Інструкція (програмування)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

У комп'ютерному програмуванні інструкція (вказівка, англ. statement) — синтаксична одиниця імперативної мови програмування, яка вказує на певну дію, яку потрібно виконати[1][2]. Програма, написана такою мовою, є послідовністю інструкцій. Інструкція може мати внутрішні компоненти (наприклад, вирази).

Багато мов програмування (наприклад, Ada, Algol 60, C, Java, Pascal ) роблять різницю між інструкціями та визначеннями/деклараціями. Визначення або оголошення визначає дані, з якими має працювати програма, тоді як інструкція визначає дії, які мають бути виконані з цими даними.

Інструкції, які не можуть містити інших тверджень, є простими; ті, які можуть містити інші інструкції, є складеними[2].

Зовнішній вигляд інструкції (і, власне, програми) визначається її синтаксисом або граматикою мови програмування. Значення інструкції визначається її семантикою .

Прості інструкції[ред. | ред. код]

Прості інструкції повні самі по собі; вони включають присвоювання значень, виклики підпрограм та вказівки, які можуть суттєво впливати на процес виконання програми (наприклад, goto, return, stop/halt). У деяких мовах процеси введення та виведення даних, інструкції та виходи обробляються спеціальними інструкціями, тоді як інші мови використовують виклики попередньо визначених підпрограм.

Присвоєння значень:[ред. | ред. код]

Виклики підпрограм:[ред. | ред. код]

Припущення:[ред. | ред. код]

  • C, C++, PHP: assert(relational expression);
  • Java: assert relational expression;

Безумовний перехід:[ред. | ред. код]

Повернення з підпрограми:[ред. | ред. код]

Зупинка/вихід[ред. | ред. код]

Складені інструкції[ред. | ред. код]

Складені інструкції можуть містити послідовності інструкцій, вкладених на будь-яку достатньо розумну глибину, і, як правило, передбачають перевірки, щоб вирішити, чи слід виконувати чи повторювати вказівки, що містяться в них.

Позначення:

  • <інструкція> – це будь-який окрема інструкція (може бути простим або складеним).
  • <послідовність інструкцій> — це будь-яка послідовність із нуля чи більше <інструкцій>

Деякі мови програмування забезпечують загальний спосіб групування інструкцій разом, так що будь-яку окрему <інструкцію> можна замінити групою:

  • Алгол 60: begin <послідовність інструкцій> end
  • Паскаль: begin <послідовність інструкцій> end
  • C, PHP, Java: { <послідовність інструкцій> }

Інші мови програмування мають різні спеціальні термінатори для кожного типу складених інструкцій, тому одна або кілька інструкцій автоматично розглядаються як група:

  • Ada: if <умова> then <послідовність інструкцій> end if;

Багато складених інструкцій є вказівками циклу або вказівками вибору. Теоретично потрібна лише одна з цих типів вказівок, але на практиці існують різні особливі випадки, в яких використання подібних може зробити програму легшою для розуміння, вони можуть полегшити програмування та часто можуть бути реалізовані набагато ефективніше:

Цикл з контрольованим підрахунком ітерацій:[ред. | ред. код]

  • Алгол 60: for index := 1 step 1 until limit do <інструкція>;
  • Pascal: for index := 1 to limit do <інструкція>;
  • C, Java: for ( index = 1; index <= limit; index += 1) <інструкція>;
  • Ada: for index in 1..limit loop <послідовність інструкцій> end loop
  • Fortran 90: DO index = 1,limit <послідовність інструкцій> END DO

Цикл, керований умовами з перевіркою на початку циклу:[ред. | ред. код]

  • Алгол 60: for index := expression while умова do <інструкція>;
  • Pascal: while умова do <інструкція>;
  • C, Java: while (умова) <інструкція>;
  • Ada: while умова loop <послідовність інструкцій> end loop
  • Fortran 90: DO WHILE (умова) <послідовність інструкцій> END DO

Цикл, керований умовами з перевіркою в кінці циклу:[ред. | ред. код]

  • Pascal: repeat <послідовність інструкцій> until умова; { note reversed test}
  • C, Java: do { <послідовність інструкцій> } while (умова);
  • Ada: loop <послідовність інструкцій> exit when умова; end loop;

