Modula-3

Modula-3项目始于1986年11月，当时莫里斯威尔克斯给Niklaus Wirth写了一些关于Modula新版本的想法。 Wilkes在此之前一直在DEC工作，并已回到英国并加入Olivetti的研究战略委员会。 Wirth已经转到Oberon，但是在Modula的名字下威尔克斯的团队继续发展并没有问题。语言定义于1988年8月完成，并于1989年1月更新。DEC和Olivetti的编译器很快就完成了，随后的第三方实现。

它的设计深受当时SRC和Acorn计算机研究中心（ARC，后来ORC当Olivetti收购Acorn时）使用的Modula-2 +语言的影响，这是用于操作系统的语言编写了DEC Firefly多处理器VAX工作站，其中编写了用于Acorn C的Acorn编译器和ARC的ARM模块执行库（CAMEL），用于基于ARM的Acorn Archimedes系列ARM计算机的ARX操作系统项目。正如修订后的Modula-3报告所述，该语言受到Mesa，Cedar，Object Pascal，Oberon和Euclid等其他语言的影响。

在20世纪90年代，Modula-3作为教学语言获得了相当可观的货币，但它从未广泛用于工业用途。对此有所贡献的可能是DEC，一个关键的Modula-3支持者（特别是在1998年DEC出售给康柏之前不再有效地维持它）的消亡。无论如何，尽管Modula-3的简单性和强大功能，似乎很少需要使用面向对象编程的程序化编译语言。一段时间以来，一个名为CM3的商业编译器由DEC SRC之前的主要实现者之一维护，他在DEC被出售给Compaq之前被聘用，一个名为Reactor的集成开发环境和一个可扩展的Java虚拟机（以二进制和源格式授权以及由Critical Mass，Inc.提供，但该公司在2000年停止了活动，并将其产品的一些来源提供给elego Software Solutions GmbH。 Modula-3在大学里教授，主要是比较编程语言课程，其教科书已绝版。从本质上来说，Modula-3的公司支持者是elego Software Solutions GmbH，该公司继承了来自Critical Mass的资源，并且此后以源代码和二进制形式发布了CM3系统的多个版本。 Reactor IDE在几年之后就已经开放源代码，并且新的名称为CM3-IDE。 2002年3月，elego还接管了另一个主动Modula-3发行版PM3的存储库，直到当时保留在蒙特利尔高等理工学院，但后来由于HM3的工作而继续改进，直到它被废弃为止。

语言的语法一个常见例子是Hello world程序。

Modula-3中的所有程序都至少有一个模块文件，而大多数程序还包含一个客户端用来访问模块数据的接口文件。 像其他语言一样，Modula-3程序必须导出一个主模块，它可以是一个名为Main.m3的文件，也可以是一个文件可以调用EXPORT来导出主模块。

建议模块文件名称与实际模块名称相同，但编译器只会在不同的情况下提醒您。

语法中的其他约定包括命名接口T的导出类型，因为类型通常由它们的全名来限定，所以在名为Foo的模块内的类型T将被命名为Foo.T. 这有助于可读性。 另一个类似的约定是在上面的OOP示例中命名公共对象Public。

首先，所有编译单元都是INTERFACE或实现MODULE，具有一种或另一种风格。一个接口编译单元，从关键字INTERFACE开始，定义常量，类型，变量，例外和过程。实现模块以关键字MODULE开头，提供实际代码以及实现接口所需的任何其他常量，类型或变量。默认情况下，实现模块将实现相同名称的接口，但是模块可以明确地将EXPORT输出到不具有相同名称的模块。例如，主程序为Main接口导出一个实现模块。

任何编译单元都可以导入其他接口，但禁止循环导入。 这可以通过从执行MODULE执行导入来解决。 使用FROM模块IMPORT Item [，Item] *语法可以导入导入模块中的实体，而不仅仅是模块名称：

