Procedury, procedury funkcyjne, metody
advertisement
Obiektowe języki zapytań Wykładowca: Kazimierz Subieta Polsko-Japońska Wyższa Szkoła Technik Komputerowych, Warszawa [email protected] Wykład 14: Procedury, procedury funkcyjne, metody Instytut Podstaw Informatyki PAN, Warszawa [email protected] © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 1 czerwiec 2004 Krótka charakterystyka procedur Imperatywne języki programowania, w tym języki obiektowe, są wyposażone w mechanizmy procedur. Ich istotą jest to, że: • • • • Hermetyzują dowolnie skomplikowane obliczenia, Ich wnętrze jest niedostępne z zewnątrz, Mogą być wywoływane z wielu miejsc, Ich przystosowanie do konkretnego celu następuje poprzez określenie parametrów lub poprzez efekty uboczne (czyli korzystanie ze stanu spoza danej procedury lub zmiany tego stanu). Procedury mogą być dalej podzielone na: • Procedury właściwe i procedury funkcyjne (zwane też funkcjami); • Procedury i metody; • Procedury znajdujące się po stronie programu aplikacyjnego i przechowywane w bazie danych. Procedury właściwe nie zwracają wyniku, nie mogą więc być użyte jako składniki wyrażeń, zaś procedury funkcyjne zwracają wynik i przez to ich wywołania są szczególnymi przypadkami wyrażeń. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 2 czerwiec 2004 Procedury a metody Jeżeli chodzi o podział na procedury i metody, różnica dotyczy miejsca logicznego ulokowania kodu procedur oraz sposobu ich wywołania. Procedury są zwykle ulokowane w określonych jednostkach programu, np. w modułach, Metody są ulokowane logicznie w klasach. • Dodatkowo, niejawnym (pośrednim) parametrem metody jest obiekt, na którym ta metoda działa. • Metodę funkcyjną (zwracającą wynik) nazywa się niekiedy atrybutem wirtualnym. • Poza tym, różnice pomiędzy procedurami i metodami są drugorzędne • wbrew twierdzeniom niektórych zwolenników obiektowych języków programowania. Popularne w obiektowości „wysyłanie komunikatu do obiektu” jest dokładnie tym samym co wywołanie procedury/metody działającej na tym obiekcie. • Inne interpretacje są nad-interpretacjami lub niekompetencją. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 3 czerwiec 2004 Procedury pierwszej i drugiej kategorii program. Tradycyjnie, procedury po kompilacji są nierozerwalną częścią danego programu aplikacyjnego (są drugiej kategorii programistycznej), W związku z czym nie można ich podczas czasu wykonania usunąć, wstawić, zmienić, itd. W systemach BD pojawił się inny typ procedury, zwany zapamiętaną procedurą (stored procedure) lub procedurą bazy danych (database procedure). • • • • Są pierwszej kategorii programistycznej, wiązane dynamicznie. Można je dynamicznie tworzyć, usuwać lub zmieniać. Są pisane w specjalnym interpretowanym języku, np. w PL/SQL. Nie mogą być pisane w klasycznych lub obiektowych językach programowania takich jak C++ lub Java. Możliwa jest dowolna kombinacja tych opcji. • Np. w systemie Oracle występują zapamiętane metody, czyli kombinacja procedur bazy danych i metod. • Znane z SQL perspektywy (views) można uważać za zapamiętane procedury funkcyjne. