Có bao giờ thay đổi giá trị của 4? Một - làm thế nào điều này đi vào bài kiểm tra Hayes-Thomas?

Vào năm 1989, Felix Lee, John Hayes và Angela Thomas đã viết một bài kiểm tra của Hacker dưới dạng một câu đố với nhiều câu chuyện cười trong cuộc, như Bạn có ăn chất nhờn không? Giáo dục

Tôi đang xem xét các loạt sau:

0015 Ever change the value of 4?
0016 ... Unintentionally?
0017 ... In a language other than Fortran?

Có giai thoại cụ thể nào làm cho số Số 4 đặc biệt trong sê-ri không?

Có phải một số thực hiện Fortran cho phép sửa đổi giá trị của hằng số? Điều này có thể trong các ngôn ngữ khác được sử dụng phổ biến tại thời điểm đó?

Ngày xưa (những năm 1970 trở về trước), một số máy tính không có MMU (và điều này đúng cho ngày nay đối với các bộ vi điều khiển rất rẻ).

Trên các hệ thống như vậy, không có bảo vệ bộ nhớ nên không có phân đoạn chỉ đọc trong không gian địa chỉ và chương trình lỗi có thể ghi đè lên hằng số (trong bộ nhớ dữ liệu hoặc thậm chí bên trong mã máy).

Các trình biên dịch Fortran tại thời điểm đó đã thông qua các đối số chính thức bằng cách tham chiếu . Vì vậy, nếu bạn đã làm CALL FUN(4)và SUBROUTINE FUN(I)cơ thể của nó thay đổi I- ví dụ như với một tuyên bố I = I + 1trong cơ thể của nó, bạn có thể gặp thảm họa, thay đổi 4 thành 5 trong người gọi (hoặc tệ hơn).

^{Điều này cũng đúng trên các máy vi tính đầu tiên như IBM PC AT gốc từ năm 1984, với MS-DOS}

FWIW, tôi đã đủ tuổi để sử dụng, khi còn là một thanh niên mới lớn vào đầu những năm 1970, những máy tính như vậy: IBM1620 và CAB500 (trong một bảo tàng: đây là những máy tính thời kỳ những năm 1960!). IBM1620 khá thú vị: nó được sử dụng trong các bảng bộ nhớ để bổ sung và nhân (và nếu bạn ghi đè lên các bảng này, sự hỗn loạn xảy ra sau đó). Vì vậy, không chỉ bạn có thể ghi đè lên 4, mà thậm chí bạn có thể ghi đè lên mọi phép cộng 2 + 2 trong tương lai hoặc phép nhân 7 * 8 (nhưng tôi thực sự quên những chi tiết bẩn này nên có thể sai).

Hôm nay, bạn có thể ghi đè mã BIOS vào bộ nhớ flash, nếu bạn đủ kiên trì. Đáng buồn thay, tôi không cảm thấy niềm vui đó nữa, vì vậy tôi không bao giờ thử. (Tôi thậm chí sợ cài đặt một số LinuxBios trên bo mạch chủ của mình).

Trên các máy tính và hệ điều hành hiện tại vượt qua hằng số bằng cách tham chiếu và thay đổi nó bên trong callee sẽ chỉ gây ra vi phạm phân đoạn , nghe có vẻ quen thuộc với nhiều nhà phát triển C hoặc C ++.

BTW: to nitpicking: ghi đè 4 không phải là vấn đề ngôn ngữ, mà là việc thực hiện.

Đó là một tác dụng phụ không chủ ý của chiến lược đánh giá cuộc gọi chức năng của FORTRAN kết hợp với tối ưu hóa trình biên dịch sai.

FORTRAN II đã giới thiệu các hàm và chương trình con do người dùng định nghĩa với các đối số được truyền bằng tham chiếu . (Tại sao, tôi không biết. Nó có thể hiệu quả hơn so với giá trị truyền qua trên phần cứng của IBM thời đó.)

Thông thường, tham chiếu qua có nghĩa là bạn phải truyền một giá trị l (giống như một biến) thay vì giá trị r. Nhưng các nhà thiết kế của FORTRAN đã quyết định hữu ích và cho phép bạn vượt qua các giá trị r dưới dạng đối số. Trình biên dịch sẽ tự động tạo một biến cho bạn. Vì vậy, nếu bạn đã viết:

CALL SUBFOO(X + Y, 4)

trình biên dịch sẽ chuyển đổi điều này đằng sau hậu trường thành một cái gì đó như

TEMP1 = X + Y
TEMP2 = 4
CALL SUBFOO(TEMP1, TEMP2)

Ngoài ra còn có một tối ưu hóa trình biên dịch phổ biến được gọi là pool pool theo nghĩa đen, có thể hợp nhất nhiều thể hiện của cùng một hằng số vào cùng một biến được tạo tự động. (Một số ngôn ngữ trong họ C yêu cầu điều này cho chuỗi ký tự.) Vì vậy, nếu bạn đã viết

CALL SUBBAR(4)
CALL SUBBAZ(4)

điều này sẽ được đối xử như thể nó là

FOUR = 4
CALL SUBBAR(FOUR)
CALL SUBBAZ(FOUR)

có vẻ như là một điều hoàn toàn hợp lý để làm cho đến khi bạn có một chương trình con thay đổi giá trị của các tham số.

SUBROUTINE SUBBAR(X)
    !...lots of code...
    X = 5
    !...lots of code...
END SUBROUTINE SUBBAR

Bùng nổ! CALL SUBBAR(4)đã thay đổi giá trị của 4 trong nhóm nghĩa đen thành 5. Và sau đó bạn sẽ tự hỏi tại sao SUBBAZgiả sử bạn vượt qua nó 5 thay vì 4bạn thực sự đã viết trong mã.

Các phiên bản mới hơn của Fortran giảm thiểu vấn đề này bằng cách cho phép bạn khai báo INTENTbiến là INhoặc OUTvà đưa ra lỗi (hoặc ít nhất là cảnh báo) nếu bạn truyền hằng số dưới dạng OUTtham số.

Trong FORTRAN, khi một hằng số được truyền cho một thủ tục khác, nó không còn được bảo vệ nữa. Đó là những gì họ đề cập đến. Các ngôn ngữ lập trình phổ biến khác cùng thời đó là C và Pascal không (và vẫn không) có vấn đề này. Có thể có những ngôn ngữ lập trình cũ hơn mà tôi không biết có cùng một vấn đề.