CLU

CLU

编程范型	多范型: 面向对象, 过程式
设计者	芭芭拉·利斯科夫和她的学生
实作者	麻省理工学院
发行时间	1975年​（1975）
稳定版本	Native CLU 1.5 (SPARC, VAX) / 1989年5月26日​（1989-05-26） Portable CLU / 2009年11月6日​（2009-11-06）
型态系统	强类型
网站	www.pmg.lcs.mit.edu/CLU.html
主要实作产品
Native CLU,Portable CLU,clu2c
受启发于
ALGOL 60, Lisp, Simula
施影响于
Ada, Argus, C++, Lua, Python, Ruby, Sather, Swift

CLU是在1974年到1975年由麻省理工学院（MIT）的芭芭拉·利斯科夫和她的学生创造的一门编程语言。虽然它没有被广泛使用，但它引入了许多现在广泛使用的特性，并被视为面向对象编程发展的重要一步。

主要贡献包括抽象数据类型、传共享调用、迭代器、多值返回（并行赋值形式）、参数化类型和可变类型。值得注意的是它使用了具有构造器和方法的类，但没有继承。

聚簇

CLU的语法基于了ALGOL，这是多数新语言设计的起点。关键增补是“聚簇”（cluster）概念，它是CLU的类型扩展系统和语言名字的根源（CLUster）。聚簇一般对应于面向对象语言中“类”的概念。例如，下面是CLU用来实现复数的语法：

   complex_number = cluster is add, subtract, multiply, ...
       rep = record [ real_part: real, imag_part: real ]
       add = proc ... end add;
       subtract = proc ... end subtract;
       multiply = proc ... end multiply;
       ...
   end complex_number;

聚簇是一个模块，它封装了除了那些在is子句中显式命名的成员之外的所有成员。这些成员对应于现在面向对象语言中一个类的公开成员。聚簇还定义了可以在聚簇之外引用名字的一个类型（在这个案例中是complex_number），但是它的表示类型（这里的rep）对于外部客户是隐藏的。

聚簇名字是全局的，不提供名字空间机制来组织聚簇，也不允许它们在其他聚簇内部被“局部”创建。

CLU不进行隐式类型转换。在聚簇中，显式类型转换up和down在抽象类型和表示之间进行变更。有一个全体类型any，和一个过程force[]来检查一个对象是否是一个特定类型。对象可以是可变的或不可变的，后者是基础类型，比如整数、布尔值、字符和字符串。

其他特征

CLU类型系统的另一个关键特征是迭代器，它一个接一个的、顺序的从一个搜集返回对象。迭代器提供了一致的应用编程接口（API），而不管所用于的是什么数据。因此给complex_number的一个搜集的迭代器可以用与integer的数组相同的方式调用。CLU迭代器的显著特征是它们被实现为协程，每个值都是通过yield语句提供给调用者的。像CLU中这样的迭代器，现在是很多现代语言比如C#、Ruby和Python的常见特征，然而它们近来经常被称为生成器。下面是迭代器的例子：

   % 产生从1到n的奇数
   odds = iter(n:int) yields int
       i:int
       i = 1
       while i < n do
           yield i
           i := i + 2
       end
   end odds  
     
   for i:int in odds(13) do
       print int$unparse(i) || "\n"
   end

CLU还包括了异常处理，它参考了在其他语言中的各种尝试；异常使用signal引发，并通过except处理。不同于具有异常处理的多数其他语言，异常不会被隐式的沿着调用链重新发起。不同之处还有，在CLU中异常被当作是正常执行流程的一部分，并作为“正常”而有效的一种类型安全的方式，用来退出循环或从函数返回；它允许用except when直接指定在其他条件适用时的返回值。既未捕获也未显式的重新发起的异常，被立即转换成特殊失败异常，这典型的会终止程序。

CLU经常被引证为具有类型安全的可变类型的第一个语言，在这里叫作oneof，早于ML语言拥有的叫做代数数据类型的标签联合。

CLU中最后一个显著特征是并行赋值（多赋值），这里多于一个变量可以出现在赋值算符的左侧。例如，书写x,y := y,x将交换x和y的值。以相同的方式，函数可以返回多个值，比如x,y,z := f(t)。并行赋值（但未包括多返回值），在CLU之前已经出现在CPL（1963年）之中，叫作“同时赋值”，然而确是CLU使之流行，并被引证为对后来语言中出现的并行赋值有直接的影响。

在CLU程序中所有对象都存活在堆中，而内存管理是自动化的。

CLU支持参数化类型的用户定义数据抽象。它是提供类型安全限定的参数化类型的第一个语言，它使用where子句结构，来表达在实际类型实际参数上的约束。

影响

CLU和Ada是C++的模板的主要启发者。

CLU的异常处理机制影响了后来的语言如C++和Java。

Sather、Python和C#所包含的迭代器，最早出现在CLU中。

Perl和Lua采用的多赋值和从函数调用返回多个值来自CLU。

Python和Ruby从它引入了传共享调用、yield语句和多赋值。

外部链接

• 官方网站
• A History of CLU (pdf)
• clu2c: a program to compile CLU code to C
• Dictionary of Programming Languages
• CLU comparison at '99 bottles of beer' multi-language demo algorithm site