ELSE

SWAP

THEN

N @

ROLL

LOOP

LOOP

(Вывод массива для просмотра)

N @

1

DO

.

LOOP

7. Определяющие слова

Тип данных это не только указание на необходимый объём памяти, но и перечень допустимых операций. Эти самые допустимые операции выглядят так очевидно, что наверное не сразу возникает идея, что допустимые операции также можно определять.

Конечно, те операции, которые приклеиваются к базовым типам, реализуются разработчиком компилятора и они для изменения недоступны, и конечно, нельзя допустить, чтобы программист - пользователь компилятора имел возможность менять код компилятора, но операцию можно реализовать и средствами самого языка высокого уровня. Это будет почти та же самая процедура или функция языка, с той лишь разницей, что она будет жёстко привязана к конкретным данным. Если таким образом к стандартному типу данных (такому как мы рассматривали в первой лекции) добавить набор процедур и функций, то получится совершенно новая языковая структура именуемая объектом. Объект хорошо тем, что в нём полностью описывается всё, что нужно для понимания его смысла, обработки, размещения в памяти, поэтому программа, построенная из объектов, становится более понятной и более прозрачной для восприятия. Такой подход широко распространён. Это сейчас называется объектным программированием, а язык Форт - это один из первых языков, где прозвучала идея объектного программирования. Правда в Форте нет терминов используемых ныне: объект, класс, инкапсуляция и т.д., но ведь это одна из первых попыток! А теперь перейдём к Форту.

Определяющее слово Форта выполняет две функции: во-первых, определяет понятие (резервирует память, указывает, откуда брать значения и т.д.) и, во-вторых, определяет действия, которые можно выполнять над определёнными понятиями. В соответствии с этим двумя функциями определяющее слово состоит из двух составляющих частей: создающей и исполняемой.

Синтаксис определяющего слова

CREATE > СОЗДАВАЕМАЯ ЧАСТЬ

DOES > ИСПОЛНЯЕМАЯ ЧАСТЬ

Рассмотрим в качестве примера определение понятия вектор. При создании вектора будем указывать размер (число элементов), а при обращении к нему - индекс элемента, в результате чего получается адрес данного элемента. Этот адрес можно разыменовать и получить значение элемента или можно заслать по этому адресу новое значение. Если желательно контролировать правильность индекса при обращении к вектору, то определение может выглядеть так:

; Вектор CREATE DUP , 2*ALLOT

DOES >

OVER 1- OVERU< (Проверка индекса)

IFSWAP 2 * + EXITTHEN

. "Ошибка в индексе"

Рассмотрим, как работает данное определение при создании вектора 10 вектор Х.

Создающая часть компилирует размер вектора и вслед за этим отводит память на 10*2 байт. Таким образом, в словаре для вектора Х отводится размером 22 байта, в первых двух байтах хранится число 10 - размер вектора. При обращении к вектору Х на стеке должно находиться значение индекса. Слово DOES> кладёт сверху адрес области сформированной создающей частью, после чего работает исполняющая часть определения. Проверив, что индекс лежит в диапазоне между 1 и 10, она оставляет на стёке адрес, равный начальному адресу области плюс I*2 то есть адрес I - го элемента вектора, если считать, что элементы располагаются в зарезервированной области подряд. Если окажется, что индекс не положителен или больше числа элементов, то будет напечатано сообщение "Ошибка в индексе" и исполнение закончится через слово ABORT.

Заключение

Вспомним, что первые компьютеры обладали очень ограниченной памятью. Это было так не только из-за дороговизны оперативной памяти и даже не столько из-за неё, сколько из-за ограниченной возможности процессора адресовать память. Разрядность процессора налагает на величину максимального адреса очень жесткое ограничение. Если же основная масса памяти организована в виде стека, то проблема адресации уходит, так как запоминать необходимо только одну ячейку - вершину стека. Ещё одна крайне интересная особенность Форта видна в первых трёх примерах. Достаточно сложные вычислительные процессы идут совершенно без использования понятия переменной. Такая организация памяти, как уже упоминалось, существенным образом влияет на организацию подпрограмм. В некотором смысле их нет, а есть поток заданий, каждое из которых может представлять собой подпрограмму с точки зрения пользователя, чтобы понять механизм такого действа, нужно более тщательно рассмотреть работу Форт системы в целом, что уже выходит за рамки данной работы.

Литература