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支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统

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支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统

作者：石海鹤江西师范大学

学位级别：硕士

从“软件危机”爆发至今，人们提出了很多新方法和新工具，这些方法和工具致力于解决“软件危机”的各个方面。但现有的这些解决方案并没有使人们彻底地从“软件危机”中解脱出来。用形式化方法开发正确、高效的算法程序，被当今计算机... 详细信息

从“软件危机”爆发至今，人们提出了很多新方法和新工具，这些方法和工具致力于解决“软件危机”的各个方面。但现有的这些解决方案并没有使人们彻底地从“软件危机”中解脱出来。用形式化方法开发正确、高效的算法程序，被当今计算机界誉为克服“软件危机”，提高软件可靠性和生产效率的革命性途径。薛锦云教授在国家863和多项国家自然科学基金课题的资助下，根据多年从事算法程序设计理论研究的成果，提出了一种简单实用的设计和证明算法的形式化方法——PAR。在该方法的指导下，定义了Radl(Recurrence-based Algorithm Design Language)算法设计语言来描述算法规约和抽象算法。定义了Apla(Abstract Programming Language)语言来描述抽象程序。自动程序转换系统是整个PAR方法理论框架的重要组成部分，是用PAR方法开发高级语言程序的辅助工具。本研究选取新型程序设计语言Java作为程序自动转换系统的目标语言，在课题组前期研究的基础上，研究和实现了支持泛型程序设计的Apla-Java自动程序转换系统。这项研究是目前两项国家自然科学基金课题“PAR方法应用于Java程序开发方法研究”和“基于PAR方法的算法设计形式化和自动化研究”的子课题。本研究主要进行了以下工作： 1 对原有程序自动转换系统进行了大量的测试并作出测试报告。 2 对整个自定义Java可重用部件库的结构进行了优化和调整，对部件库进行了完善和补充，使其更好、更自然的支持高级功能的实现，同时也保持了对已实现功能的支持。 3 对转换器进行了重构。在此基础上，对转换系统的原有转换功能进行了完善，使得转换器的语法检测功能更加强大;并为转换系统添加了一些新的特性，增强了其可用性。 4 进一步完善了自动程序转换系统泛型问题中的类型参数化问题，实现了泛型子程序的成功转换，添加了特殊符号直接作子程序参数名等功能。 5 研究了Apla中支持的泛型程序Java实现，并最终在本系统中实现了对其转换的支持。 6 研究了Apla中自定义泛型ADT机制的Java实现，并在本系统中实现了其转换。目前一些形式化方法的支持工具，只能支持规约的编辑、求精或手工证明等。而本系统在以下方面体现出其特色和创新： 1 它是PAR方法的重要组成部分。问题的算法用Radl语言描述，Apla程序在Radl算法的基础上得到。Radl语言的引入使得算法和程序相分离，并具有引用透明性，这些都有利于算法和程序的推导，从而可保证作为系统输入的Apla程序的正确性。 2 允许用户在Apla程序中使用简单的数学符号;3 强迫用户使用抽象数据类型设计程序，使其注意力集中于算法的推导;4 在部件库的支持下，用户使用组合数据类型就像使用简单数据类型一样简单方便;5 集Apla程序的编辑、编译、运行于一体，使用方便;6 为我们正在研制的程序设计智能教学软件提供了支撑。 7 能提高软件的可靠性和软件的开发效率，可以为克服“软件危机”作出有益的贡献。 Apla语言具有高度抽象、表达能力强等特点，并且含有明显的语法机制支持泛型程序设计;而Java语言没有明显的机制支持泛型程序设计。如何使用Java语言实现Apla的这些机制是本研究的重点和难点。

关键词： PAR方法 Java语言泛型程序设计用户自定义ADT 程序转换

支持泛型程序设计的APLA-Delphi自动程序转换系统

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支持泛型程序设计的APLA-Delphi自动程序转换系统

作者：周侃江西师范大学

学位级别：硕士

有效解决“软件危机”的一种重要途径是使用形式化方法来开发软件产品。薛锦云教授在国家863和多项国家自然科学基金的资助下，根据多年从事算法程序设计理论研究的成果，提出了一种实用的开发和证明算法的方法——PAR。在该方法的指导... 详细信息