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 4 czerwiec 2004 Efekty uboczne procedur/metod Efekt uboczny jest to działanie procedury na innym środowisku niż własne lokalne środowisko. • Pasywny efekt uboczny – procedura korzysta z innego środowiska. • Aktywny efekt uboczny – procedura dokonuje zmian w zewnętrznym środowisku. Efekty uboczne są podstawą technik programistycznych. • Projektanci języków nie ograniczają możliwości dostępu do zasobów zewnętrznych, w tym danych globalnych i danych z bazy danych, oraz aktualizacji tych zasobów. • Niestety styl specyfikacji procedur często ignoruje fakt, że mogą one mieć efekty uboczne. W oryginalnej propozycji Parnasa dotyczącej modułów efekty uboczne były uwzględnione w postaci tzw. list importowych. • Rozwiązanie to zostało zastosowane w języku Modula-2 (następca Pascala). • Brak specyfikacji i kontroli efektów ubocznych w popularnych językach programowania, takich jak C++ i Java jest zwiększaniem skłonności oprogramowania do błędów (katastrofą rakiety Ariane-5 była spowodowany brakiem wyspecyfikowanych efektów ubocznych) © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 5 czerwiec 2004 Procedury/metody rekurencyjne Procedury/metody mogą być rekurencyjne, co implikuje konieczność stosowania dyscypliny w zakresie komunikowania parametrów oraz mechanizmu kontrolującego zakresy obowiązywania nazw użytych w ciałach procedur oraz wiązania tych nazw. Mechanizmy te są oparte o ten sam stos środowiskowy znany nam z poprzednich wykładów. Dalej pokażemy w jaki sposób ten stos będzie przystosowany do wspomagania wszelkiego rodzaju procedur (w tym metod). Będziemy przy tym przyjmować, że zarówno parametry procedur jak i wynik procedur funkcyjnych będą określone poprzez zapytania. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 6 czerwiec 2004 Parametry procedur Procedury mogą mieć parametry. W odróżnieniu od funkcji matematycznych, gdzie w zasadzie nie mówi się o sposobach komunikowania parametrów, w językach programowania wykształciło się kilka dobrze rozpoznanych metod komunikowania parametrów o istotnych różnicach semantycznych. Dalej podamy krótki ich przegląd. Niektóre z tych metod będą omówione dla przypadku parametrów będących zapytaniami. Możliwe są nowe metody nie spotykane lub rzadko spotykane w literaturze. • Przykładem jest wołanie, w którym każdy parametr aktualny jest skojarzony z nazwą parametru formalnego. • Umożliwia to przy wywołaniu dowolną kolejność parametrów oraz pomijanie parametrów (zastępowanie ich wartościami domyślnymi). © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 7 czerwiec 2004 Wołanie poprzez wartość (call-by-value) Jest to technika przekazywania argumentu procedury (lub metody) do jej wnętrza, w której przekazywana jest wartość argumentu obliczona przed przekazaniem sterowania do wnętrza procedury. Jeżeli argumentem jest referencja, to dokonuje się automatycznie dereferencji. W niektórych językach (C/C++) tworzy się lokalną zmienną zawierającą kopię wartości przekazanej jako argument. Zmienna ta ma nazwę parametru formalnego i można ją aktualizować tak jak zwykłą lokalną zmienną. W innych językach (Pascal, Modula-2) taka aktualizacja takiej zmiennej jest zabroniona, gdyż parametr w ciele procedury jest inaczej traktowany niż zmienna. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 8 czerwiec 2004 Wołanie poprzez referencję (call-by-reference) Technika przekazywania argumentu procedury (lub metody) do jej wnętrza, w której przekazywana jest referencja do obiektu. Dzięki temu wewnątrz procedury można dokonać zmiany stanu (aktualizacji) obiektu zewnętrznego w stosunku do tej procedury. Wołanie przez referencję jest kojarzone z własnością zmienności (mutability). Obiekt przekazywany poprzez referencję jest dostępny w ciele procedury nie pod swoją nazwą, lecz pod nazwą jej odpowiedniego parametru formalnego. Wołanie przez referencję musi być odróżnione od innych sposobów wołania poprzez składnię. • W językach Pascalo-podobnych jest to słowo kluczowe var. • W innych językach (np. IDL CORBA) są to słowa kluczowe inout oraz out; drugie z nich oznacza, że komunikowany obiekt (zmienna) może nie być zainicjowany, wobec czego nie wolno go czytać. • Dla symetrii, w takich systemach wołanie przez wartość oznacza się słowem kluczowym in. