|
#تغییرمسیر [[سلف (ابهام‌زدایی)]]
زبان برنامه نویسی سلف:
'''سلف '''یک زبان برنامه نویسی شی گرا مبتنی بر مفهوم پروتوتایپ(نمونه اولیه)می باشد.این زبان عمدتا بعنوان یک سیستم آزمون تجربی برای طراحی زبان در سال های 1990-1980مورد استفاده قرار گرفت.در سال2006سلف هنوز بعنوان بخشی از پروژه ی klein ,که یک ماشین مجازی سلف که کاملا به زبان سلف نوشته شده بود,در حال توسعه بود.آخرین ورژن آن self4.4می باشد که درجولای 2010 منتشر گردید.
چندین تکنیک [[just-in-time compilation]] در سلف پیشگام بودند و در پروژه ی سلف بهبود بخشیده شدند همزمان با اینکه آنها نیاز داشتند که به یک زبان شی گرا سطح بالا اجازه بدهند که حداقل نصف سرعت بهینه c عمل کند.این تکنیک ها بعد ها برای ماشین مجازی [[Java’s HotSpot]] گسترش داده شدند.
==تاریخچه==
سلف عمدتا توسط David UngarوRandall Smith در سال 1986 در حالی که روی پروژه ی Xerox Parcکار می کردند,طراحی شد.هدف آنها این بود که حالتی از هنر را در پروژه ی برنامه نویسی وارد کنند,یکبار smalltalk80توسط آزمایشگاه ها عرضه شد و به طور جدی در صنعت به کار گرفته شد.آنها به دانشگاه استنفورد رفتند و کار روی زبان را ادامه داد,ساختن اولین کامپایلر سلف در سال 1987 صورت گرفت.در آن موقع تلاش برای رشد دادن یک سیستم کامل برای سلف بر خلاف صرفا یک زبان بودن متمرکز شد.
اولین نسخه عمومی در سال 1990 عرضه شد,و سال بعد تیم محقق به کمپانی SunMicrosystems منتقل شدند و کار روی زبان را ادامه دادند.تا سال 1995 چندین نسخه ی جدید تا نسخه4 به بازار آمد.
نسخه ی 4.3 آن در سال 2006 عرضه شد و بر روی سیستم های Mac OS XوSolaris اجرا شد.نسخه ی جدید آن یعنی self4.4 برای سیستم های Mac OS XوLinux توسط یک گروهی از اعضای سابق و برنامه نویسان مستقل توسعه داده شد.
زبان سلف همچنین الهام بخش زبان های بعدی بر مبنای مفاهیمش شد.از قابل توجه ترین آنها شاید زبان های NewtonScript برای Apple Newton و JavaScript می باشد,که در درجه ی اول برای صفحات وب پویا در تمامی مرورگرهای امروزی استفاده می شود.از زبان های دیگر می توان Io,Cel,Lisaac وAgora را نام برد.IBM Tivoli Framework که سیستم شی گرا را تعمیم داد,در سطوح پایین تر,سیستم شی گرا مبتنی بر prototype بر مبنای سلف می باشد.
==زبان های برنامه نویسی مبتنی برنمونه اولیه(prototype)==
زبان های برنامه نویسی شی گرا مبتنی بر کلاس سنتی,بر مبنای یک دوگانگی دیرینه هستند:
1.کلاس ها خصوصیات پایه و رفتار اشیا را تعریف می کنند.
2.نمونه های اشیا جلوه های خاصی از یک کلاس می باشند.
برای مثال,اشیایی از کلاس vehicle را که یک اسم و قابلیت انجام اعمال زیادی را دارد را در نظر بگیرید,مانند drive to work و deliver construction materials.Bob’s Car یک شی خاص از کلاس vehicle می باشد.در نظریه یک فرد می تواند یک پیام به Bob’s Car بفرستد,وبه آن بگوید: deliver construction materials.
