JP2580536B2 - オブジェクト指向言語における動的オブジェクトの管理方式 - Google Patents

オブジェクト指向言語における動的オブジェクトの管理方式

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JP2580536B2 JP6121081A JP12108194A JP2580536B2 JP 2580536 B2 JP2580536 B2 JP 2580536B2 JP 6121081 A JP6121081 A JP 6121081A JP 12108194 A JP12108194 A JP 12108194A JP 2580536 B2 JP2580536 B2 JP 2580536B2
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/448—Execution paradigms, e.g. implementations of programming paradigms
    • G06F9/4488—Object-oriented

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オブジェクト指向言
語におけるプログラム中のクラスオブジェクト及びイン
スタンスオブジェクトの定義の動的変更を管理するため
の管理方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オブジェクト指向型言語では、オブジェ
クトを単位として、プログラムの記述を行う。オブジェ
クトは自律性をもつ有機的なプログラムの単位であり、
データと手続きを一体化した形で記述される。プログラ
ム全体としての仕事は、オブジェクト間のメッセージ交
換（ｍｅｓｓａｇｅ ｐａｓｓｉｎｇ）により進められ
る。メッセージを受信することにより起動される手続き
はメソッド（ｍｅｔｈｏｄ）と呼ばれる。オブジェクト
への仕事の依頼は、メソッドを介してのみ行うことがで
き、オブジェクト内のデータへの直接のアクセスは禁止
される。また、メッセージおよびメソッドの受信部の記
述形式を、プロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ぶ。異
なるオブジェクトであっても、同じ種類の仕事を行うメ
ソッドのプロトコルを統一しておくことにより、プログ
ラムの記述性を向上させることができる。
【０００３】オブジェクト内では、データの格納場所を
任意の個数定義することができる。この場所は、スロッ
ト（ｓｌｏｔ）と呼ばれ、それぞれにスロット名がつけ
られている。スロットには整数、実数、文字列などの任
意のデータが格納できるほか、他のオブジェクトも格納
することができる。クラスオブジェクトはオブジェクト
の一つの型である。これに対応するものとして、インス
タンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）オブジェクトという型もあ
る。
【０００４】下位のクラスオブジェクトが上位のクラス
オブジェクトの性質を参照することを、クラスの継承
（ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ）と呼ぶ。クラスの継承で
は、具体的には、スロットとメソッドの両者を継承す
る。したがって、下位のクラスオブジェクトで使用でき
るスロットとメソッドは上位のクラスのそれを包含する
関係にある。
【０００５】各クラスの性質を継承関係により整理する
ことにより、階層構造（ｈｉｅｒａｃｈｉｃａｌ ｓｔ
ｒｕｃｔｕｒｅ）を構成することができる。またクラス
間の継承関係を ａ ｋｉｎｄ ｏｆ とか ｉｓ ａ
と呼ぶので、 ａ ｋｉｎｄ ｏｆ または ｉｓ
ａ による継承とも呼ぶ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなオブジェク
ト指向言語は、モジュール構造、クラス階層などの特徴
があり、実世界の状態をプログラミングするのにすぐれ
ているとされている。しかし、一般のコンパイラ型言語
と同様、言語実行系上でプログラム（クラスオブジェク
ト及びにインスタンスオブジェクト）の定義の変更を行
うことができないので、プログラム開発及びメインテナ
ンスに支障を生じていた。一部のオブジェクト指向言語
ではそれが可能なものもあるが、問題の本質的な解決に
なっていなかった。この発明は上記の如き事情に鑑みて
なされたものであって、プログラムの変更が容易で、か
つその変更を言語実行系上で行うことができるオブジェ