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 9 czerwiec 2004 Ścisłe wołanie przez wartość (strict-call-by-value) W technice tej nie występuje zróżnicowanie na wołanie przez wartość i wołanie przez referencję. Jeżeli komunikowana jest wartość, to jest ona przekazywana do ciała procedury tak jak w wołaniu przez wartość. Jeżeli komunikowana jest referencja (pointer), to bez żadnych zmian przekazywany jest on do wnętrza procedury, tak jak w wołaniu przez referencję. Przykładem zastosowania tej techniki jest język C. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 10 czerwiec 2004 Wołanie poprzez wartość ze zwrotem (call-by-value-return) Wołanie poprzez referencję, w którym wewnątrz ciała procedury tworzy się lokalną kopię obiektu (zmiennej), którego referencja jest przekazana jako parametr. Wszelkie operacje na parametrze wewnątrz ciała procedury następują na tej lokalnej kopii, a nie na oryginalnej zmiennej (różnica z wołaniem przez referencję). W momencie zakończenia procedury wartość tego lokalnego obiektu podstawia się z powrotem na obiekt, którego referencja jest przekazana jako parametr. Technika ma duże znaczenie w systemach rozproszonych, gdzie komunikowana referencja może dotyczyć obiektu znajdującego się poza przestrzenią adresową pamięci operacyjnej danego komputera. Technika nie jest w pełni semantycznie „czysta”, gdyż umożliwia nałożenie się dwóch lub więcej aktualizacji w ramach tego samego programu. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 11 czerwiec 2004 Wołanie poprzez nazwę (call-by-name) Technika przekazywania parametrów (po raz pierwszy zastosowana w języku Algol-60) polegająca na tym, że parametru nie oblicza się w momencie wołania metody/procedury, ale przekazuje się go w postaci kodu (tekstu) wyrażenia będącego parametrem aktualnym. Tekst ten zastępuje wszystkie wystąpienia parametru formalnego w ciele metody/procedury (parametr jest traktowany jak makro). Specyfiką tej techniki jest to, że środowisko, w którym taki parametr jest ewaluowany, jest środowiskiem wywołania tej metody/procedury, a nie jej środowiskiem lokalnym (co jest konieczne z semantycznego punktu widzenia); Technika nie jest semantycznie „czysta” - może powodować efekt, w którym obliczane wartości parametru w poszczególnych miejscach ciała metody/procedury nie są identyczne ze względu na zmianę stanu. Technika ta jest powszechnie stosowana w przypadku parametrów makr. • Może mieć również znaczenie dla technik optymalizacyjnych (optymalizacji zapytań) opartych na przepisywaniu (rewriting). © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 12 czerwiec 2004 Wołanie poprzez potrzebę (call-by-need) Technika przekazywania parametrów określana także jako leniwa ewaluacja (lazy evaluation). Oznacza opóźnienie wyliczania wartości parametru aktualnego do momentu, kiedy będzie on rzeczywiście potrzebny wewnątrz ciała metody/procedury. Parametr jest ewaluowany tylko raz (różnica z wołaniem przez nazwę), w środowisku wywołania metody/procedury. Technika ma na celu optymalizację czasu wykonywania i może być kombinowana z innymi metodami (call-by-value, call-by-reference, itd.). Podobnie do wołania przez nazwę, technika ta nie jest semantycznie „czysta”, gdyż może prowadzić do efektu, w którym wartość wyliczonego parametru jest inna niż wartość, która byłaby wyliczona w momencie wołania metody/procedury. