Что означает Тип, физически?

Я думаю, что есть три аспекта «типов» в программировании (и они, вероятно, пересекаются, так что не воспринимайте это как жесткое разделение):

• Тип — это элемент набора типов, и каждая программа/сборка/модуль определяет такой набор. Это наиболее теоретическая идея. Я могу думать и, вероятно, наиболее полезен для логиков и математиков. Он очень общий и позволяет вам определить идею системы типов поверх него. Например, среда программирования может определить отношение для этих типов, т.е. отношение присваивается.

• Тип — это семантическая категория. Это лингвистическая или когнитивная идея; другими словами, это наиболее полезно для людей, которые думают о том, как запрограммировать компьютер. Тип инкапсулирует то, что мы считаем «вещами, принадлежащими к категории». Тип может быть определен общей целью сущностей. Эта категоризация по назначению, конечно, условна, но это ничего, так как объявление типов в программировании тоже произвольно.

• Тип – это спецификация того, как данные располагаются в памяти. Это самая низкоуровневая идея, которую я могу придумать. С этой точки зрения тип ничего не говорит о назначении или семантике данных, а только о том, как компьютер собирается их создавать, обрабатывать и т. д. В этой идее тип больше похож на кодирование данных или протокол связи.

Какое значение типа вы используете, зависит от вашего домена. Как уже упоминалось, если вы логик и исследуете, как доказать свойства программы, первое определение будет более полезным, чем третье, потому что расположение данных (обычно) не имеет отношения к доказательству. Если вы разработчик оборудования или программист низкоуровневой системы, такой как CLR или JavaVM, вам нужна третья идея, а первая вас не волнует. Но для обычного программиста, который просто хочет приступить к своей задаче, вероятно, подойдет средний вариант.

Во многих языках физически типы существуют только во время компиляции. Особенно это касается старых языков. Я предполагаю, что в C есть такие типы, которые никогда не существуют в памяти вообще, каким-либо образом, пока программа работает.

На других языках, особенно на тех, которые разрешают доступ к информации о типах во время выполнения (например, C++ с RTTI, или C#, или любой динамический язык, такой как Python) — типы — это просто метаданные. Бинарное описание типа. Вы знаете, что вы получите, если попытаетесь сериализовать данные в двоичный поток.

Я бы сказал как раз наоборот. Это языковое представление битов и байтов в памяти.

Тип — это метаданные о битах и ​​байтах, которые определяют, как правильно и безопасно манипулировать ими.

Я бы сказал, что тип может иметь несколько значений.

Я склонен предпочитать его значение как ограничения интерфейса. (Хорошо написанный объектный код определяет все данные в памяти как частные).

И в таком случае тип абсолютно НЕ связан с представлением в памяти. Напротив, это всего лишь контракт на его методы-члены.

«Тип» — это набор, члены («объекты») которого имеют дискретное конечное представление и полезный набор общих атрибутов.

Фактическое представление объекта в памяти не обязательно является частью определения типа. То есть один объект может иметь несколько представлений в памяти. Важно то, что объект не может быть бесконечным или аналоговым.

Общие атрибуты типа могут быть любыми. В объектно-ориентированной системе атрибуты будут включать (на низком уровне) данные и поведение. Уведомления о событиях также распространены. Некоторые атрибуты могут быть условными, не нарушая определения типа (если логический атрибут X имеет значение true, то атрибут Y также существует), если правила непротиворечивы для всех объектов типа.

«Подтип» — это подмножество типа, члены которого имеют более широкий набор общих атрибутов.

Этот способ мышления о типах сильно отличается от того, что вы ставите в вопросе, и я считаю, что это различие важно.

Если кто-то рассматривает типы как представление в памяти, то это представление будет рассматриваться как существенная особенность типа и будет считаться само собой разумеющимся. Взаимодействие будет достигаться за счет низкоуровневых преобразований и переинтерпретаций существующих последовательностей байтов. Это может привести к проблемам в некоторых случаях, когда это представление изменится.

Однако если рассматривать типы с точки зрения их атрибутов, то преобразования из одной системы типов в другую будут включать высокоуровневые преобразования полей данных между соответствующими объектами. Определение того, совместимы ли объекты, будет основываться на их существенных атрибутах, и проблемы станут менее вероятными.

Даже в мире взаимодействия нельзя полагаться на знание внутренних деталей типов. Другими словами, функции реализации типа, которые не являются частью определения этого типа, не должны использоваться так, как если бы они были частью этого типа.

Это зависит от парадигмы программирования, с которой вы работаете. В ООП типы могут представлять объекты реального мира, другими словами, все данные объекта реального мира, которые может представлять компьютер (или те части, которые вас интересуют в любом случае).

Языки строгого типа IIRC обеспечивают соблюдение типов объектов во время компиляции, например. число должно быть типа int, float и т. д. В слабо типизированных языках вы можете сказать жираф = 1 + лягушка * 100 долларов / «1 мая», и типы разрешаются во время выполнения. И вы обычно получаете много ошибок во время выполнения.

В ситуациях обмена данными (таких как COM, CORBA, RPC и т. д.) очень сложно применять типы из-за двоичной совместимости (с прямым порядком байтов, с прямым порядком байтов) и форматов (как вы представляете строки и даты при переходе с одного языка на другой, каждый с разными компиляторами?). Следовательно, маршалинг пытается разрешить типы каждого параметра. ASN.1 был одной из многих попыток построить структуру «универсальных типов» при обмене данными между машинами.

Тип — это удобочитаемый логический план того, как данные должны быть представлены и организованы в памяти. Это способ позволить людям разделить то, как концепция может быть рационализирована в цифровую последовательность стандартным образом. Машину и компилятор действительно не волнует разница между строкой, целым числом, fooClass. Эти «типы» являются просто согласованными организационными единицами, с помощью которых все люди-программисты переводят логические концепции в рациональные структуры данных в памяти.

Тип - это слово-связка. Когда вы знаете тип чего-либо, вы знаете, сколько памяти оно занимает, как хранятся его части, но, что более важно, вы также знаете, что вы можете с этим делать. Например, есть несколько целочисленных типов, которые занимают столько же памяти, сколько и указатель. Однако вы можете умножать один целочисленный тип на другой (например, 3 раза по 4), но вы не можете умножать два указателя вместе. Вы можете вызвать метод Foo() для некоторого пользовательского типа (структуры или класса), который имеет метод Foo, написав, например, x.Foo(), но вы не можете сделать это для другого пользовательского типа. у которого нет метода Foo. Вы можете приводить типы между некоторыми парами типов, но не между другими, или вы можете приводить A к B, но не B к A. И так далее. В некоторых языках также существуют различия, например, константа или нет.

Компиляторы и среды выполнения несут в себе большой объем информации, все из которых составляют тип элемента. Физическое значение того, сколько байтов оно занимает (или что-то еще, что вы могли бы правдоподобно назвать осязаемым), на самом деле не имеет значения.