34、面向对象编程中的类型系统与 Java 异常机制

面向对象编程中的类型系统与 Java 异常机制

1. 类型系统与对象递归记录语义

在面向对象编程中，类型系统的设计至关重要。有研究对 Wand 的类和对象类型化模型进行了调整和扩展，将其应用于命令式环境，其中对象的状态是一组可变值。主要成果是设计了一个类型系统，该系统仅接受安全的 let rec 声明，同时保留为可类型化项构造主类型的能力。

1.1 方法排除与继承

一些排除方法的示例，如从双端队列类构建栈类，似乎得到了对象自应用语义的支持。引入这样的重用机制会强化“继承不是子类型化”这一事实。

1.2 类型系统优势

该类型系统不会对基础语言施加任何新的限制。在基础语言中，递归仅限于 (let rec x = N in M) 形式，其中 N 是一个值。可以证明，该语言中的一个项在不使用度的情况下可类型化，当且仅当它在这个新系统中以“相同”类型可类型化，这表明该类型系统是通常类型系统的保守扩展（如果忽略度的话）。类型重建基于求解非常简单的度表达式方程，不会使标准算法复杂化。

2. Java 异常机制概述

Java 的异常机制是其编程的重要组成部分，对程序的可靠性和健壮性有重要影响。

2.1 LOOP 项目目标

荷兰奈梅亨大学的 LOOP 项目旨在使用证明工具（如 PVS 和 Isabelle）以及专用前端编译器（LOOP 工具）对 Java 程序进行验证。该工具将 Java 类转换为后端证明工具的逻辑，其语义的一个显著特点是基于所谓的余代数。