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 13 czerwiec 2004 Procedury w SBQL Przyjmiemy następującą składnię deklaracji procedury (nie uwzględniającą kontroli typologicznej): procedura ::= procedure nazwaProc {instrukcje} procedura ::= procedure nazwaProc( ) {instrukcje} procedura ::= procedure nazwaProc ( parFormalne) {instrukcje} nazwaProc ::= nazwa parFormalne ::= parFormalny | parFormalny; parFormalne parFormalny ::= nazwa | in nazwa | out nazwa instrukcja ::= return [zapytanie] Wywołanie procedury: instrukcja ::= nazwaProc | nazwaProc( ) | nazwaProc ( parAktualne ) zapytanie ::= nazwaProc | nazwaProc( ) | nazwaProc ( parAktualne ) parAktualne ::= parAktualny | parAktualny ; parAktualne parAktualny ::= zapytanie © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 14 czerwiec 2004 Semantyka procedur (1) Nie rozróżniamy procedur właściwych i procedur funkcyjnych. Procedura funkcyjna musi zawierać wewnątrz instrukcję return, z parametrem będącym zapytaniem. • Instrukcja ta kończy działanie procedury. • Taka procedura może być wywołana jako zapytanie. • Jeżeli procedura funkcyjna jest wywołana jako instrukcja (poza zapytaniem), wówczas zwracany przez nią wynik jest ignorowany. • Jeżeli napotkana instrukcja return nie ma parametru w postaci zapytania, to jej wykonanie kończy działanie procedury, ale nic ona nie zwraca (wobec czego nie jest procedurą funkcyjną). Przyjęliśmy, że formalne parametry procedury mogą być pozbawione kwalifikatora; wówczas oznacza to ścisłe wołanie przez wartość (strictcall-by-value). Kwalifikator in oznacza zwykłe wołanie przez wartość, zaś kwalifikator out oznacza wołanie przez referencję. • Semantyka tych metod transmisji parametrów zostanie objaśniona dalej. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 15 czerwiec 2004 Semantyka procedur (2) Istotne jest jak i gdzie procedura będzie zapamiętana. Najczęstszym rozwiązaniem jest uwzględnienie deklaracji procedury w środowisku rozwoju oprogramowania. • Miejsce ulokowania procedury wynika wtedy z innych czynników, np. miejscem jest moduł lub klasa, jeżeli dana procedura jest składową kodu źródłowego tego modułu lub klasy. W przypadku baz danych procedury są bytami pierwszej kategorii programistycznej, wobec tego mogą być potrzebne specjalne udogodnienia administracyjne dla ich tworzenia, wstawiania w odpowiednie miejsce składu obiektów, kompilowania, usuwania, zabezpieczania, optymalizacji, itd. W systemie Loqis przyjęliśmy, że procedury są składowymi modułów źródłowych lub klas, które po kompilacji stają się modułami lub klasami bazy danych. Procedury takie mogą być przenoszone pomiędzy modułami lub klasami poprzez instrukcję insert. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 16 czerwiec 2004 Gzie procedurę można zapamiętać? Procedurę można zapamiętać w dowolnym środowisku składu obiektów, w szczególności: • W bazie danych po stronie serwera na najwyższym poziomie hierarchii obiektów. • W środowisku lokalnym sesji użytkownika, po stronie klienta, czyli programu aplikacyjnego i środowiska jego wykonania. • Wewnątrz dowolnego obiektu, w szczególności, modułu bazy danych, o ile takie pojęcie będzie wprowadzone. • Wewnątrz klasy, zarówno umieszczonej po stronie serwera bazy danych, jak i po stronie aplikacji klienta. Umieszczenie procedury wewnątrz klasy powoduje, że staje się ona tym, co powszechnie jest określane w obiektowości jako „metoda”. • Wewnątrz specjalnej biblioteki procedur po stronie serwera, lub pewnej struktury takich bibliotek. Zależnie od miejsca umieszczenia procedur w składzie, bindery zawierające referencje do procedur i ich nazwy muszą być umieszczone w odpowiednich sekcjach stosu ENVS. • W ten sposób nazwy procedur będą dostępne do wiązania. