Oberon

Oberon是一种通用编程语言，最初由尼克劳斯·维尔特在1987年推出，是维尔特风格的类ALGOL语言中的最后一员（继Euler、ALGOL W、Pascal、Modula和Modula-2之后）[1][2][3][4]。Oberon是增进Pascal的直接后继者Modula-2的能力，并减少其复杂度的集中努力的结果。它的原理性新特征是记录类型的类型扩展的概念[5]。它允许新数据类型构造在现存数据类型之上并关联于它们，脱离了严格的静态类型数据的教条。Oberon是在瑞士的苏黎世联邦理工学院作为Oberon操作系统实现的一部份而开发的。这个名字来自天王星的卫星奧伯隆。

Oberon
指令式, 结构化, 模块化, 面向对象
语言家族Wirth Oberon
設計者Niklaus Wirth
實作者苏黎世联邦理工学院
1987年​（1987）
型態系統强类型, 混合（静态和动态）
作用域词法
系统平台ARM, StrongARM; IA-32, x86-64; SPARC, Ceres (NS32032)
操作系统Windows, Linux, Solaris, classic Mac OS, Atari TOS, AmigaOS
網站www.projectoberon.com
啟發語言
Modula-2
影響語言
Modula-3, Oberon-2, Component Pascal, Active Oberon, Oberon-07, Nim, Go, Zonnon

Oberon的当前版本是2007年修订的Oberon-07，它仍由维尔特来维护而Oberon计划编译器最近更新于2020年3月6日[6]。

设计

Oberon的基本指导原则是集中于基础和根本的特征，并忽略短暂性的问题。另一个因素是认识到了在语言如C++和Ada中复杂度的增长。与它们相反，Oberon强调使用库概念来扩展语言。在Modula-2中提供的枚举和子范围类型被省略了；类似的集合类型被限制为小的整数集合，而低层设施的数量被大幅度缩减（特别是省略了类型转移函数）。省略余下的潜在不安全设施，是得到真正的高级语言的最根本步骤。甚至跨越模块的非常紧密的类型检查，严格的运行时间索引检查，空指针检查，和安全的类型扩展概念，在很大程度上允许编程单独的依仗于语言规则。

这种策略的意图是产生易于学习、实现更简单和高效的语言。Oberon编译器被认为是简明和快速的，却提供了可比拟于商业编译器的代码质量[7]。

特征
Oberon的曾用标志

刻画Oberon语言的特征包括[8]：

  • 具有大写关键字的大小写敏感语法。
  • 具有类型测试的类型扩展。
  • 模块和分离编译。
  • 字符串操作。
  • 孤立不安全代码。
  • 支持系统编程。

面向对象示例

Oberon支持对记录类型的扩展，用于抽象和异构结构的构造。不同于后期方言即1991年提出的Oberon-2和1998年提出的Active Oberon，最初的Oberon缺乏作为语言特征的分派机制，而是把它作为一种编程技术或设计模式。这给出了在OOP上的巨大灵活性。在Oberon操作系统中，两种技术被一起用于分派调用：方法套件和消息处理器。

方法套件

在这种技术中，泛化模块定义过程变量的一个表格类型，而扩展模块中声明这个类型的一个共享变量，泛化模块中的方法要访问这个表格的对应项目，而扩展模块将这个表格的项目指派到自己相应的过程：

MODULE Figures; (* 抽象模块 *)

  TYPE
    Figure* = POINTER TO FigureDesc;
    Interface* = POINTER TO InterfaceDesc;
 
    InterfaceDesc* = RECORD
      draw* : PROCEDURE (f : Figure);
      clear* : PROCEDURE (f : Figure);
      mark* : PROCEDURE (f : Figure);
      move* : PROCEDURE (f : Figure; dx, dy : INTEGER);
    END;
 
    FigureDesc* = RECORD
      if : Interface;
    END;
 
  PROCEDURE Init* (f : Figure; if : Interface);
  BEGIN
    f.if := if;
  END Init;
 
  PROCEDURE Draw* (f : Figure);
  BEGIN
    f.if.draw(f);
  END Draw;
 
(* 这里是其他过程Clear、Mark和Move *)
 
END Figures.