Цикл з контролем за умовами в середині циклу:[ред. | ред. код]

  • C: do { <послідовність інструкцій> if (умова) break; <послідовність інструкцій> } while (true);
  • Ada: loop <послідовність інструкцій> exit when умова; <послідовність інструкцій> end loop;

Коротке опрацьовування умови:[ред. | ред. код]

  • Алгол 60: if умова then <unconditional інструкція>;
  • Pascal: if умова then <інструкція>;
  • C, Java: if (умова) <інструкція>;
  • Ada: if умова then <послідовність інструкцій> end if;
  • Fortran 77+: IF (умова) THEN <послідовність інструкцій> END IF

Повне опрацьовування умови:[ред. | ред. код]

  • Алгол 60: if умова then <unconditional інструкція> else <інструкція>;
  • Pascal: if умова then <інструкція> else <інструкція>;
  • C, Java: if (умова) <інструкція> else <інструкція>;
  • Ada: if умова then <послідовність інструкцій> else <послідовність інструкцій> end if;
  • Fortran 77+: IF (умова) THEN <послідовність інструкцій> ELSE <послідовність інструкцій> END IF

Інструкція багатоваріантного вибору:[ред. | ред. код]

  • Pascal: case c of 'a': alert(); 'q': quit(); end;
  • Ada: case c is when 'a' => alert(); when 'q' => quit(); end case;
  • C, Java: switch (c) { case 'a': alert(); break; case 'q': quit(); break; }

Опрацьовування винятків:[ред. | ред. код]

  • Ada:  begin protected code except when exception specification => exception handler
  • Java: try { protected code } catch (exception specification) { exception handler } finally { cleanup }
  • Python: try: protected code except exception specification: exception handler else: no exceptions finally: cleanup

Синтаксис[ред. | ред. код]

Основна стаття: Синтаксис мови програмування

Окрім присвоювань і викликів підпрограм, більшість мов починають кожну інструкція зі спеціального слова (наприклад, goto, if, while тощо), як показано у наведених вище прикладах. Для опису форми тверджень різними мовами використовувалися різні методи; більш формальні методи, як правило, більш точні:

BNF використовує рекурсію для вираження повторення, тому були запропоновані різні розширення, щоб дозволити пряму індикацію циклів.

Інструкції та службові слова[ред. | ред. код]

Деякі граматики мов програмування резервують службові слова або спеціально позначають їх і не дозволяють використовувати їх як ідентифікатори. Це надає можливість створювати граматики мов програмування, які легше аналізувати, вимагаючи менше перегляду вперед .

Мови без зарезервованих службових слів[ред. | ред. код]

Fortran і PL/1 не мають зарезервованих службових слів, що дозволяє такі інструкціями, як:

PL/1:

  • IF IF = THEN THEN ... (другий IF і перший THEN– змінні).

Fortran:

  • IF (A) X = 10... умовна вказівка (з іншими варіантами)
  • IF (A) = 2 - присвоєння змінній з іменем IF

Оскільки пропуски були необов’язковими до Fortran 95, друкарська помилка могла повністю змінити значення інструкції:

  • DO 10 I = 1,5 початок циклу з I, що працює від 1 до 5
  • DO 10 I = 1.5 присвоєння змінній DO10Iзначення 1,5

Виділені слова[ред. | ред. код]

Основна стаття: Стропінг (синтаксис)

В Algol 60 і Algol 68 чітко виділялися спеціальні лексеми:

  • для публікації, жирним шрифтом, наприклад begin;
  • для програмування, з певним спеціальним маркуванням, наприклад, позначкою ( 'begin), лапками ( 'begin') або підкресленим ( begin на Elliott 503 ).

Це називається «стропінг», токени, які є частиною синтаксису мови, таким чином, не конфліктують із назвами, визначеними програмістом.

Зарезервовані службові слова[ред. | ред. код]

Певні імена зарезервовано як частину мови програмування, і їх не можна використовувати як ідентифікатори, визначені програмістом. Більшість популярних мов програмування використовують зарезервовані службові слова. Першими такими мовами програмування були FLOW-MATIC (1953) і COBOL (1959). З 1970 року зарезервовані службові слова використовують Ada, C, C++, Java і Pascal. Кількість зарезервованих слів залежить від мови: C має близько 30, тоді як COBOL має близько 400 таких слів.