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 17 czerwiec 2004 Semantyka wywołania procedur (1) Najpierw wiąże się jej nazwę występującą w zapytaniu/programie na stosie ENVS. Wynikiem jest referencja do procedury. Następuje uruchomienie procedury, czego skutkiem jest pojawienie się na stosie ENVS sekcji z binderami (zwanej zapisem aktywacyjnym). Zapis aktywacyjny zawiera trzy rodzaje bytów: • bindery aktualnych parametrów procedury; • bindery do lokalnych obiektów procedury; • ślad powrotu, umożliwiający przekazanie sterowania do kodu wywołującego procedurę po zakończeniu jej działania. Ślad ten w tym kroku jest wstawiany do zapisu aktywacyjnego. Jeżeli procedura była umieszczona wewnątrz klasy (tj. była metodą), to poniżej zapisu aktywacyjnego umieszcza się sekcję z binderami do wszystkich prywatnych własności tej klasy. Następuje ewaluacja zapytań będących parametrami procedury; wynik tej ewaluacji znajduje się na QRES. Po ewaluacji parametrów tworzy się z nich bindery i wstawia do sekcji ENVS zawierającej zapis aktywacyjny procedury. Parametry te usuwa się z QRES. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 18 czerwiec 2004 Semantyka wywołania procedur (2) Jeżeli procedura miała zadeklarowane obiekty, to są one tworzone w składzie, zaś ich bindery są umieszczone wewnątrz zapisu aktywacyjnego. Sterowanie jest przekazywane do ciała procedury. Przy wiązaniu nazw wewnątrz ciała procedury wszystkie sekcje procedur, które wywołały bezpośrednio lub pośrednio daną procedurę (wraz z towarzyszącymi im sekcjami obiektów, zapytań, klas, itd.) są niedostępne do wiązania. Jeżeli sterowanie osiągnie końcowy nawias ciała procedury, lub napotka instrukcję return, to procedura kończy swoje działanie. • Jeżeli instrukcja return miała parametr w postaci zapytania, to ewaluuje się je w środowisku tej procedury, jak zwykle. • Wynik, jak zwykle, znajdzie się na wierzchołku QRES jako wynik działania procedury funkcyjnej. Zakończenie działania procedury oznacza zdjęcie ze stosu wszystkich sekcji, które były tam włożone w momencie jej startu, usunięcie zadeklarowanych lub utworzonych lokalnych obiektów, oraz powrót sterowania do programu wywołującego, zgodnie ze śladem powrotu. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 19 czerwiec 2004 Przykład procedury (1) Procedura ZmieńDział zmienia dział dla pracowników komunikowanych jako parametr P na dział komunikowany jako parametr D. procedure ZmieńDział( P; out D ) { delete Dział.Zatrudnia where Prac P; for each P as p do { p.PracujeW := ref D insert D, create ref p as Zatrudnia }} Wywołanie procedury: przenieś wszystkich analityków do działu kierowanego przez Nowaka: ZmieńDział( Prac where Stan = ”analityk”; Dział where (Szef.Prac.Nazwisko) = ”Nowak” ) Jeżeli system respektowałby automatyczną aktualizację bliźniaczych pointerów (PracujeW i Zatrudnia), to procedura zostałaby uproszczona: procedure ZmieńDział( P; out D ) { for each P do PracujeW := ref D }} © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 20 czerwiec 2004 Przykład procedury (2) Procedura funkcyjna MałoZarabiający zwraca nazwisko, zarobek i nazwę działu dla pracowników określonych stanowisk zarabiających mniej niż średnia. Wynik jest strukturą z nazwami N, Z, D. procedure MałoZarabiający ( in Stanowiska ) { create avg( Prac.Zar ) as Średnia; create ref (Prac where Stan Stanowiska and Zar < Średnia) as Mało; return Mało.Prac.