扩展泛化类型Figure为特定形状Rectangles：

MODULE Rectangles;
 
  IMPORT Figures;
 
  TYPE
    Rectangle* = POINTER TO RectangleDesc;
 
    RectangleDesc* = RECORD
      (Figures.FigureDesc)
      x, y, w, h : INTEGER;
    END;
 
  VAR
    if : Figures.Interface;
 
  PROCEDURE New* (VAR r : Rectangle);
  BEGIN
    NEW(r);
    Figures.Init(r, if);
  END New;
 
  PROCEDURE Draw* (f : Figure);
    VAR
      r : Rectangle;
  BEGIN
    r := f(Rectangle); (* f具有Rectangle类型 *)
    (* ... *)
  END Draw;
 
(* 这里是其他过程Clear、Mark和Move *)
 
BEGIN (* 模块初始化 *)
  NEW(if);
  if.draw := Draw;
  if.clear := Clear;
  if.mark := Mark;
  if.move := Move;
END Rectangles.

动态分派只能通过泛化模块的Figures中的方法集合完成，比如这里的Draw、Clear、Mark和Move过程，它们通过接口表格调用了扩展模块Rectangles中的同名过程。

消息处理器

这种技术形成于，在泛化模块中定义一个单一的处理器过程类型，并在扩展模块中声明这个类型的一个过程，用它处理对应各种方法并包含了相应的实际参数的消息记录：

MODULE Figures; (* 抽象模块 *)
 
  TYPE
    Figure* = POINTER TO FigureDesc;
 
    Message* = RECORD END;
    DrawMsg* = RECORD (Message) END;
    ClearMsg* = RECORD (Message) END;
    MarkMsg* = RECORD (Message) END;
    MoveMsg* = RECORD (Message) dx*, dy* : INTEGER END;
 
    Handler* = PROCEDURE (f : Figure; VAR msg : Message);
 
    FigureDesc* = RECORD
      (* 抽象 *)
      handle : Handler;
    END;
 
  PROCEDURE Handle* (f : Figure; VAR msg : Message);
  BEGIN
    f.handle(f, msg);
  END Handle;
 
  PROCEDURE Init* (f : Figure; handle : Handler);
  BEGIN
    f.handle := handle;
  END Init;
 
END Figures.

扩展泛化类型Figure为特定形状Rectangles：

MODULE Rectangles;
 
  IMPORT Figures;
 
  TYPE
    Rectangle* = POINTER TO RectangleDesc;
 
    RectangleDesc* = RECORD (Figures.FigureDesc)
      x, y, w, h : INTEGER;
    END;
 
  PROCEDURE Draw* (r : Rectangle);
  BEGIN
    (* ... *)
  END Draw;
 
  (* 这里是其他过程Clear、Mark和Move *)
 
  PROCEDURE Handle* (f: Figure; VAR msg: Figures.Message);
    VAR
      r : Rectangle;
  BEGIN
    r := f(Rectangle);
    IF msg IS Figures.DrawMsg THEN Draw(r)
    ELSIF msg IS Figures.MarkMsg THEN Mark(r)
    ELSIF msg IS Figures.MoveMsg THEN 
      Move(r, msg(Figures.MoveMsg).dx, msg(Figures.MoveMsg).dy)
    ELSE (* 忽略 *)
    END
  END Handle;
 
  PROCEDURE New* (VAR r : Rectangle);
  BEGIN
    NEW(r);
    Figures.Init(r, Handle);
  END New;
 
END Rectangles.

在Oberon操作系统中，这两种技术都用于动态分派。前者用于已知的方法集合；后者用于在扩展模块中声明的任何新方法。例如，如果扩展模块Rectangles要实现一个新的Rotate()过程，在扩展模块之外只能通过它的消息处理器过程来调用。

参见
  • Oberon (操作系统)

引用
  1. Wirth, Niklaus. (报告). ETH Technical Reports D-INFK. Band 82. Wiley. [2021-06-18]. （原始内容存档于2021-12-17）.
  2. Wirth, Niklaus. . Software: Practice and Experience. July 1988, 18 (7): 661–670.
  3. Wirth, Niklaus. . Software: Practice and Experience. July 1988, 18 (7): 671–690.
  4. Wirth, Niklaus. . ACM Transactions on Programming Languages. April 1988, 10 (2): 204–214.
  5. Pountain, D. March 1991. . Byte. Vol. 16 no. 3: 135–142.
  6. Wirth, Niklaus. . ETH Zurich. [16 January 2021]. （原始内容存档于2019-04-07）.
  7. Mössenböck, Hanspeter. (PDF). Johannes Kepler University.
  8. Niklaus Wirth; Jürg Gutknecht. . 1987–2021 [2021-06-18]. （原始内容存档于2021-07-19）.

外部资源链接

一般性

Oberon的演化

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