Чому Java не дозволяє використовувати заголовки, як у C ++

У мене є питання, на яке я не знайшов відповіді, за винятком наступної відповіді, яка не відповідає моїм вимогам:

"Тому що Джеймс Гослінг не хотів"

Я знаю, що Java може мати інтерфейси (лише чисті віртуальні функції, без атрибутів), але це не зовсім те саме, що визначення класів.

Наступна відповідь, яка не відповідає моїм вимогам: "Тому що Джеймс Гослінг цього не хотів".

Хоча це правильна відповідь. Команда з мовної розробки (Гослінг, Шерідан, Наутон, пізніше Білл Джой, Кен Арнольд та ін.) Вирішила, що заголовки викликали більше проблем, ніж вирішили . Тож вони розробили їх і продемонстрували, що вони можуть створити ідеально корисну мову без потреби в них.

З розділу 2.2.1 білої книги "Мова Java" :

Вихідний код, написаний на Java, простий. Немає препроцесора, немає #define та пов'язаних з ним можливостей, немає typedef і відсутні ці функції, більше немає потреби в файлах заголовків. Замість файлів заголовків вихідні файли мови Java надають визначення інших класів та їх методів.

Надмірні визначення, зберігання файлів синхронізовано, суперечливі визначення, приховані визначення - жодне з них не відбувається в Java, оскільки у вас немає заголовків. Якщо ви хочете побачити чітке визначення класу, ви можете генерувати його безпосередньо з файлу .java - наприклад, більшість IDE покажуть вам структуру класу на бічній панелі, що означає те саме.

В C ++ немає реальної потреби мати визначення класів та декларації в окремих файлах. Це просто означає, що ви могли, принаймні ще за C днів, провести аналіз в одному скануванні коду зверху внизу. На машинах без зберігання довільного доступу це було великою справою!

Наявлення заголовків також дозволило опублікувати інтерфейс до вашої бібліотеки кодів, надавши заголовок без необхідності розкривати вихідний код. На жаль, в C ++ вам також доведеться розкривати приватних членів даних, що призвело до таких рішень, як жах від pimpl .

Були спроби створити середовище C ++, де все зберігалось у структурі типів баз даних, а файлів немає, але це не сприймалося.

Через принцип DRY . У Java інформація, необхідна для використання класів у пакеті (або класі), міститься у файлі .class. Створення окремих файлів заголовків, що містять однакову інформацію, передбачає повторення її у двох місцях.

У кожній мові - два етапи створення кінцевого бінарного коду - компіляція та зв’язування (звичайно, завантаження є, але це не має великого впливу тут). На момент складання потрібно лише поставити гачки (специфікацію функцій, які будуть називатися) у відповідне місце. Linker насправді приєднується до них, коли доступні обидва реальні коди. Поки немає різниці між C ++ та Java.

Там є , однак, потреба в C ++ , щоб мати декларацію і визначення окремої. Якщо ви зберігаєте реалізацію в заголовку, і якщо файл заголовка змінюється, код, який пов'язаний з ним, потрібно перекомпілювати. Де як би дефініція знаходиться в окремому файлі, код потрібно лише повторно пов’язати.

Зрозумійте, що у C ++ є можливість мати статичне посилання, що означає, що об'єктний код фіксується разом із викликаючим додатком. Зверніть увагу, що і в C, і в C ++ не можна мати програмування в заголовковому файлі або навіть робити #include. це означає лише, що вам потрібно потурбуватися про те, як відбувається посилання з цими об’єктними файлами.

Ситуація на Яві дуже різна. Кожен файл класу компілюється з файлом .class. Дійсно, необхідність компіляції функцій класу виклику, яка подається як заголовок розділу у файлі .class. Однак у Java остаточне з'єднання здійснюється лише всередині програми виконання (віртуальної машини) тільки з урахуванням специфікації байтового коду файлу класу.

Дивіться це і це

Ефективно, інтерфейси та включення є заголовками; Отже, визначення ідентичні двійковим файлам і не можуть бути синхронізовані. Це одне з найкращих дизайнерських рішень на Java, але це незначне роздратування тим, що немає можливості поєднати ці декларації для компактності та послідовності.

Однією з вагомих причин є включення - це відокремити код, який ви можете використовувати повторно (наприклад, загальні визначення) від коду, специфічного для даного проекту. Java хоче, щоб ви вказали лише один клас або інтерфейс для кожного файлу, і це здебільшого зменшує потребу в включених заголовках - ви зможете передавати спільні частини вже у свої власні файли.

Крім того, компілятори та системи збирання можуть захотіти кешувати попередньо складені заголовки, щоб уникнути їх розбору не один раз.