( Nazwisko as N, Zar as Z, (PracujeW.Dział.Nazwa) as D) }; • Podaj nazwiska i zarobek dla mało zarabiających piekarzy i stolarzy z działu produkcji. (MałoZarabiający( bag(”piekarz”,”stolarz”)) where D = ”produkcja”). (N, Z) • Podwyższ o 100 zarobek wszystkim mało zarabiającym programistom z działu konserwacji. for each MałoZarabiający( ”programista”) ) where D = ”Konserwacja” do Z := Z+100; © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 21 czerwiec 2004 Procedury funkcyjne a perspektywy (1) Procedura BogatyPrac zwraca informacje o pracownikach, który zarabiają brutto co najmniej 3000. Informacja zawiera nazwisko pracownika jako Nazwisko, nazwisko jego szefa jako Szef oraz zarobek netto jako Zarobek. procedure BogatyPrac { return (Prac where Zar 3000). ( Nazwisko as Nazwisko, (PracujeW.Dział.Szef.Prac.Nazwisko) as Szef, ZarNetto() as Zarobek) }; Nazwiska i zarobki netto bogatych pracowników pracujących dla Wilickiego: (BogatyPrac where Szef = „Wilicki”) . (Nazwisko, Zarobek) • Procedura BogatyPrac została użyta w taki sposób, że użytkownik może rozumieć nazwę BogatyPrac jako nazwę obiektów posiadających trzy atrybuty: Nazwisko, Szef i Zarobek. • Są to obiekty „wirtualne”, istniejące w postaci definicji (i w wyobraźni programisty), ale nieobecne w składzie danych. Procedura BogatyPrac przypomina więc pojęcie z baz danych znane jako perspektywa (view). © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 22 czerwiec 2004 Procedury funkcyjne a perspektywy (2) Jeżeli pominąć drugorzędne opcje, to klasyczne perspektywy np. w SQL są procedurami funkcyjnymi zapamiętanymi w bazie danych. • Ten fakt do dzisiaj nie dotarł do powszechnej świadomości społeczności baz danych. Pozytywne konsekwencje tego założenia: • Moc obliczeniowa i moc pragmatyczna takich perspektyw jest nieograniczona. • Semantyka oparta na stosie środowiskowym jest przygotowana do rekurencji. • Perspektywy mogą posiadać parametry w postaci dowolnych zapytań. • Wirtualne obiekty są automatycznie podłączone do klas, o ile funkcja zwróci referencje do obiektów tych klas. • Automatycznie dostarczone są środki do aktualizacji perspektyw, gdyż procedury mogą zwrócić referencje do obiektów, atrybutów, itd. Ostatni punkt wymaga dłuższej dyskusji: ze względu na aktualizację wyraźnie musimy rozróżnić procedury funkcyjne i perspektywy. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 23 czerwiec 2004 Aktualizacja wirtualnych obiektów Dotychczasowy wysiłek badawczy związany z aktualizacją witalnych obiektów dotyczył dodatkowych ograniczeń na definicje perspektyw i ich aktualizacje, aby zapobiec anomaliom aktualizacyjnym. Dla perspektyw obiektowych te ograniczenia są tak silne, że praktycznie nie zezwalają na tworzenie czegokolwiek sensownego. Przyjmiemy następującą filozofię. • Jeżeli programista lub projektant definiuje funkcję, to powinien być w pełni świadomy, że jest to funkcja, a nie perspektywa. • Jeżeli mimo tej świadomości decyduje się na aktualizację poprzez referencje zwracane przez tę funkcję, to wolno mu to zrobić, ale ponosi za to odpowiedzialność. • Nie dopuszczamy w tym względzie żadnych protez, w rodzaju ograniczeń znanych z systemu Oracle Jeżeli programista chce, aby funkcja była perspektywa o pełnych walorach przezroczystości, wówczas musi stworzyć taką perspektywę explicite, według koncepcji, która będzie przedstawiona w następnym semestrze. Koncepcja ta rozwiązuje problem aktualizacji perspektyw. