“类型安全”是什么意思?


当前回答

这里的许多答案将类型安全与静态类型和动态类型混为一谈。动态类型语言(如smalltalk)也可以是类型安全的。

简单的回答是:如果没有操作导致未定义的行为,则该语言被认为是类型安全的。许多人认为显式类型转换的要求对于严格类型的语言是必要的,因为自动转换有时会导致定义良好但意想不到/不直观的行为。

其他回答

为了更好地理解,请观看下面的视频,该视频演示了类型安全语言(c#)和非类型安全语言(javascript)的代码。

http://www.youtube.com/watch?v=Rlw_njQhkxw

现在来看长文本。

类型安全意味着防止类型错误。当一种类型的数据类型在不知不觉中被分配给另一种类型时,就会发生类型错误,我们会得到不想要的结果。

例如,JavaScript不是一种类型安全语言。在下面的代码中,“num”是一个数值变量,“str”是字符串。Javascript允许我做“num + str”,现在猜测将它做算术或串联。

现在对于下面的代码,结果是“55”,但重要的一点是,它将执行什么样的操作造成了混乱。

这是因为javascript不是一种类型安全的语言。它允许不受限制地将一种类型的数据设置为另一种类型。

<script>
var num = 5; // numeric
var str = "5"; // string
var z = num + str; // arthimetic or concat ????
alert(z); // displays  “55”
</script>

c#是一种类型安全语言。它不允许将一种数据类型分配给另一种数据类型。下面的代码不允许在不同的数据类型上使用“+”运算符。

类型安全不仅是编译时约束,也是运行时约束。我觉得即使过了这么久,我们也可以进一步明确这一点。

与类型安全相关的主要问题有两个。内存**和数据类型(与其对应的操作)。

内存* *

一个字符通常需要每个字符1个字节,或者8位(取决于语言,Java和c#存储unicode字符需要16位)。 int需要4个字节,或32位(通常)。

视觉:

字符 : |-|-|-|-|-|-|-|-|

int : |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-|

类型安全语言不允许在运行时将int类型插入到char类型中(这会抛出某种类型的类强制转换或内存溢出异常)。但是,在一种类型不安全的语言中,您将覆盖现有数据的相邻内存多3个字节。

Int >> char:

|-|-|-|-|-|-|-|-| |?|?|?|?|?|?|?|?| |?|?|?|?|?|?|?|?| |?|?|?|?|?|?|?|?|

在上面的例子中,右边的3个字节被覆盖,所以任何指向该内存的指针(比如3个连续的字符),希望得到一个可预测的char值现在都是垃圾。这将导致您的程序中出现未定义的行为(或者更糟,可能会在其他程序中出现,这取决于操作系统如何分配内存——目前不太可能)。

**虽然第一个问题在技术上不是关于数据类型的,但类型安全语言固有地解决了这个问题,并且它向那些不知道内存分配“看起来”如何的人直观地描述了这个问题。

数据类型

更微妙和直接的类型问题是两种数据类型使用相同的内存分配。取int型和unsigned int型。两者都是32位。(也可以是char[4]和int,但更常见的问题是uint vs. int)。

|-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-|

|-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-| |-|-|-|-|-|-|-|-|

类型不安全语言允许程序员引用正确分配的32位span,但当将无符号整型的值读入整型的空间时(反之亦然),我们再次遇到未定义的行为。想象一下这可能会给银行项目带来的问题:

“伙计!我透支了30美元,现在我还剩65,506美元!!”

...当然,银行程序使用更大的数据类型。,)哈哈!

正如其他人已经指出的,下一个问题是对类型的计算操作。这一点已经得到了充分的讨论。

速度vs安全

今天的大多数程序员都不需要担心这些事情,除非他们使用的是C或c++之类的东西。这两种语言都允许程序员在运行时轻易地违反类型安全(直接内存引用),尽管编译器尽最大努力将风险降至最低。然而,这也不全是坏事。

这些语言计算速度如此之快的一个原因是它们不需要像Java那样在运行时操作期间验证类型兼容性。他们认为开发人员是一个很理性的人,不会把字符串和int放在一起,因此,开发人员获得了速度/效率的奖励。

类型安全意味着在编程上,变量、返回值或参数的数据类型必须符合特定的标准。

实际上,这意味着7(整数类型)不同于"7"(字符串类型的引号字符)。

PHP, Javascript和其他动态脚本语言通常是弱类型的,因为它们将转换(字符串)如果您尝试将“7”+ 3添加为“7”到(整数)7,尽管有时您必须显式地这样做(Javascript使用“+”字符进行连接)。

C/ c++ /Java不会理解,或者会将结果连接到“73”中。类型安全通过明确类型需求来防止代码中出现这些类型的错误。

类型安全非常有用。上述“7”+ 3的解决方案是类型转换(int)7 + 3(等于10)。

试试这个解释……

TypeSafe意味着在编译时静态检查变量是否有适当的赋值。例如,考虑一个字符串或整数。这两种不同的数据类型不能交叉赋值(也就是说,不能将整数赋值给字符串,也不能将字符串赋值给整数)。

对于非类型安全的行为,考虑如下:

object x = 89;
int y;

如果你试图这样做:

y = x;

编译器抛出一个错误,表示它不能转换一个系统。对象转换为整数。你需要明确地这样做。一种方法是:

y = Convert.ToInt32( x );

上面的赋值不是类型安全的。类型安全赋值是指类型可以直接相互赋值。

非类型安全的集合在ASP。NET(例如,应用程序、会话和视图状态集合)。关于这些集合的好消息是(尽量减少多个服务器状态管理方面的考虑),您可以在这三个集合中的任何一个中放入几乎任何数据类型。坏消息是:因为这些集合不是类型安全的,所以在取回值时需要适当地强制转换。

例如:

Session[ "x" ] = 34;

工作很好。但是要将整数值赋回,你需要:

int i = Convert.ToInt32( Session[ "x" ] );

阅读泛型,了解该工具帮助您轻松实现类型安全集合的方式。

c#是一种类型安全语言,但请关注有关c# 4.0的文章;有趣的动态可能性正在逼近(c#实际上得到了严格的选项:关闭,这是一件好事吗?我们将会看到)。

来自文科专业而不是计算机科学专业的解释:

当人们说一种语言或语言特性是类型安全的时,他们的意思是该语言将有助于防止,例如,将非整数的东西传递给某个期望整数的逻辑。

例如,在c#中,我将一个函数定义为:

 void foo(int arg)

编译器会阻止我这样做:

  // call foo
  foo("hello world")

在其他语言中,编译器不会阻止我(或者没有编译器…),所以字符串将被传递给逻辑,然后可能会发生一些不好的事情。

类型安全语言试图在“编译时”捕获更多。

缺点是,使用类型安全语言,当你有一个像“123”这样的字符串,你想像整型一样对它进行操作时,你必须写更多的代码来将字符串转换为整型,或者当你有一个像123这样的整型,并且想在一个像“答案是123”这样的消息中使用它时,你必须写更多的代码来将它转换/强制转换为字符串。