クト指向言語における動的オブジェクトの管理方式を提
供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明のオブジェクト指向言語における動的オブジェク
トの管理方式は、データを格納するスロットと、データ
に対する操作をするアルゴリズムの集合からなるメソッ
ドを記述してあるクラスオブジェクトの階層と、それぞ
れのクラスオブジェクトに対応したインスタンスオブジ
ェクトを有するオブジェクト指向言語において、クラス
オブジェクト及びインスタンスオブジェクトを変更させ
るためのメタ操作群を備えさせ、クラスを変更する場合
にはクラスオブジェクトを複写したフローティングクラ
スオブジェクトを設けてフローティングクラスオブジェ
クトをメタ操作群により変更して新クラスオブジェクト
を設けるとともに新クラスオブジェクトに変更前のクラ
スオブジェクト（元クラスオブジェクトと称する）との
関係及び変更の履歴を記述したリンクにより連結し、イ
ンスタンスオブジェクトを変更する場合にはメタ操作群
により変更前のインスタンスオブジェクト（元インスタ
ンスオブジェクトと称する）を変更するとともに新イン
スタンスオブジェクトに元インスタンスオブジェクトの
親クラスオブジェクトとの関係及び変更の履歴を記述
し、または元インスタンスオブジェクトを複写したフロ
ーティングインスタンスオブジェクトを設けてフローテ
ィングインスタンスオブジェクトをメタ操作郡により変
更して新インスタンスオブジェクトを設けるとともに新
インスタンスオブジェクトに元インスタンスオブジェク
トとの関係及び変更の履歴を記述したリンクにより元イ
ンスタンスオブジェクトと対応するクラスオブジェクト
に連結することを特徴としている。
【０００８】
【作用】変更のあったインスタンスオブジェクトとその
元のインスタンスオブジェクトの親クラスオブジェクト
との関係を ｗａｓ＿ａ 関係と定義し、 ｉｓ＿ａ関
係との違いをメタオペレータ列の履歴により表現するこ
とにする。こうすることによりインスタンスオブジェク
トの変更を ｉｓ＿ａ 関係を乱すことなく可能にな
る。またクラスオブジェクトからそのコピーであるフロ
ーティングクラスオブジェクトを作成し、元のクラスオ
ブジェクトと ｗａｓ 関係をもたせる。元親クラスオ
ブジェクトと ｗａｓ 関係を持つクラスオブジェクト
に変更を加えると、ｗａｓリンクにその変更の履歴を記
録し、その影響はそれを継承するインスタンスオブジェ
クトすべてに波及することになる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。図１はオブジェクト指向言語による
プログラム１の構造を示す。プログラム１の基本単位は
オブジェクト２であり、オブジェクト２には図２に示す
ようにデータを格納するスロット３とそのデータを操作
するアルゴリズムの集合であるメソッド４が記述してあ
る。メソッド４にはメタ操作が含まれている。メタ操作
は言語の根幹のメカニズムを変更する操作である。この
メタ操作によってデータ構造、メソッドの追加／消去、
継承関係の変更を動的に行う。
【００１０】論理型オブジェクト指向言語を例にとる
と、メタ操作は例えば次のようなものである。 （１） ｍｅｒｇｅ（Ｉｎｓｔ１， Ｉｎｓｔ２） （２） ｓｗａｐ（Ｉｎｓｔ１， Ｉｎｓｔ２） （３） ｃｒｅａｔｅ＿ｆｌｏａｔｉｎｇ＿ｃｌａｓｓ
（Ｏｂｊ， Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｃｌａｓｓ） （４） ｃｒｅａｔｅ＿ｓｅｔｔｌｅｄ＿ｃｌａｓｓ
（Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｃｌａｓｓ， Ｃｌａｓｓ） （５） ｃｒｅａｔｅ＿ｓｌｏｔ（Ｏｂｊ， Ｓｌｏ
ｔ， Ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｌｏｔ Ｃｏｎｔｅｎｔ
ｓ） （６） ｄｅｌｅｔｅ＿ｓｌｏｔ（Ｏｂｊ， Ｓｌｏ
ｔ） （７） ｃｒｅａｔｅ＿ｍｅｔｈｏｄ（Ｏｂｊ， Ｍｅ
ｔｈｏｄ） （８） ｄｅｌｅｔｅ＿ｍｅｔｈｏｄ（Ｏｂｊ， Ｍｅ
ｔｈｏｄ） （９） ｃｒｅａｔｅ＿ｌｏｃａｌ＿ｐｒｅｄｉｃａｔ
ｅ（Ｏｂｊ， Ｐｒｅｄｉｃａｔｅ） （１０） ｄｅｌｅｔｅ＿ｌｏｃａｌ＿ｐｒｅｄｉｃａ
ｔｅ（Ｏｂｊ， Ｐｒｅｄｉｃａｔｅ） Ｏｂｊは変更後のクラスオブジェクトまたはインスタン
スオブジェクト Ｃｌａｓｓは、変更前のクラスオブジェクト。
【００１１】ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｅｒｇｉｎｇ