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 24 czerwiec 2004 Metody w SBQL Metoda jest procedurą umieszczoną wewnątrz klasy i traktowaną jako inwariant obiektów będących członkami tej klasy. • Metoda w SBQL jest zawsze wywoływana w kontekście obiektu, na którym działa; ten kontekst jest określony poprzez umieszczenie binderów do własności obiektu na stosie ENVS i następnie wywołanie metody. Metoda ZarobekNetto umieszczona wewnątrz klasy Pracownik zwraca zarobek netto dla pracownika, obliczając go według pewnej formuły: procedure ZarNetto { if exists(self.Zar) then { return (if self.Zar < 500 then self.Zar else if self.Zar < 1000 then 0.8 * (self.Zar - 500) + 500 else 0.7 * (self.Zar - 1000) + 900);} else return 0; }; • Wywołania metody: Podaj pracowników z zarobkiem netto mniejszym od 1000: Prac where ZarNetto < 1000 Podaj średnią zarobków netto, z wyłączeniem pracowników, dla których funkcja ZarNetto zwróci 0. avg((Prac where ZarNetto > 0).ZarNetto) © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 25 czerwiec 2004 Wyróżniona nazwa self (this) W przykładzie wykorzystaliśmy nazwę self zwracającą referencję do aktualnie przetwarzanego obiektu. Tego rodzaju predefinowana nazwa (self, this, itp.) występuje w większości obiektowych języków programowania. W naszym przypadku nie jest ona niezbędna. Z technicznego punktu widzenia, wszystkie bindery do wewnętrznych własności przetwarzanego obiektu znajdują się w odpowiedniej sekcji ENVS. Istnieją powody, dla których taką nazwę warto wprowadzić: • Modelowanie pojęciowe: nazwa self pozwala programiście widzieć wyraźnie w kodzie metody wszystkie odwołania do przetwarzanego obiektu. • W niektórych sytuacjach (np. porównanie referencji) referencja do przetwarzanego obiektu ułatwia napisanie metody. Z drugiej strony, jak zwykle w przypadku predefiniowanych nazw, w niektórych sytuacjach predefinowana nazwa self może prowadzić do niejednoznaczności i wymagać większej uwagi od programisty, szczególnie w przypadku zmian już napisanego kodu. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 26 czerwiec 2004 Jak wprowadzić nazwę self: • Taka nazwa mogłaby się przydać również w innych kontekstach. Nazwę self wprowadzimy poprzez poprawienie funkcji nested. Jeżeli argumentem tej funkcji jest pojedyncza referencja r do obiektu, który jest podłączony do klasy, to wynik tej funkcji, oprócz binderów do pod-obiektów tego obiektu, zawierać będzie binder self(r). Sytuacja na ENVS w momencie przetwarzania metody ZarNetto dla obiektu posiadającego identyfikator i4 . Klasa Osoba Klasa Prac i4 Prac i5 Nazwisko ”Nowak” i6 RokUr i7 NrP 1944 8897865 i8 Stan "referent" i9 Zar 2500 i10 PracujeW Skład © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 27 Lokalna sekcja wywołania metody ZarNetto Bindery do prywatnych własności klasy Prac Sekcja przetwarzanego obiektu: self(i4), Nazwisko(i5), RokUr(i6), NrP(i7), Stan(i8), Zar(i9), PracujeW(i10) Bindery do publicznych własności klasy Prac: ZmieńZar(..), ZarNetto(..),... Bindery do publicznych własności klasy Osoba: Wiek(..),... ....... Sekcja sesji użytkownika Sekcja bazy danych: Osoba(..), Osoba(..), ..., Prac(..), Prac(..), ..., Dział(..), Dział(..) Sekcja globalnych funkcji bibliotecznych Sekcja zmiennych i funkcji środowiska komputerowego Stos ENVS czerwiec 2004 Rozszerzenie SBQL w modelu M3 Model M3 wprowadza listy eksportowe dzielące własności obiektów i klas na publiczne i prywatne. Własności