این مثال یکی از مشکلات این رویکرد نشان می دهد. Bob’s Car ممکن است یک ماشین اسپورت باشد,قادر به حمل وتحویل وسایل ساختمان نمی باشد.(از لحاظ مفهومی),اما این یک قابلیت می باشد که vehiclesاین مدل را داشته باشند.یک مدل سودمندتر استفاده از زیر کلاس ها برای ساختن ویژگی هایی از vehicle می باشد;برای مثال ماشین مسابقه و تراکتور.فقط اشیا کلاس تراکتور نیازمند یک ساز و کار برای تحویل مصالح ساختمانی اند;ماشین های مسابقه که برای آن کار نامناسبند,فقط باید سریع بروند.با این حال این مدل نیازمند بینش عمیق تری است ، که فقط ممکن است به عنوان مسائل بوجود بیایند.
این مسئله یکی از عوامل ایجاد انگیزه در پشت نمونه های اولیه است. مگر در مواردی که می توان با اطمینان پیش بینی کرد چه ویژگی هایی مجموعه ای از اشیا و کلاس ها در آینده ای دور خواهند داشت,یک فرد نمی تواند یک کلاس را به صورت سلسله مراتبی درست طراحی کند. اغلب اوقات برنامه در نهایت رفتارهای اضافی نیاز دارد, و بخش های سیستم نیاز به طراحی دوباره دارند (یا refactored) تا اشیاء به شیوه ای متفاوت بشکنند. تجربه با زبان های شی گرا اولیه مثل smalltalk نشان داد که این نوع مشکل دوباره و دوباره پیش آمد .سیتم ها تمایل دارند که به یک نقطه برسند و سپس سفت و سخت شوند همانطریکه در کلاس های اولیه هنگامی کد برنامه نویس بزرگ می شود,به سادگی موجب اشتباه می شود.بدون یافتن راه هایی برای تغییر آسان کلاس,مشکلات جدی بوجود می آید.
زبان های دینامیک از قبیل smalltalk برای این نوع از تغییر از طریق متد های شناخته شده در کلاس ها استفاده کردند; با تغییر کلاس، اشیاء بر اساس آن رفتار خود را تغییر می دهند. با این حال ، چنین تغییراتی بود باید با دقت بسیار انجام شود, به عنوان اشیاء دیگر مبتنی بر همان کلاس ممکن است یک رفتار غلط باشد : "اشتباه" اغلب وابسته به چهار چوب است. (این یک فرم از مشکل کلاس پایه شکننده است.). علاوه بر این ، در زبان های مثل c++ که در آن کلاس های مشتق شده را می توان به طور جداگانه از کلاس های ما فوق کامپایل کرد,یک تغییر در کلاس ما فوق می تواند متد های از پیش کامپایل شده کلاس مشتق شده را بشکند. (این شکل دیگری از مشکل کلاس پایه شکننده است، و همچنین یک فرم از مشکل واسط دوتایی شکننده.). در self و دیگر زبان های مبتنی بر نمونه اولیه، دوگانگی بین کلاس ها و instance ها از بین رفته است.
به جای داشتن "نمونه" از یک شی که مشتق شده از تعدادی کلاس است, درself یک کپی از شی موجود می گیریم و تغییرات را روی آن اعمال می کنیم. بنابراین Bob’s car با ساخت یک کپی از شی "Vehicle" ساخته می شود، و سپس متد drive very fastبه آن اضافه می شود. اشیا اولیه ای برای ساختن کپی استفاده شده اند به عنوان نمونه اولیه شناخته شده اند. این روش ادعا شده است ساده ترین شیوه ی پویایی برنامه است. اگر یک شی موجود (یا مجموعه ای از اشیاء) یک مدل ناکافی باشد، برنامه نویس به سادگی می تواند یک شی اصلاح شده با رفتار صحیح ایجاد کند و بدون آنکه کد آن شی تغییر کرده باشد از آن استفاده کند.