（１）は、二つのインスタンス間のデータ構造及びに制
約記述の和集合に相当するインスタンスを生成する操作
である。ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｗａｐｐｉｎｇ（２）
は一方のインスタンス（Ｉｎｓｔ１）を他方のインスタ
ンス（Ｉｎｓｔ２）に置き換える操作である。（３）は
変更後のクラスオブジェクトを変更前のクラスオブジェ
クトまたはインスタンスオブジェクトから生成する操作
である。スロット、メソッドの追加／消去などのメタ操
作は変更前のクラス自体には許されず、それから複写さ
れたフローティングクラスオブジェクト及びにインスタ
ンスオブジェクトのみに許される。変更前のクラスオブ
ジェクトからフローティングクラスオブジェクトが生成
されると、すでに生成されているインスタンスオブジェ
クトの継承関係はフローティングクラスオブジェクト側
に変更される。フローティングクラスオブジェクトの概
念は、クラス階層の破壊を防ぐために導入された。
（４）は、フローティングクラスオブジェクトから変更
後のクラスオブジェクトを生成し、フローティングクラ
スオブジェクトを消去する操作である。すでに生成され
たインスタンスオブジェクトの継承関係は変更後のクラ
ス側に変更される。（５）、（６）は、インスタンスオ
ブジェクトまたはフローティングクラスに対してスロッ
トをその内容と共に追加及びに削除するメタ操作であ
る。（７）、（８）は同様に、メソッドの追加／削除
を、（９）、（１０）はローカル述語の追加／削除を行
う。（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１
０）の操作をフローティングクラスオブジェクトに対し
て行った場合、その結果はそれを継承するすべてのイン
スタンスオブジェクトに自動的に波及する。インスタン
スオブジェクトに対するメタ操作は、他のオブジェクト
に影響を及ぼさない。
【００１２】まず、このようなプログラム１のインスタ
ンスオブジェクト６に追加／削除、その他の変更の一例
としてスロットの増加をする場合の管理を図３について
説明する。クラスオブジェクト５（ｃｌａｓｓ ｘ）と
インスタンスオブジェクト６（ｉｎｓｔａｎｃｅ ｘ＃
１）の間には「ｉｓ＿ａ」関係を表すリンク７が存在す
る。次に ｉｎｓｔａｎｃｅ ｘ＃１ のメソッド４を
使用してスロット３の追加を行う（ｃｒｅａｔｅ＿ｓｌ
ｏｔ（＃１，ｄ，ｌａｓｔ，＃ｄ））。これによってイ
ンスタンスオブジェクト６がインスタンスオブジェクト
６′（ｉｎｓｔａｎｃｅ ｘ＃１）に変更される。そし
て（ｃｌａｓｓ ｘ）と変更を受けた（ｉｎｓｔａｎｃ
ｅ ｘ＃１）とを繋げるリンク７を「ｗａｓ＿ａ」の関
係と定義し、変更の履歴を（ｗａｓ＿ａ（＃１，ｘ，
［ｃｒｅａｔｅ＿ｓｌｏｔ（＃１，ｄ，ｌａｓｔ， ＃
ｄ）］））の形で記述する。
【００１３】次にフローティングインスタンスオブジェ
クトからそのフローティング親クラスオブジェクトを生
成する場合の管理を図４について説明する。インスタン
ス＃１のフローティング親クラスｙを生成するにはメタ
操作（ｃｒｅａｔｅ＿ｆｌｏａｔｉｎｇ＿ｃｌａｓｓ
（＃１，ｙ））を実施する。これによってフローティン
グクラスオブジェクト（ｃｌａｓｓ ｙ）が生成され
る。そしてインスタンスオブジェクト＃１の親クラスオ
ブジェクト（ｃｌａｓｓ ｘ）と新たな（ｃｌａｓｓ
ｙ）とを繋げるリンク７を「ｗａｓ」の関係と定義し、
両者の違いを表す変更の履歴を（ｗａｓ（ｙ，ｘ，［ｃ
ｒｅａｔｅ＿ｓｌｏｔ（＃ｙ，ｄ，ｌａｓｔ，＃
ｄ）］））の形で記述する。なお、このとき（ｃｌａｓ
ｓ ｙ）とそれに対応するインスタンスオブジェクト６
（ｉｎｓｔａｎｃｅ ｙ＃１）との関係は「ｉｓ＿ａ」
関係と定義する。ここでクラスｙの定義は自己完結して
おり、クラスｘとの継承関係は存在しない。次にフロー
ティングクラスオブジェクトをクラスオブジェクトに変
更する場合の管理を図５によって説明する。図４におけ
るフローティングクラスｙに対してメタ操作（ｃｒｅａ
ｔｅ＿ｓｅｔｔｌｅｄ＿ｃａｓｓ（ｙ，ｚ）を実行する
と、フローティングクラスｙが削除され、クラスｚが作
成される。クラスｚはフローティングクラスｙとｗａｓ
関係のあったクラスｘとｉｓ＿ａ 関係を持つ。インス
タンスオブジェクト＃１は自動的にクラスｚとｉｓ＿ａ
関係をとる。クラスｚの定義はクラスｘからの継承を
利用し簡潔に記述される点で、フローティングクラスｙ
における定義と大きく異なる。
【００１４】次に１つのクラスオブジェクト５に２つの
インスタンスオブジェクト６が対応する場合の、２つの