有效解决“软件危机”的一种重要途径是使用形式化方法来开发软件产品。薛锦云教授在国家863和多项国家自然科学基金的资助下，根据多年从事算法程序设计理论研究的成果，提出了一种实用的开发和证明算法的方法——PAR。在该方法的指导下，我们定义了Radl(Recurrence-based Algorithm Design Language)抽象算法设计语言来描述算法规约和抽象算法，定义了Apla(Abstract Programming Language)语言来描述抽象程序。并制作了Radl到Apla，Apla到各种高级语言程序的转换工具。本项研究选用Delphi编译器使用的Object Pascal语言作为目标语言，设计和实现了支持泛型程序设计和用户自定义ADT类型的Apla→Delphi自动程序转换系统，该系统支持Apla程序到Delphi程序的自动转换和转换后的直接执行。该转换器的源语言是Apla，目标语言是Delphi编译器所使用的Object Pascal。Apla是一种抽象算法描述语言，具有高度抽象、表达力强等特点。Apla语言把树、图、集合、序列等组合数据类型作为预定义类型，并且含有明显的语法机制支持泛型程序设计和用户自定义ADT类型。相反，Object Pascal中不能直接使用树、图、集合、序列等组合类型，而且没有明显的反映泛型程序设计思想的语法机制。如何在Delphi中很好的支持Apla的这些机制是本系统所要研究的重点和难点，Apla→Delphi自动程序转换系统的目标是使得所有正确的Apla程序都能通过转换器得到正确的Delphi程序，并且能运行得到正确结果。在系统的研制过程中，我们吸取了一些流行软件开发工具的特点，进行了多方面的创新。如：中间变量临时生成、目标代码直接执行、动态分割显示窗口、特殊符号工具栏、类型参数化、子程序参数化等技术;并改进了系统中许多关键算法，如：多重赋值语句转换算法、代码优化算法。通过构造预定义ADT库解决了树、图、集合、序列等组合类型的直接使用问题，通过利用现有的oop技术解决了没有明显的反映泛型程序设计思想的语法机制的Delphi语言中使用泛型程序设计方法的问题，通过VC++编译器实现了整个转换系统(源代码15000多行)。本系统使用大量经过严格PAR方法开发出来的Apla程序进行测试。这些Apla程序的开发过程得到PAR方法的正确性保证;而Delphi部件库本身采用了防卫程序设计，软件容错，软件避错等现代程序设计手段，增强了转换得到的Delphi程序的正确性。我们使用Apla描述了现有《数据结构》教科书上的绝大部分算法程序，并增加了一些难度较大的算法程序Apla描述，如：KMP算法、KLEENE算法。在这些Apla程序中，既有简单的，又有复杂的，既有非数值计算类型的，也有数值计算类型的。所有例子全部在本系统中得到直接转换和直接执行，并得到正确结果。进一步的工作包括完善Apla→Delphi自动程序转换系统的转换机制;提高Apla→Delphi自动程序转换系统的可靠性;增加Apla转换实例，使产品的商品化程度提高，并积极准备申请专利。

关键词：泛型程序设计用户自定义ADT类型 PAR方法程序转换

泛型程序设计技术在传统数据结构教学中的应用

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教育与现代化 2006年第1期 18-21页

作者：马林兵张新长伍少坤中山大学地理科学与规划学院广东广州510275

数据结构是目前许多理工类专业的必修课,在教学中应多采用程序设计的新技术、新概念。本文重点讨论了如何把新兴的泛型程序设计技术应用于数据结构课程教学,以缩小教学实验和实际运用的距离,提高学生的动手能力。

关键词：教学实验数据结构泛型程序设计

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泛型程序设计的常用技术

湖北民族学院学报（自然科学版） 2003年第3期21卷 62-65页

作者：杨鹏华中师范大学计算机科学系湖北武汉430079

泛型程序设计是继面向对象程序设计之后对程序设计领域的又一次大的冲击,它对问题高效,而优雅的处理方法是很值得计算机专业人员参考与借鉴的。总结了一些最常用的泛型程序设计技术。实践证明,掌握这些常用技术,不仅可以在实践中收到立... 详细信息

泛型程序设计是继面向对象程序设计之后对程序设计领域的又一次大的冲击,它对问题高效,而优雅的处理方法是很值得计算机专业人员参考与借鉴的。总结了一些最常用的泛型程序设计技术。实践证明,掌握这些常用技术,不仅可以在实践中收到立竿见影的效果,而且可以更好的理解泛型程序设计的精髓。

关键词：泛型程序设计 Traits Tag Dispatching Policy Classes

面向过程、面向对象与泛型程序设计的对比分析

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电脑与信息技术 2011年第3期19卷 49-51页

作者：包得海刘昉甘肃民族师范学院计算机科学系甘肃合作747000

编程语言在软件设计领域经历过三次重大的变革,它们分别是面向过程的编程,面向对象的编程和泛型编程。其中的每一次变革不仅影响到编程语言本身,更影响到软件工程中的各个领域。文章介绍了这三种程序的设计方法,并且对其进行了比较和分析。

