“类型安全”是什么意思?
当前回答
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)。
其他回答
“类型安全”的编程语言意味着以下几点:
不能从未初始化的变量中读取 数组的索引不能超出它们的边界 不能执行未检查的类型强制转换
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。
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。
类型安全不应与静态/动态类型或强/弱类型相混淆。
类型安全语言是这样一种语言,在这种语言中,只能对数据执行数据类型所允许的操作。也就是说,如果您的数据是X类型,而X不支持操作y,那么该语言将不允许您执行y(X)。
这个定义没有设置何时检查的规则。它可以在编译时(静态类型)或在运行时(动态类型),通常通过异常进行。它可以两者兼有:一些静态类型语言允许您将数据从一种类型转换为另一种类型,并且必须在运行时检查转换的有效性(假设您试图将对象转换为消费者—编译器无法知道它是否可接受)。
Type-safety does not necessarily mean strongly typed, either - some languages are notoriously weakly typed, but still arguably type safe. Take Javascript, for example: its type system is as weak as they come, but still strictly defined. It allows automatic casting of data (say, strings to ints), but within well defined rules. There is to my knowledge no case where a Javascript program will behave in an undefined fashion, and if you're clever enough (I'm not), you should be able to predict what will happen when reading Javascript code.
类型不安全编程语言的一个例子是C语言:在数组边界之外读取/写入数组值的规范没有定义行为。预测将会发生什么是不可能的。C是一种具有类型系统的语言,但不是类型安全的。
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)。
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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。