靜態分析器檢查編譯動態測試
A. 類型系統的類型檢查
類型檢查所進行的檢驗處理以及實行類型的約束,可發生在編譯時期(靜態檢查)或運行時期(動態檢查)。靜態類型檢查是在編譯器所進行語義分析中進行的。如果一個語言強制實行類型規則(即通常只允許以不丟失信息為前提的自動類型轉換)就稱此處理為強類型,反之稱為弱類型。 如果一個編程語言的類型檢查,可在不測試運行時期表達式的等價性的情況下進行,該語言即為靜態類型的。一個靜態類型的編程語言,是在運行時期和編譯時期之間的處理階段下重視這些區別的。如果程序的獨立模塊,可進行各自的類型檢查(獨立編譯),而無須所有會在運行時出現的模塊的那些信息,該語言即具有一個編譯時期階段。如果一個編程語言支持運行時期(動態)調度已標記的數據,該語言即為動態類型的。如果一個編程語言破壞了階段的區別,因而類型檢查需要測試運行時期的表達式的等價性,該語言即為依存類型的。
在動態類型中,經常在運行時期進行類型標記的檢查,因為變數所約束的值,可經由運行路徑獲得不同的標記。在靜態類型編程語言中,類型標記使用辨識聯合類型表示。
動態類型經常出現於腳本語言和RAD語言中。動態類型在解譯語言中極為普遍,編譯語言則偏好無須運行時期標記的靜態類型。對於類型和隱式類型語言較完整的列表參見類型和隱式類型語言。
術語推斷類型(鴨子類型,ck typing)指的是動態類型在語言中的應用方式,它會「推斷」一個數值的類型。
某些靜態語言有一個「後門」,在這些編程語言中,能夠編寫一些不被靜態類型所檢查的代碼。例如,Java 和 C-風格的語言有「轉型」可用。在靜態類型的編程語言中,不必然意味著缺乏動態類型機制。例如 Java 使用靜態類型,但某些運算需要支持運行時期的類型測試,這就是動態類型的一種形式。更多靜態和動態類型的討論,請參閱編程語言。 對靜態類型和動態類型兩者之間的權衡也是必要的。
靜態類型在編譯時期時,就能可靠地發現類型錯誤。因此通常能增進最終程序的可靠性。然而,有多少的類型錯誤發生,以及有多少比例的錯誤能被靜態類型所捕捉,仍有爭論。靜態類型的擁護者認為,當程序通過類型檢查時,它才有更高的可靠性。雖然動態類型的擁護者指出,實際流通的軟體證明,兩者在可靠性上並沒有多大差別。可以認為靜態類型的價值,在於增進類型系統的強化。強類型語言(如 ML 和 Haskell)的擁護者提出,幾乎所有的臭蟲都可以看作是類型錯誤,如果編寫者以足夠恰當的方式,或者由編譯器推斷來聲明一個類型。
靜態類型通常可以編譯出速度較快的代碼。當編譯器清楚知道所要使用的數據類型,就可以產生優化過後的機器碼。更進一步,靜態類型語言中的編譯器,可以更輕易地發現較佳捷徑。某些動態語言(如 Common Lisp)允許任意類型的聲明,以便於優化。以上理由使靜態類型更為普及。參閱優化。
相較之下,動態類型允許編譯器和解譯器更快速的運作。因為源代碼在動態類型語言中,變更為減少進行檢查,並減少解析代碼。這也可減少編輯-編譯-測試-除錯的周期。
靜態類型語言缺少類型推斷(如 Java),而需要編寫者聲明所要使用的方法或函數的類型。編譯器將不允許編寫者忽略,這可為程序起附加性說明文件的作用。但靜態類型語言也可以無須類型聲明,所以與其說是靜態類型的代價,倒不如說是類型聲明的報酬。
靜態類型允許構造函數庫,它們的用戶不太可能意外的誤用。這可作為傳達庫開發者意圖的額外機制。
動態類型允許建構一些靜態類型系統所做不出來的東西。例如,eval 函數,它使得運行任意數據作為代碼成為可能(不過其代碼的類型仍是靜態的)。此外,動態類型容納過渡代碼和原型設計,如允許使用字元串代替數據結構。靜態類型語言最近的增強(如 Haskell 一般化代數數據類型)允許 eval 函數以類型安全的方式撰寫。
動態類型使元程序設計更為強大,且更易於使用。例如 C++ 模板的寫法,比起等價的 Ruby 或 Python 寫法要來的麻煩。更高度的運行時期構成物,如元類型(metaclass)和內觀(Introspection),對靜態類型語言而言通常更為困難。