Yansıma (bilgisayar programlama) - Reflection (computer programming)

İle karıştırılmaması gereken Yansıma (bilgisayar grafikleri).
Programlama paradigmaları

İçinde bilgisayar Bilimi, yansıma programlama yeteneğidir süreç incelemek, iç gözlem ve kendi yapısını ve davranışını değiştirebilir.[1]

Tarihsel arka plan

İlk bilgisayarlar kendi yerellerinde programlandı montaj dilleri Bu orijinal mimariler, talimatları veri olarak tanımlayarak ve bunları kullanarak programlanabildiğinden, doğası gereği yansıtıcı olan kendi kendini değiştiren kod. Programlama, derlenmiş üst düzey dillere taşınırken, örneğin Algol, COBOL, ve Fortran (ama aynı zamanda Pascal ve C ve diğer birçok dilde), bu yansıtıcı yetenek, tür sistemlerine yansıyan programlama dilleri ortaya çıkana kadar büyük ölçüde ortadan kalktı.[kaynak belirtilmeli ]

Brian Cantwell Smith 1982 doktora tezi[2][3] prosedürelde hesaplamalı yansıma kavramını tanıttı Programlama dilleri ve kavramı meta-döngüsel yorumlayıcı bileşeni olarak 3-Lisp.

Kullanımlar

Yansıma, programcıların verileri görüntülemek, farklı veri biçimlerini işlemek ve gerçekleştirmek için genel yazılım kitaplıkları oluşturmasına yardımcı olur. serileştirme veya iletişim için verilerin serileştirilmesinden çıkarılması veya kapsayıcılar veya iletişim patlamaları için verilerin paketlenmesi ve ayrıştırılması.

Yansımanın etkili kullanımı neredeyse her zaman bir plan gerektirir: Bir tasarım çerçevesi, kodlama açıklaması, nesne kitaplığı, bir veritabanı haritası veya varlık ilişkileri.

Yansıma, bir dili ağ yönelimli koda daha uygun hale getirir. Örneğin, kütüphaneleri serileştirme, gruplama ve çeşitli veri formatları için etkinleştirerek Java gibi dillerin ağlarda iyi çalışmasına yardımcı olur. Düşüncesiz diller (ör. C ) yardımcı derleyiciler kullanmak zorunda, ör. için Soyut Sözdizimi Gösterimi, serileştirme ve paketlemeye yönelik kod üretmek için.

Yansıma, çalışma zamanında program çalışmasını gözlemlemek ve değiştirmek için kullanılabilir. Yansımaya yönelik bir program bileşeni, bir kod kapsamının yürütülmesini izleyebilir ve bu kapsamla ilgili istenen bir hedefe göre kendisini değiştirebilir. Bu, genellikle çalışma zamanında dinamik olarak program kodu atanarak gerçekleştirilir.

Gibi nesne yönelimli programlama dillerinde Java yansıma izin verir muayene derleme zamanında arabirimlerin, alanların, yöntemlerin adlarını bilmeden çalışma zamanında sınıflar, arabirimler, alanlar ve yöntemler. Ayrıca sağlar örnekleme yeni nesnelerin ve çağrı yöntemlerin.

Yansıma genellikle bir parçası olarak kullanılır yazılım testi çalışma zamanı oluşturma / örnekleme gibi sahte nesneler.

Düşünme, aynı zamanda, metaprogramlama.

Gibi bazı nesne yönelimli programlama dillerinde C # ve Java, yansıma baypas etmek için kullanılabilir üye erişilebilirliği kurallar. C # -özellikler için bu, doğrudan kamuya açık olmayan bir mülkün (genellikle görünmez) destek alanına yazılarak elde edilebilir. Herkese açık olmayan sınıf ve tür yöntemlerini bulmak ve bunları manuel olarak çağırmak da mümkündür. Bu, proje içi dosyalar ve harici kitaplıklar (.Net-assemblies ve Java-arşivleri) için çalışır.

Uygulama

Yansımayı destekleyen bir dil, çalışma zamanında mevcut olan ve aksi takdirde daha düşük seviyeli bir dilde gerçekleştirilmesi zor olan bir dizi özellik sağlar. Bu özelliklerden bazıları şunları yapma yetenekleridir:

  • Kaynak kod yapılarını keşfedin ve değiştirin (kod blokları, sınıflar, yöntemler, protokoller vb.) birinci sınıf nesneler işlem esnasında.
  • Dönüştür a dizi Bir sınıfın veya işlevin sembolik adını, o sınıf veya işleve bir başvuru veya çağrıyla eşleştirme.
  • Bir dizeyi çalışma zamanında bir kaynak kodu ifadesiymiş gibi değerlendirin.
  • Bir programlama yapısı için yeni bir anlam veya amaç vermek üzere dilin bayt kodu için yeni bir yorumlayıcı oluşturun.

