il.head -- Weise das erste Element der Integerliste einer Personengröße zu
Eiffel ist eine statisch getypte Sprache, bei der alle Typprüfungen während der Übersetzung durchgeführt
werden können – also nur vom Programmtext abhängen. Deshalb würden die unsinnigen Anweisungen im
Beispiel bereits vom Compiler abgewiesen werden. Bei Sprachen ohne Datentypen, gibt es dagegen keine
Möglichkeit, die Typen der in eine Datenstruktur eingehenden Elemente einzuschränken. In solchen Sprachen
erfüllen generische Klassen keinerlei Zweck, da sowieso alle Operationen auf alles angewandt werden können.
Die Last der Kontrolle liegt hier beim Programmierer.
Die Tatsache, daß innerhalb einer generischen Klasse praktisch nichts über eine Größe bekannt ist, deren Typ
der formale generische Parameter ist, schränkt allerdings die Operationen auf dieser Größe sehr stark ein. Es
dürfen nämlich nur Operationen benutzt werden, die auf jeden beliebigen Typ anwendbar sind. Insbesondere
sind Operationen wie !! (Erzeugung), clone, equal oder Anwendungen von Merkmalen auf x nicht erlaubt,
da nicht gewährleistet ist, daß der aktuelle generische Parameter ein Klassenyp ist. Abbildung 3.20 stellt die
Regeln für die Verwendung formaler generischer Parameter zusammen.
Ist in einer Klassendeklaration X ein formaler generischer Parameter und x vom Typ X, dann darf
x nur benutzt werden
• als linke Seite einer Zuweisung x:=Ausdruck, wobei der Ausdruck der rechten Seite ebenfalls
vom Typ X sein muß,
• als rechte Seite einer Zuweisung y:=x, wobei die Größe auf der linken Seite ebenfalls vom
Typ X sein muß,
• als aktuelle Argument im Aufruf einer Routine f(..,x,..), welches einem formalen Argument
vom Typ X entspricht (das geht nur, wenn f innerhalb der gleichen Klasse wie x
deklariert wurde),
• in einem Booleschen Ausdruck der Form x=y oder x/=y (bzw. y=x oder y/=x), wobei y
ebenfalls vom Typ X sein muß.
Abbildung 3.20: Regeln für formale generische Parameter
Wie bei gewöhnlichen Routinen übernehmen bei der Verwendung generischer Klassen die aktuellen Parameter
die Rolle der formalen Parameter in der Deklaration und entsprechend die dort vereinbarten Eigenschaften.
Ist also f ein von einer generischen Klasse GENERISCH[X,Y] exportiertes Attribut, dessen Typ der formaler
generischer Parameter X ist oder eine Funktion mit entsprechendem Ergebnistyp, dann wird bei einer
Kundendeklaration der Form
h:GENERISCH[INTEGER,PERSON]
der Ausdruck h.f (ggf. mit Parametern) innerhalb der Kundenklasse als vom Typ INTEGER aufgefaßt. Der
Eiffel-Compiler kann daher prüfen, ob der Ausdruck korrekt benutzt wird.
Bei einer ersten Betrachtungen erscheinen die Typ-Einschränkungen an eine generische Klasse zu restriktiv.
Man kann sich nämlich durchaus Anwendungsgebiete für Listen vorstellen, die aus verschiedenartigen Elementen
bestehen wie z.B. Vektoren und Punkte eines zweidimensionalen Raumes. Da eine generische Klasse
jedoch mit einem eindeutig festgelegten aktuellen Parameter instantiiert werden muß, sind – mit den bisherigen
Mitteln – nur Listen möglich, die entweder nur aus Punkten oder nur aus Vektoren bestehen.