关键词：面向过程程序设计面向对象程序设计泛型程序设计对比分析

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面向对象程序设计与泛型程序设计

大庆师范学院学报 2006年第2期26卷 81-83页

作者：韩玉坤大庆师范学院计算机系黑龙江大庆163712

目前在程序设计领域中面向对象程序设计占据着的主导地位,而随着面向对象程序设计的广泛应用,其自身固有的一些不足和缺陷也就显露出来。于是,一种新的程序设计方法———泛型程序设计近年来开始倍受人们的关注。因此对面向对象和泛型... 详细信息

目前在程序设计领域中面向对象程序设计占据着的主导地位,而随着面向对象程序设计的广泛应用,其自身固有的一些不足和缺陷也就显露出来。于是,一种新的程序设计方法———泛型程序设计近年来开始倍受人们的关注。因此对面向对象和泛型这两种程序设计方法进行介绍、分析讨论是非常必要的。

关键词：面向对象程序设计泛型程序设计 STL

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谈泛型程序设计影响编程者思维

高等函授学报（自然科学版） 2003年第4期16卷 46-48,58页

作者：杨鹏瞿国忠张涛华中师范大学计算机科学系武汉430079

泛型程序设计是继面向对象程序设计之后对程序设计领域的又一次大的冲击。本文从泛型程序设计的历史、基础、理论、关键技术等方面对泛型程序设计做了一个总体概括 ,向读者介绍一种新的程序设计技术。

关键词：泛型程序设计编程者思维模板概念模型细化 Traits

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Apla与程序设计语言泛型特性比较研究

江西师范大学学报（自然科学版） 2019年第5期43卷 454-461页

作者：左正康刘志豪黄箐游珍王昌晶石海鹤胡启敏陶小明江西师范大学计算机信息工程学院江西南昌330022 江西师范大学江西省高性能计算重点实验室江西南昌330022

面向对象编程(OOP)是以对象为编程核心,而泛型程序设计(GP)是根据一个类型所需要的操作需求进行分类和抽象,即GP是一种以类型需求为核心的程序设计范式.描述完整的GP类型需求包含静态语法约束和动态语义约束,主流程序设计语言已经支持... 详细信息

面向对象编程(OOP)是以对象为编程核心,而泛型程序设计(GP)是根据一个类型所需要的操作需求进行分类和抽象,即GP是一种以类型需求为核心的程序设计范式.描述完整的GP类型需求包含静态语法约束和动态语义约束,主流程序设计语言已经支持静态语法约束,但受语言其他方面的限制,抽象层次较低,定义的泛型概念难以描述及验证基于动态语义的复杂约束需求问题,与完整实现GP尚有距离.该文综合比较了Java、C#、C++、Concept 4种支持泛型程序设计的语言,基于抽象程序设计语言Apla提出了离完整实现GP更近一步的泛型机制,通过同典型泛型实例对各种程序设计语言泛型特性进行分析,验证抽象泛型程序设计语言Apla中该泛型机制的优越性.

关键词：泛型程序设计动态语义约束抽象程序设计语言

基于源代码静态分析的C++0x泛型概念抽取

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计算机学报 2009年第9期32卷 1792-1803页

作者：陈林徐宝文东南大学计算机科学与工程学院南京210096 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093 南京大学计算机科学与技术系南京210093

使用泛型概念对领域知识进行抽象是泛型程序设计方法的基础.在新的C++0x标准中泛型概念将成为一个新的语言设施,这将为设计可复用、可扩展的泛型软件提供坚实的基础.为了更好地利用C++0x的新特性,有必要识别C++遗产代码中的泛型概念,并... 详细信息

使用泛型概念对领域知识进行抽象是泛型程序设计方法的基础.在新的C++0x标准中泛型概念将成为一个新的语言设施,这将为设计可复用、可扩展的泛型软件提供坚实的基础.为了更好地利用C++0x的新特性,有必要识别C++遗产代码中的泛型概念,并通过重构得到符合C++0x标准的代码.文中提出了一种基于代码静态分析的泛型概念自动识别方法,通过对泛型程序中类型参数的使用分析,从遗产代码中提取有效表达式约束和关联类型约束,进而推导出泛型概念.将该方法应用于C++标准模板库STL,可以识别出STL算法中绝大部分潜在的泛型概念,表明该方法有助于识别遗产代码中的泛型概念.

关键词：泛型程序设计软件重构泛型概念 C++0x 约束分析