==تعریف زبان==
اشیا سلف یک مجموعه ای از اسلات ها هستند.اسلات ها متد های دسترسی که مقادیری را بر می گردانند و با قراردادن یک دو نقطه بعد از نام اسلات می توان به آن مقدار داد.برای مثال برای یک اسلات به نام “name” داریم:
myPerson name
my Person name:'foo'
سلف مانند زبان smalltalkاز بلاک ها برای کنترل های رایج و وظایف دیگر استفاده می کند.متد ها اشیایی هستند که علاوه بر اسلات ها,کدها را نیز شامل می شوند(از آنها برای آرگمان ها و مقادیر موقتی استفاده می کنند)و می توانند در یک اسلات سلف مانند هر شی دیگری قرار بگیرد,برای مثال یک عدد.نحو آن در هر حالت ثابث باقی می ماند.
باید توجه شود که در سلف هیچ تفاوتی بین فیلدها و متدها وجود ندارد,هر چیزی یک اسلات است.از آنجا که دسترسی به اسلات ها از طریق پیغام ها بخش اعظمی از نحو را در سلف شکل می دهد,بنابراین پیغام های زیادی به سلف فرستاده شده و سلف می تواند قطع شود.
===نحو های ابتدایی===
نحوی که برای دسترسی به اسلات ها استفاده می شود,شبیه همان چیزی است که درsmalltalk داریم.سه نوع پیغام وجود دارد:
;unary : <code>''receiver'' slot_name</code>
;binary : <code>''receiver'' + ''argument''</code>
;keyword : <code>''receiver'' keyword: ''arg1'' With: ''arg2''</code>
همه ی پیغام ها نتایجی را برمی گردانند,بنابراین دریافت کننده(اگر وجود داشته باشد)و آرگمان ها خودشان می توانند نتیجه ی پیغام های دیگر باشند و سلف مقدار بازگردانده را دور می ریزد.برای مثال:
'Hello, World!' print.
این یک برنامه"hello world" در سلف است.نحو آن یک شی رشته ای لفظی را نشان می دهد.دیگر لفظ ها شامل اعداد, بلاک ها و شی های اصلی می شود.
گروه بندی می تواند با استفاده از پرانتز ها اعمال شود.در غیاب گروه بندی صریح,پیغام های یگانی بیشترین اولویت را نسبت به دوگانی دارند(گروه بندی از چپ به راست) و پیغام های keyword کمترین اولویت را دارند.استفاده ازkeyword ها برای تکالیف در جاییکه عبارات نیز پیغام های keyword را دارند می تواند منجر به پرانتز های اضافی شود.بنابراین برای جلوگیری از آن سلف باید اولین قسمت انتخاب کننده یک پیغام keyword را با حرف کوچک شروع کند و قسمت های بعدی آن را با حرف بزرگ شروع کند:
valid: base bottom between: ligature bottom + height and: base top / scale factor.
می تواند به صورت واضح تجزیه شده باشد و معنی مشابه زیر را می دهد:
valid: ((base bottom) between: ((ligature bottom) + height) and: ((base top) / (scale factor))).
در smalltalk80 عبارت شبیه بالا به صورت زیر نوشته می شود:
valid := self base bottom between: self ligature bottom + self height and: self base top / self scale factor.
باید در نظر داشت base, ligature, height, scale در حقیقت متد های سلف هستند و نه یک متغیر نمونه.
===ساختن اشیا جدید===
یک مثال پیچیده تر را در نظر بگیرید:
labelWidget copy label: 'Hello, World!'.
کد بالا یک کپی از شی "labelWedget" را با پیغام کپی می سازد(بدون میانبر),سپس یک پیغام به آن میفرستد تا "hello,world" را در یک اسلات به نام label قرار دهد.
(desktop activeWindow) draw: (labelWidget copy label: 'Hello, World!').
در این حالت(desktop activeWindow) اول اجرا می شود و پنجره ی فعال را از بین لیست پنجره هایی که شی desktop می شناسد بر می گرداند.سپس (از داخل به بیرون و از چپ به راست)کدی که در قسمت قبل اجرا کردیم, labelWidget را بر می گرداند.سرانجام widget به اسلات رسم از پنجره فعال فرستاده می شود.
