Como os compiladores sabem sobre outras classes e suas propriedades?

Estou escrevendo minha primeira linguagem de programação orientada a objetos e até agora muito boa em criar uma única 'classe'. Mas, digamos que eu queira ter aulas, digamos ClassAe ClassB. Desde que esses dois não tenham nada a ver um com o outro, tudo ficará bem. No entanto, digamos que ClassAcrie um ClassB- isto coloca duas questões relacionadas:

-Como o compilador saberia ao compilar ClassAque ClassBexiste e, se existir, como saberá suas propriedades?

Até agora, meus pensamentos foram: em vez de compilar cada classe de cada vez (ou seja, digitalizar, analisar e gerar código) cada arquivo "(não realmente arquivo, por si só, mas uma" classe "), preciso digitalizar + analisar cada primeiro , em seguida, gerar código para todos?

Diferentes idiomas (e, portanto, compiladores) abordam isso de maneira diferente.

Na família C, os diferentes módulos têm um arquivo de cabeçalho correspondente que é usado ao criar o objeto. Os arquivos de cabeçalho fornecem informações sobre o tamanho do objeto e quais funções ou métodos existem que podem ser chamados. Isso permite as informações necessárias para alocação de memória e "esse método / função / procedimento existe?" isso é usado ao fazer a compilação de uma única unidade que não precisa ter acesso à própria fonte.

Em Java, o compilador está ciente das coisas em seu caminho de classe e inspeciona o objeto vinculado a eles (verificando se os métodos existem, se possui o número certo de argumentos, etc ...). O Java também pode vincular dinamicamente no carregamento do tempo de execução em outras classes que não sabe nada sobre quando foi compilado. Consulte Class.forName para obter um exemplo de carregamento dinâmico.

Ambas as opções são bastante válidas e têm seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens. Fornecer arquivos de cabeçalho que alguns consideram DRY pesado e violador . Por outro lado, se você não possui arquivos de cabeçalho, as bibliotecas precisam ser inspecionáveis ​​pelo compilador e pelo vinculador - um .so ou .dll provavelmente não terá informações suficientes para instanciar adequadamente os objetos ou validar as chamadas de método ( e seria dependente da máquina).

Na prática, com Java, o IDE analisa um programa inteiro de uma só vez; quando a classe B é referenciada, o compilador IDE examinará. Tudo, incluindo as bibliotecas, é um todo completo. Quando o programa estiver pronto, você poderá alterar os caminhos da classe, trocar e excluir arquivos .class individuais e alternar as versões da biblioteca. Você também pode compilar arquivos .java individuais sem usar o IDE (ou de alguma forma evitar verificações). O resultado não precisa ser consistente em todos, e se não é você vai obter exceções de tempo de execução. (Uma das muitas coisas que um IDE está tentando fazer por você é transformar erros de tempo de execução em erros de tempo de compilação, ou melhor, de tempo de edição).

O C # é o mesmo, e não acho que C e C ++ sejam realmente tão diferentes, pois o que os Java e C # IDE estão fazendo é apenas criar cabeçalhos no estilo C / C ++ para você nos bastidores.

Os idiomas mais antigos às vezes são mais rigorosos; considere o que é possível em Java:

public interface Ifc {
    public static final Ifc MY_CONSTANT = new Implem();
}

public class Implem implements Ifc {
}

Eu já vi o antipadrão acima, e é realmente feio (eu o teria proibido). Ambas as unidades de compilação se usam. Mas o Ifc pode ser compilado para codificar sem ter um implemento compilado. O código compilado, .class, comparável a um C .obj, contém "informações de ligação:" uma importação do Implem, chamando um construtor sem parâmetros Implem(). A classe Implem pode então ser compilada sem problemas. Em parte, o ClassLoader - executando os dados da classe JVM de inicialização / construção e, em parte, a própria Java Virtual Machine, desempenham um pouco como vinculador , integrando todos.

Por exemplo, compilar com uma versão de uma biblioteca específica e executar com outra versão dessa biblioteca reconhecerá erros de tempo de execução.

Portanto, a resposta: A compilação fornece unidades de código de objeto compilado, que é necessário ver como código + dados + API para vinculação.

Posteriormente, o compilador também deve fazer uma compactação e verificar a API de ligação; uma segunda fase.

Isso pode irritar e parecer deselegante, mas as provas matemáticas podem operar da mesma maneira: ao provar toda a exatidão, já é possível considerar uma parte como verdadeira até a verificação.