Bu özellikler farklı şekillerde uygulanabilir. İçinde MOO yansıma, günlük programlama deyiminin doğal bir parçasını oluşturur. Fiiller (yöntemler) çağrıldığında, çeşitli değişkenler fiil (çağrılan fiilin adı) ve bu (fiilin çağrıldığı nesne), çağrının bağlamını vermek için doldurulur. Güvenlik, genellikle arayan yığınına programlı olarak erişilerek yönetilir: arayanlar() mevcut fiilin nihayetinde çağrıldığı yöntemlerin bir listesidir, arayanlar() [0] (orijinal kullanıcı tarafından çağrılan komut) fiilin kendisini yetkisiz kullanıma karşı korumasına izin verir.

Derlenen diller, kaynak kodu hakkında bilgi sağlamak için çalışma zamanı sistemlerine güvenir. Derlenmiş Amaç-C çalıştırılabilir, örneğin, yürütülebilir dosyanın bir bloğundaki tüm yöntemlerin adlarını kaydeder ve programda derlenen temel yöntemlerle (veya bu yöntemler için seçicilerle) bunlara karşılık gelen bir tablo sağlar. İşlevlerin çalışma zamanında oluşturulmasını destekleyen derlenmiş bir dilde, örneğin Ortak Lisp, çalışma zamanı ortamı bir derleyici veya yorumlayıcı içermelidir.

Yansıtma, yerleşik yansıtma olanaklarına sahip olmayan diller için bir program dönüşümü otomatik kaynak kodu değişikliklerini tanımlama sistemi.

Örnekler

Aşağıdaki kod parçacıkları bir örnek foo nın-nin sınıf Foo ve onu çağır yöntem PrintHello. Her biri için Programlama dili normal ve yansımaya dayalı arama dizileri gösterilir.

C #

Aşağıdaki bir örnektir C #:

// YansımasızFoo foo = yeni Foo();foo.PrintHello();// YansımalıNesne foo = Aktivatör.CreateInstance("complete.classpath.and.Foo");MethodInfo yöntem = foo.GetType().GetMethod("PrintHello");yöntem.Çağırmak(foo, boş);

Delphi

Bu Delphi örnek, bir TFoo sınıf adı verilen bir birimde açıklandı Ünite 1:

kullanır RTTI, Ünite 1;prosedür Yansıma olmadan;var  Foo: TFoo;başla  Foo := TFoo.Oluşturmak;  Deneyin    Foo.Merhaba;  en sonunda    Foo.Bedava;  son;son;prosedür WithReflection;var  RttiContext: TRttiContext;  RttiType: TRttiInstanceType;  Foo: TObject;başla  RttiType := RttiContext.FindType('Unit1.TFoo') gibi TRttiInstanceType;  Foo := RttiType.GetMethod('Oluşturmak').Çağırmak(RttiType.MetaclassType, []).AsObject;  Deneyin    RttiType.GetMethod('Merhaba').Çağırmak(Foo, []);  en sonunda    Foo.Bedava;  son;son;

eC

Aşağıdaki bir örnektir eC:

// YansımasızFoo foo { };foo.Merhaba();// YansımalıSınıf fooClass = eSystem_FindClass(__thisModule, "Foo");Örnek foo = eInstance_New(fooClass);Yöntem m = eClass_FindMethod(fooClass, "Merhaba", fooClass.modül);((geçersiz (*)())(geçersiz *)m.işlevi)(foo);

Git

Aşağıdaki bir örnektir Git:

ithalat "yansıtmak"// Yansımasızf := Foo{}f.Merhaba()// YansımalıfT := yansıtmak.Bir çeşit(Foo{})fV := yansıtmak.Yeni(fT)m := fV.MethodByName("Merhaba")Eğer m.IsValid() {    m.Telefon etmek(sıfır)}

Java

Aşağıdaki bir örnektir Java:

ithalat java.lang.reflect.Method;// YansımasızFoo foo = yeni Foo();foo.Merhaba();// YansımalıDeneyin {    Nesne foo = Foo.sınıf.newInstance();    Yöntem m = foo.getClass().getDeclaredMethod("Merhaba", yeni Sınıf<?>[0]);    m.çağırmak(foo);} tutmak (ReflectiveOperationException yok sayıldı) {}

