1.2.2 Модульное программирование.

• Глава 1. Краткий обзор С++
  • 1.2 Парадигмы программирования
    • 1.2.2 Модульное программирование

Со временем при в проектировании программ акцент сместился с организации процедур на организацию структур данных. Помимо всего прочего это вызвано и ростом размеров программ. Модулем обычно называют совокупность связанных процедур и тех данных, которыми они управляют. Парадигма программирования приобрела вид:

Определите, какие модули нужны; поделите программу так, чтобы данные были скрыты в этих модулях

Эта парадигма известна также как "принцип сокрытия данных". Если в языке нет возможности сгруппировать связанные процедуры вместе с данными, то он плохо поддерживает модульный стиль программирования. Теперь метод написания "хороших" процедур применяется для отдельных процедур модуля. Типичный пример модуля - определение стека. Здесь необходимо решить такие задачи:

• [1] Предоставить пользователю интерфейс для стека (например, функции push () и pop ()).
• [2] Гарантировать, что представление стека (например, в виде массива элементов) будет доступно лишь через интерфейс пользователя.
• [3] Обеспечивать инициализацию стека перед первым его использованием.

Язык Модула-2 прямо поддерживает эту парадигму, тогда как С только допускает такой стиль. Ниже представлен на С возможный внешний интерфейс модуля, реализующего стек:

      // описание интерфейса для  модуля,
      // реализующего стек символов:

       void push ( char );
       char pop ();
       const int stack_size = 100;

Допустим, что описание интерфейса находится в файле stack.h, тогда реализацию стека можно определить следующим образом:

        #include "stack.h"            // используем интерфейс стека

        static char v [ stack_size ]; // ``static'' означает локальный
                                      // в данном файле/модуле
        static char * p = v;           // стек вначале пуст

        void push ( char c )
        {
        //проверить на переполнение и поместить в стек
        }

        char pop ()
        {
        //проверить, не пуст ли стек, и считать из него
        }

Вполне возможно, что реализация стека может измениться, например, если использовать для хранения связанный список. Пользователь в любом случае не имеет непосредственного доступа к реализации: v и p - статические переменные, т.е. переменные локальные в том модуле (файле), в котором они описаны. Использовать стек можно так:

        #include "stack.h"       // используем интерфейс стека

        void some_function ()
        {
          push ( 'c' );
          char c = pop ();
          if ( c != 'c' )  error ( "невозможно" );
        }

Поскольку данные есть единственная вещь, которую хотят скрывать, понятие упрятывания данных тривиально расширяется до понятия упрятывания информации, т.е. имен переменных, констант, функций и типов, которые тоже могут быть локальными в модуле. Хотя С++ и не предназначался специально для поддержки модульного программирования, классы поддерживают концепцию модульности ($$5.4.3 и $$5.4.4). Помимо этого С++, естественно, имеет уже продемонстрированные возможности модульности, которые есть в С, т.е. представление модуля как отдельной единицы трансляции.