インスタンスオブジェクト６を同時に同じ内容で変更す
る場合の管理について図６によって説明する。インスタ
ンスオブジェクト６（ｅ1 ，ｅ2 ）を同時に同じ内容で
変更しようとする場合にはクラスオブジェクト５（Ｅ）
のメソッド４を利用して（Ｅ）の複写操作をする。（ｃ
ｒｅａｔｅ＿ｆｌｏａｔｉｎｇ＿ｃｌａｓｓ（Ｅ′，
Ｅ））。これによって（Ｅ）のフローティングクラスオ
ブジェクト５″（Ｅ′）を作成する。そして元の（Ｅ）
と新たな（Ｅ′）とを繋げるリンク７を「ｗａｓ」の関
係と定義し（ｗａｓ（Ｅ′，Ｅ，［］））と記述する。
その後、フローティングクラスＥ′にスロット／メソッ
ドの追加／削除などの変更を加えると、その影響はイン
スタンスｅ1 ， ｅ2 に及ぶと共に、ｗａｓリンクに変
更の履歴が追加される。
【００１５】
【発明の効果】このようにオブジェクト指向言語におけ
る、クラス／インスタンスオブジェクトの動的変更を可
能にするために、動的変更用のメタ操作群を導入し、さ
らに、動的変更により乱されるオブジェクト間（クラス
−クラス及びにクラス−インスタンス間）の継承関係
（ｉｓ＿ａ 関係と呼ばれている）を管理するために、
ｗａｓ＿ａ 関係と ｗａｓ 関係を導入する。これら
は変更後のインスタンスオブジェクトとクラスオブジェ
クトの関係、並びにクラスオブジェクトとクラスオブジ
ェクトの間の関係を定義したもので、これらには、 ｉ
ｓ＿ａ 関係との違いを明確にするためにオブジェクト
の変更の履歴が記述される。こうして ｗａｓ＿ａ と
ｗａｓ 関係を利用して、インスタンスの変更を可能
にしたり、フローティングクラスを作ることにより他の
クラスヘの影響を及ぼすことなく、クラスオブジェクト
の変更を可能にし、フローティングインスタンスからフ
ローティングクラスオブジェクトを生成したり、フロー
ティングクラスオブジェクトから変更後のクラスオブジ
ェクトを生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プログラムの構成説明図。
【図２】オブジェクトの構成説明図。
【図３】インスタンスオブジェクトの変更操作を示す説
明図。
【図４】クラスオブジェクトの変更操作を示す説明図。
【図５】フローティングクラスオブジェクトの変更操作
を示す説明図。
【図６】インスタンスオブジェクトの他の変更操作を示
す説明図。
【符号の説明】
１ プログラム ２ オブジェクト ３ スロット ４ メソッド ５ クラスオブジェクト ６ インスタンスオブジェクト ７ リンク

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データを格納するスロットと、前記デー
    タに対する操作をするアルゴリズムの集合からなるメソ
    ッドを記述してあるクラスオブジェクトの階層と、それ
    ぞれのクラスオブジェクトに対応したインスタンスオブ
    ジェクトを有するオブジェクト指向言語において、前記
    クラスオブジェクト及びインスタンスオブジェクトを変
    更させるためのメタ操作群を備えさせ、前記クラスを変
    更する場合には前記クラスオブジェクトを複写したフロ
    ーティングクラスオブジェクトを設けて前記フローティ
    ングクラスオブジェクトを前記メタ操作群により変更し
    て新クラスオブジェクトを設けるとともに前記新クラス
    オブジェクトに変更前のクラスオブジェクト（元クラス
    オブジェクトと称する）との関係及び変更の履歴を記述
    したリンクにより連結し、前記インスタンスオブジェク
    トを変更する場合には前記メタ操作群により前記変更前
    のインスタンスオブジェクト（元インスタンスオブジェ
    クトと称する）を変更するとともに新インスタンスオブ
    ジェクトに元インスタンスオブジェクトの親クラスオブ
    ジェクトとの関係及び変更の履歴を記述し、または元イ
    ンスタンスオブジェクトを複写したフローティングイン
    スタンスオブジェクトを設けて前記フローティングイン
    スタンスオブジェクトを前記メタ操作郡により変更して
    新インスタンスオブジェクトを設けるとともに前記新イ
    ンスタンスオブジェクトに元インスタンスオブジェクト
    との関係及び変更の履歴を記述したリンクにより元イン
    スタンスオブジェクトと対応するクラスオブジェクトに
    連結することを特徴とするオブジェクト指向言語におけ
    る動的オブジェクトの管理方式。
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