Розширюваність[ред. | ред. код]

Більшість мов мають фіксований набір інструкцій, визначених мовою, але були експерименти з розширюваними мовами, які дозволяють програмісту визначати нові інструкції.

Семантика[ред. | ред. код]

Основна стаття: Семантика мов програмування

Семантика стосується значення інструкцій, які використовуються у програмах. У багатьох мовах програмування використовується BNF або подібний еквівалент для вираження синтаксису/граматики досить формальним і точним способом, але семантика/значення інструкцій зазвичай описується з використанням прикладів і правил англійської мови, що може призвести до неоднозначності..

Вирази[ред. | ред. код]

У мовах програмування розрізняють інструкції, які виконуються, та вирази, які обчислюються. Вирази завжди мають значення, а інструкції – ні. Однак вирази часто використовуються як частина складеної інструкції.

У більшості мов програмування інструкція може складатися лише з виразу, зазвичай після виразу ставиться термінатор (крапка з комою).

Вирази також можуть міститися в інших виразах. Наприклад, вираз x = y + 1 містить вираз y + 1, який, у свою чергу, містить значення y та 1, які також технічно теж є технічними виразами.

Хоча попередні приклади показують вирази присвоєння, деякі мови реалізують присвоєння не як вираз, а як інструкцію. Яскравим прикладом цього є Python , де = не є інструкцією, а просто роздільником у вказівці присвоєння. Хоча Python допускає кілька присвоювань, оскільки кожне присвоювання є виразом, це просто окремий випадок інструкції присвоєння, вбудованої в граматику мови, а не справжній вираз.

Проблеми термінології[ред. | ред. код]

На теренах колишнього СРСР є певна плутанина щодо перекладу англійського "statement" - досить часто зустрічається термін "оператор", який з'явився у 1965 році, під час перекладу перекладаючи "Revised Report on the Algorithmic Language Algol 60". А.П.Єршов та М.Р.Шура-Бура переклали англійське "operator" як "знак операції", а "statement" - як "оператор", хоча в англійській термінології operator (+, -, % тощо) слугує для позначення операцій над операндами (див. детальніше: Оператор (програмування)), що породило чимало неузгодженостей у вітчизняній інформатиці. Так в українських та російських джерелах можна зустріти, наприклад, переклад if-statement як інструкція if[7] і як оператор if[8]. У ряді перекладів книг де англ. statement перекладають як оператор, замість англ. operator вживають термін операція. Також для позначення решти інструкцій (присвоєння, виклик тощо), що також позначається як англ. statement у вітчизняній літературі ряд перекладачів вживають інколи оператор, інколи вираз, інколи команда. Для позначення складених інструкцій (if, if-else, while та ін.) у вітчизняних джерелах зустрічається термін конструкція (наприклад, "конструкція while")[9].

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Staff, Webopedia (1 вересня 1996). What is Statement?. Webopedia (амер.). Процитовано 29 жовтня 2022.
  2. ↑ а б в Revised Report on the Algorithmic Language Algol 60. www.masswerk.at. Процитовано 29 жовтня 2022.
  3. ↑ ANSI FORTRAN 66 standard"FORTRAN 66" (PDF) (PDF). Retrieved February 19, 2021.
  4. ↑ ANSI FORTRAN 95 standard"Fortran95" (PDF). Retrieved February 19, 2021.
  5. ↑ Cobol manual."COBOL" (PDF) (PDF). Retrieved January 23, 2021.
  6. ↑ Pascal User Manual and Report Appendix D."Pascal" (PDF) (PDF). Retrieved February 19, 2021.
  7. ↑ Оператори розгалуження та цикли у C#. [Архівовано 9 червня 2011 у Wayback Machine.] (укр.)
  8. ↑ [1] [Архівовано 17 листопада 2011 у Wayback Machine.](укр.)
  9. ↑ Конструкція if(). ua-admin.com. Архів оригіналу за 7 червня 2010. Процитовано 21 червня 2011.


Інформаційні технології Це незавершена стаття про інформаційні технології.
Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Інструкція_(програмування)&oldid=37486792