通常，只导入接口，并使用'点'符号访问接口内的项目（类似于访问记录中的字段）。一个典型的用法是为每个接口定义一个数据结构（记录或对象）以及任何支持过程。在这里主类型将得到名称'T'，并且使用MyModule.T 中的一个。

如果导入的模块与模块内的其他实体之间发生名称冲突，则保留字AS可用于IMPORT CollidingModule AS X;

某些功能被认为是不安全的，编译器不能再保证结果是一致的（例如，与C编程语言接口时）。前缀INTERFACE或MODULE前面的关键字UNSAFE可用于告诉编译器启用该语言的某些低级功能。例如，一个不安全的操作是绕过使用LOOPHOLE的类型系统将一个整数的位复制到一个浮点实数。

导入不安全模块的接口本身不安全。 安全接口可能由不安全的实现模块导出。这是连接到外部库时的典型用法，其中构建了两个接口（一个不安全，另一个安全）。

通用接口及其相应的通用模块，在INTERFACE或MODULE关键字前加上GENERIC，并将其他接口作为形式参数。 因此（像C ++模板一样）可以很容易地定义和使用抽象数据类型，但与C ++不同的是，粒度在模块级别。 接口作为实际参数传递给通用接口和实现模块，编译器将生成具体模块。

例如，可以定义GenericStack，然后使用IntegerElem或RealElem等接口或甚至与对象的接口对其进行实例化，只要这些接口中的每一个都定义了通用模块所需的属性即可。

注意：裸类型INTEGER或REAL不能使用，因为它们不是模块，泛型系统基于使用模块作为参数。相比之下，在C ++模板中，将使用裸类型。

文件: IntegerElem.i3

文件：GenericStack.ig

文件：GenericStack.mg

文件：IntegerStack.i3

文件：IntegerStack.m3

任何标识符都可以追溯到它的起源地点，而不像其他语言的“包含”特征。 编译单元必须使用IMPORT语句从其他编译单元导入标识符。 即使枚举也使用与访问记录字段时使用的'点'符号相同的符号。

Modula-3支持在运行时分配数据。有两种内存可以分配TRACED和UNTRACED，不同之处在于垃圾收集器是否可以看到它。NEW（）用于分配这两类内存中的任何一个的数据。在UNSAFE模块中，DISPOSE可用于释放未交叉的内存。

面向对象编程技术可用于Modula-3，但不需要使用它们。Modula-3（模块，泛型）中提供的许多其他功能通常可代替面向对象。

对象支持有意保留其最简单的条款。OBJECT声明引入了一个对象类型（在其他面向对象的语言中称“类”），尽管对象类型是引用类型，但与Modula-3中的RECORD不同 （类似于C中的结构）。按照惯例，导出的类型通常被命名为T，并创建一个单独的“公共”类型来公开方法和数据。 例如：

异常处理基于TRY ... EXCEPT块系统，它变得很常见。除了Delphi，Python ，Scala和Visual Basic.NET之外，其他语言中尚未采用的一个特性是[EXCEL]构造定义了一种switch语句形式，每种语言都有 作为它自己的EXCEPT子句中的一个例子可能的例外。Modula-3还支持LOOP ... EXIT ... END结构，该结构循环直到出现EXIT，这个结构等同于TRY ... EXCEPT子句中的简单循环。

该语言支持使用多线程，以及线程之间的同步。运行时库（m3core）中有一个名为Thread的标准模块，它支持使用多线程应用程序。实际上，Modula-3运行时可能会使用单独的线程来执行垃圾收集等内部任务。

内置数据结构MUTEX用于同步多个线程，并保护数据结构免受可能的损坏或竞争条件的同时访问。LOCK和相应的UNLOCK语句锁定和解锁MUTEX。MUTEX是一个对象，因此可以从中派生出其他对象。

例如，在libm3库的I / O部分，读写器（Rd.T和Wr.T）从MUTEX派生，并且在访问或修改任何内部数据（如缓冲区）之前锁定自己。