Amaç-C

Aşağıdaki bir örnektir Amaç-C ya da OpenStep veya Temel Kiti çerçeve kullanılır:

// Foo sınıfı.@arayüz Foo : NSObject- (geçersiz)Merhaba;@son// Bir Foo örneğine yansıma olmadan "merhaba" gönderme.Foo *obj = [[Foo tahsis etmek] içinde];[obj Merhaba];// Yansımalı bir Foo örneğine "merhaba" gönderme.İD obj = [[NSClassFromString(@ "Foo") tahsis etmek] içinde];[obj performSelector: @selector(Merhaba)];

Perl

Aşağıdaki bir örnektir Perl:

# Düşünmedenbenim $ foo = Foo->yeni;$ foo->Merhaba;# veyaFoo->yeni->Merhaba;# Yansımaylabenim $ sınıf = "Foo"benim $ yapıcı = "yeni";benim $ yöntem = "Merhaba";benim $ f = $ sınıf->$ yapıcı;$ f->$ yöntem;# veya$ sınıf->$ yapıcı->$ yöntem;# eval iledeğerlendirme "yeni Foo-> merhaba;";

PHP

Aşağıdaki bir örnektir PHP:

// Yansımasız$ foo = yeni Foo();$ foo->Merhaba();// Yansımalı, Reflections API kullanarak$ reflektör = yeni Yansıma Sınıfı('Foo');$ foo = $ reflektör->newInstance();$ merhaba = $ reflektör->getMethod('Merhaba');$ merhaba->çağırmak($ foo);

Python

Aşağıdaki bir örnektir Python:

# Düşünmedenobj = Foo()obj.Merhaba()# Yansımaylaobj = küreseller()["Foo"]()getattr(obj, "Merhaba")()# Eval iledeğerlendirme("Foo (). Merhaba ()")

R

Aşağıdaki bir örnektir R:

# Yansıma olmadan, foo () 'nun "merhaba" yöntemine sahip bir S3 türü nesne döndürdüğünü varsaymakobj <- foo()Merhaba(obj)# Yansımaylasınıf <- "foo"the.method <- "Merhaba"obj <- do.call(sınıf, liste())do.call(the.method, bir liste(obj))

Yakut

Aşağıdaki bir örnektir Yakut:

# Düşünmedenobj = Foo.yeniobj.Merhaba# Yansımaylasınıf adı = "Foo"method_name = :Merhabaobj = Nesne.const_get(sınıf adı).yeniobj.göndermek method_name# Eval iledeğerlendirme "Foo.new.hello"

Xojo

Aşağıdaki, kullanılan bir örnektir Xojo:

DüşünmedenKarart fooInstance Gibi Yeni FoofooInstance.PrintHelloYansımaylaKarart classInfo Gibi İçgözlem.Tip bilgisi = GetTypeInfo(Foo)Karart inşaatçılar() Gibi İçgözlem.ConstructorInfo = classInfo.GetConstructorsKarart fooInstance Gibi Foo = inşaatçılar(0).ÇağırmakKarart yöntemler() Gibi İçgözlem.MethodInfo = classInfo.GetMethodsİçin Her biri m Gibi İçgözlem.MethodInfo İçinde yöntemler  Eğer m.İsim = "PrintHello" Sonra    m.Çağırmak(fooInstance)  Son EğerSonraki

Ayrıca bakınız

Referanslar

Alıntılar

  1. ^ Jacques Malenfant ve diğerleri tarafından Davranışsal Yansıma ve Uygulanması üzerine bir Eğitim (PDF), bilinmiyor, arşivlendi orijinal (PDF) 21 Ağustos 2017, alındı 23 Haziran 2019
  2. ^ Brian Cantwell Smith, Programlama Dillerinde Prosedürel Yansıtma, Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Bölümü, Massachusetts Institute of Technology, PhD tezi, 1982.
  3. ^ Brian C. Smith. Prosedürel bir dilde yansıma ve anlambilim Arşivlendi 2015-12-13 Wayback Makinesi. Teknik Rapor MIT-LCS-TR-272, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, Ocak 1982.

Kaynaklar

daha fazla okuma

  • Ira R. Forman ve Nate Forman, Eylemde Java Yansıması (2005), ISBN  1-932394-18-4
  • Ira R. Forman ve Scott Danforth, Metasınıfları Çalışmaya Başlatma (1999), ISBN  0-201-43305-2

Dış bağlantılar