prywatne zarówno klasy K, jak i obiektów klasy K, są dostępne wyłącznie z wnętrza ciała metod (publicznych i prywatnych) klasy tej samej K. • Można to prosto zrealizować poprzez odpowiednie ustawienie sekcji stosu oraz poprawkę do funkcji nested. • Niech iK będzie identyfikatorem obiektu klasy K posiadającej listę eksportową exportK. • Lista ta zawiera nazwy własności klasy i obiektów tej klasy dostępnych publicznie. • Funkcje nested_private oraz nested_public zmieniają definicję funkcji nested uwzględniając listę eksportową: nested_private(iK ) = {n(x) : n(x) nested(iK ) and n exportK} nested_public(iK ) = {n(x) : n(x) nested(iK ) and n exportK} Dla argumentów nie będących identyfikatorami obiektów funkcje te są identyczne z funkcją nested. • Funkcje te podobnie jak poprzednio rozszerzamy na dowolne struktury. © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 28 czerwiec 2004 Operator niealgebraiczny w modelu M3 Rozpatrzmy zapytanie q1 q2, gdzie jest operatorem nie-algebraicznym. • Niech eval(q1) zwróci bag{ r1, r2,...}, gdzie r1, r2,... są referencjami do obiektów będących członkami klasy K1, która jest pod-klasą K2, która jest pod-klasą K3. • Wiązana jest nazwa m występująca w q2, m nie jest nazwą metody. • W takim przypadku sytuacja przypomina model M1, ale: • Wykorzystana jest w tej sytuacji funkcja nested_public, zaś kolejne stany stosu ENVS przy przetwarzaniu ri są następujące: nested_public(ri) Sekcje wkładane przy przetwarzaniu ri przez operator θ Koniec przetwarzania ri przez q2 nested_public(iK1) nested_public(iK2) nested_public(iK3) Poprzedni stan ENVS © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 29 Poprzedni stan ENVS Poprzedni stan ENVS czerwiec 2004 Przetwarzanie metod w M3 Sytuacja jest nieco bardziej złożona, gdy wiązana jest nazwa m występująca w q2 i m jest nazwą metody. Na stos ENVS muszą być również włożone prywatne własności klasy, do której należy metoda m oraz prywatne własności obiektu przetwarzanego przez tę metodę (którego referencja jest zwrócona przez q1). Wywołanie metody m Sekcje wkładane przy wywołaniu metody m Lokalne środowisko metody m nested_private(ri) nested_private(iK2) Operator θ Poprzedni stan ENVS Koniec działania metody m nested_public(ri) nested_public(ri) nested_public(ri) nested_public(iK1) nested_public(iK1) nested_public(iK1) nested_public(iK2) nested_public(iK2) nested_public(iK2) nested_public(iK3) nested_public(iK3) nested_public(iK3) Poprzedni stan ENVS Poprzedni stan ENVS Poprzedni stan ENVS © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 30 Koniec przetwarzania ri przez q2 Poprzedni stan ENVS czerwiec 2004 Schemat bazy danych w modelu M3 Plus oznacza własność publiczną, minus oznacza własność prywatną. Osoba[0..*] + Nazwisko - RokUr + Wiek Prac[0..*] + PracujeW - Zar + ZmieńZar + ZarNetto © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 31 + Zatrudnia[0..*] Dział[0..*] + Nazwa + Budżet czerwiec 2004 Poprawne i niepoprawne konstrukcje w M3 Prac where Nazwisko = „Nowak” Osoba where RokUr < 1975 (Prac where Nazwisko = „Nowak”).Zar (Prac where Nazwisko = „Nowak”).Wiek procedure Wiek { return BieżącyRok – RokUr } procedure ZmieńZar( nowy ) { self.Zar := nowy } Poprawna Błędna Błędna Poprawna Poprawna Poprawna procedure ZarNetto( ) { return if RokUr > 1955 then 0.9 * Zar else 0.8 * Zar } Błędna procedure ZarNetto( ) return if Nazwa = “Marketing” then 0.9 * self.Zar ... Prac where Dział (Budżet > 100 * ZarNetto) Błędna © K.Subieta. Obiektowe języki zapytań 14, Folia 32 else 0.8 * self.Zar } czerwiec 2004
