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（英语：Euler (programming language)）、ALGOL W、Pascal、Modula和Modula-2之后）。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。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（英语：Oberon (operating system)）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的当前版本是2007年修订的Oberon-07，它由维尔特来维护而Oberon计划编译器最近更新于2020年3月6日。 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。 刻画Oberon语言的特征包括： 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。 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（英语：Oberon-2）和1998年提出的Active Oberon（英语：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（英语：Oberon (operating system)）中，两种技术被一起用于分派调用：方法套件和消息处理器。 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。 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。 Oberon (操作系统)（英语：Oberon (operating system)） Wirth, Niklaus. From Modula to Oberon and the programming language Oberon (报告). ETH Technical Reports D-INFK. Band 82. Wiley. [2021-06-18]. （原始内容存档于2021-12-17）.  Wirth, Niklaus. The Programming Language Oberon. Software: Practice and Experience. July 1988, 18 (7): 661–670.  Wirth, Niklaus. From Modula to Oberon. Software: Practice and Experience. July 1988, 18 (7): 671–690.  Wirth, Niklaus. Type Extensions. ACM Transactions on Programming Languages. April 1988, 10 (2): 204–214.  Pountain, D. March 1991. Modula's Children, Part II: Oberon. Byte（英语：Byte (magazine)）. Vol. 16 no. 3: 135–142.  Wirth, Niklaus. Oberon Change Log. ETH Zurich. [16 January 2021]. （原始内容存档于2019-04-07）.  Mössenböck, Hanspeter. Compiler Construction: The Art of Niklaus Wirth (PDF). Johannes Kepler University. [失效連結] Niklaus Wirth; Jürg Gutknecht（英语：Jürg Gutknecht）. 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