JML起步---使用JML 改进你的Java程序(3)

副作用

请大家回忆一下代码段2中pop()方法的后处理代码：

 

 

ensures

elementsInQueue.equals(((JMLObjectBag)

             \old(elementsInQueue))

                           .remove(\result)) &&

\result.equals(\old(peek()));

 

这里我们说有一个副作用，那就是在从elementsInQueue删除一个元素的时候会有副作用。事实上，这里还可能有其他的副作用。比方说，一个pop()方法的具体实现中如果修改了m_isMinHeap的值，那么就把排序方法从一个小顶堆变成了大顶堆。只要这种修改能够返回正确结果，就不会引起运行期间的断言检查异常，可是这个却事实上削弱了JML行为规范的作用。我们可以加强后置条件，不允许除了修改elementsInQueue以外的任何改变，请看下面的代码：

 

代码断7    加强的后置条件

 

 

ensures

elementsInQueue.equals(((JMLObjectBag)

            \old(elementsInQueue))

                           .remove(\result)) &&

\result.equals(\old(peek())) &&

isMinimumHeap == \old(isMinimumHeap) &&

comparator == \old(comparator);

 

从中我们可以看出，通过加入形如x == \old(x)的语句，我们可以消除变量x发生改变的副作用。可是有一个问题，如果用这种办法，每一个方法在它的后置条件都要为每一个变量加上这么一句，这样就会导致行为规范的混乱。而且如果我们给一个类增加一个成员的变量的话，那么我们就得在这个类的所有方法的后处理规范中增加一句，这将让维护变得异常困难。 JML通过引入assignable语句提供了一种更好地解决方案。

 

assignable 语句

使用assignable语句，我们可以这样完成pop()方法的后置条件：

 

代码段8    在方法的行为规范中使用assignable语句

 

/*@

   @ public normal_behavior

   @   requires ! isEmpty();

   @   assignable elementsInQueue;

   @   ensures

   @     elementsInQueue.equals(((JMLObjectBag)

   @          \old(elementsInQueue))

   @                        .remove(\result)) &&

   @     \result.equals(\old(peek()));

   @*/

Object pop() throws NoSuchElementException;

 

只有在assignable语句中列出的变量才能在一个方法的实现中修改。上面pop()方法的assignable语句的意思是在pop()方法的实现中可以修改elementsInQueue的值，除此之外的其他变量，比如isMinimumHeap、comparator等等都不可以修改。如果你在pop()方法的实现中修改了m_isMinHeap的值，那么编译的时候就会产生一个错误。（不过当前的JML编译器尚没有支持这个，也就是没有检查在方法的实现中，是否只修改在assignable语句中指定的变量。）

 

修改规则

我们前面说只有在assignable语句中列出的变量才能在一个方法的实现中修改，这其实是有点简化的说法。事实上，如果以下任意一个条件是 true，该规则就允许方法修改一个变量（loc）：

assignable语句中显式列出loc 。 assignable语句中列出的变量依赖于loc。（比如说如果我们声明“assignable isMinimumHeap;” ，因为模型域isMinimumHeap依赖于具体域m_isMinHeap，所以该 assignable语句意味着方法不仅可以修改显式声明的isMinimumHeap，而且还能修改m_isMinHeap。） 方法开始执行时loc尚没有分配。 loc 是方法的局部变量或者是方法的形式参数。

最后一种情况允许一个方法修改它的参数，即使这个参数没有显式地出现在assignable语句中。粗略一看，这个好像允许一个方法通过参数传递允许它的调用者修改变量的值。比方说，有一个方法foo(Bar obj)，它里面有一个语句obj = anotherBar。不过虽然这个语句修改了obj的值，却不会影响到foo()的调用者，因为虽然这两个obj都是指向一个Bar对象，而且具有一样的名字，foo()方法中的此obj实际上与foo()的调用者中的彼obj是不同的（译者注：关于这一点，请参考Java中索引与对象的概念）。

 

现在我们考虑如果方法foo(Bar obj)里面有一个语句obj.x = 17会怎么样？这个将显式地改变调用者中的变量。这是有问题的。assignable 语句的规则允许一个方法不需要在assignable 语句中声明就可以修改传入参数的值，不过它并不允许修改参数的成员变量，具体在这里来说，就是不允许修改obj.x的值。如果你希望在foo()方法中修改obj.x的值，你就必须在assignable 语句中声明，你可以写assignable obj.x; 。

 

assignable 语句中可以使用两个JML关键字，\nothing和\everything。 我们可以通过assignable \nothing 语句来表明一个方法没有任何副作用；同样，我们可以通过assignable \everything语句来表明我们的方法可以修改一切变量的值。早先我们使用了一个JML关键字pure，它就等同于使用assignable \nothing; 。

 

其它部分请参考：

http://www.csdn.net/develop/read_article.asp?id=19198 JML起步---使用JML 改进你的Java程序(1)
http://www.csdn.net/develop/read_article.asp?id=19199 JML起步---使用JML 改进你的Java程序(2)
http://www.csdn.net/develop/read_article.asp?id=19202 JML起步---使用JML 改进你的Java程序(4)

本文地址：http://com.8s8s.com/it/it17486.htm