Programowanie kontraktowe

Programowanie kontraktowe (ang. Design by contract, DbC) – w programowaniu, metoda organizowania kodu źródłowego programu w taki sposób, aby wynikało z niego nie tylko jak program ma działać, ale też w jaki sposób zweryfikować poprawność działania konkretnych elementów programu (funkcje, struktury, klasy, moduły, itp.). Programowanie kontraktowe jest związane z programowaniem obiektowym.

Historia

Określenie to zostało wprowadzone przez Bertranda Meyera, w odniesieniu do projektu jego języka programowania Eiffel, w artykułach, począwszy od roku 1986, a także w edycjach z lat 1988 i 1997 swojej książki pod tytułem "Object-Oriented Software Construction". W 2004 roku przyznano Eiffel Software znak towarowy Design by contract, W związku z tym, w źródłach anglojęzycznych można się również spotkać z określeniami Programming by contract i Contract programming.

Założenia

Programowanie zakłada, że elementy programu powinny odnosić się do siebie na zasadzie kontraktów, czyli:

• Każdy element powinien zapewniać określoną funkcjonalność i wymagać ściśle określonych środków do wykonania polecenia.
• Klient może użyć funkcjonalności, o ile spełni zdefiniowane wymagania.
• Kontrakt opisuje wymagania stawiane obu stronom.
• Element zapewniający funkcjonalność powinien przewidzieć sytuacje wyjątkowe, a klient powinien je rozpatrzyć. W niektórych językach wychwytywanie wyjątków ma charakter obowiązkowy (np. Java), inne pozostawiają programiście wybór.

Sprawdzenie danych wejściowych i wyjściowych

Głównym mechanizmem programowania kontraktowego jest weryfikacja danych przesyłanych do funkcji i jej wyniku. Sprawdzanie danych wejściowych jest bardzo powszechną praktyką, stosowaną nawet w językach nie posiadających specjalnie przygotowanych do tego konstrukcji. Znacznie rzadsza jest kontrola zwracanej wartości. Konstrukcję do sprawdzenia danych wejściowych i wyjściowych zapewnia między innymi język D:

double divide(double dividend, double divisor)
in{
  assert(divisor != 0);
}
out (result){
  assert(result < 10);
}
body{
  return dividend/divisor;
}

Funkcja ta najpierw sprawdzi czy drugi argument jest równy zeru, jeśli tak, zwróci wyjątek; jeśli nie, podzieli pierwszy argument przez drugi. Następnie sprawdzi, czy wynik jest mniejszy od 10. Jeśli okaże się mniejszy, funkcja zwróci wartość. W przeciwnym wypadku zwróci wyjątek.

Za szczególny przypadek kontroli danych wyjściowych można uznać również test jednostkowy.

Języki programowania wspierające programowanie kontraktowe.

• Clojure,
• Cobra,
• Common Lisp^[1],
• D,
• Eiffel,
• Fortress,
• Lisaac,
• Nice,
• Oxygene (dawniej Chrome),
• Sather.

Oprócz tego, dla niektórych języków programowania stworzono biblioteki zapewniające tego typu funkcjonalność.

Przypisy