===وراثت/نمایندگی===
هر شی سلف یک واحد مستقل است.سلف کلاس و متا کلاس ندارد.تغییرات روی یک شی روی اشیا دیگر تاثیر نمی گذارد, با اینکه در بعضی از مواقع این کار مطلوب تر است.به طور معمول یک شی تنها پیغام مربوط به اسلات محلی خود را متوجه می شود,ولی با داشتن یک یا چند اسلات که اشیا پدر را نشان می دهند,یک شی می تواند هر پیامی را که خودش متوجه نمی شود به شی پدر محول کند.هر اسلات می تواند یک اشاره گر به پدر با اضافه کردن یک ستاره به صورت پسوند بسازد.ویژگی نمایندگی نیز برای اجرا کردن ویژگی هایی چون فضای نام و حوزه ی لغوی به کار می رود.
برای مثال فرض کنید یک شی به نام “bank account” داریم که شاید متد هایی چون deposit وwithdraw دارد.این یک نمونه اولیه که فقط مختص شیوه ای است که از آن استفاده می شود.
===ویژگی ها===
با ساختن یک کلون از این شی برای Bob’s account یک شی جدید با همان متد ها و داده ها ایجاد کرده ایم.یک راه حل این است که ابتدا یک شی ساده به نام trait object که آیتم هایی را شامل می شود که یک فرد به طور معمول در یک کلاس با آن مرتبط است.
در این مثال شی bank account متد های ذکر شده در بالا را ندارد ولی یک شی پدر دارد که کار آنها را انجام می دهد,در این روش کپی هی زیادی از شی bank account می توانیم داشته باشیم که رفتار انها را با تغییر در شی ریشه می توانیم تغییر دهیم.
myObject parent: someOtherObject.
این نمونه کلاس myObject را در زمان اجرا تغییر می دهد.برخلاف وراثت و حوزه ی لغوی,نمایندگی می تواند در زمان اجرا تغییر کند.
===اضافه کردن اسلات ها===
اشیا در سلف می توانند به گونه ای تغییر یابند که چند اسلات اضافی را شامل شوند.این کار را می توان با محیط برنامه نویسی گرافیکی یا _AddSlots انجام داد.در زیر چند نمونه را مشاهده می کنیم:
_AddSlots: (| vehicle <- (|parent* = traits clonable|) |).
vehicle _AddSlots: (| name <- 'automobile'|).
_AddSlots: (| sportsCar <- vehicle copy |).
sportsCar _AddSlots: (| driveToWork = (''some code, this is a method'') |).
_AddSlots: (| porsche911 <- sportsCar copy |).
porsche911 name:'Bobs Porsche'.
===محیط سلف===
یکی از ویژگی هی سلف این است که مبتنی بر سیستم virtual machine است که دراسمال تاک نیز استفاده می شد.به موجب این ویژگی برنامه ها بر خلاف زبان هایی چون C واحدهای مستقلی نیستند ولی از تمام محیط حافظه برای فعال سازی استفاده می کنند.به خاطر این ویژگی محیط سلف می تواند ابزارهای دیباگ کردن قدرتمندی را فراهم آورد.برای مثال یک فرد می تواند در حین دیباگ ایست دهد و مقادیری را تغییر دهد و دوباره به دیباگ ادامه دهد.این شیوه های on the flyموجب افزایش بهره وری برنامه می شود.
از دیگر ویژگی های محیط سلف می توان قابلیت تغییر سریع و مداوم اشیا اشاره کرد.همچنین برخلاف سیستم های قدیمی,در سلف فقط قسمتی از کد که تغییر کرده را بازسازی(rebuild) می کند.
===کارآیی===
VM(virtual machine) سلف سرعتی تقریبا برابر نصف C را دارد که به خاطر وجود تکنیک های just-in-time compilation حاصل شده است.
===جمع آوری زباله===
Garbage collector در سلف از ویژگی generational garbage collection که اشیا را بر اساس سن جداسازی می کند.این تکنیک موجب افزایش کارایی میشود اگر چه موجب گرفتن وقت زیادی از سیستم می شود.
| 