Sottotipo (informatica)
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In informatica, e in particolare in programmazione, si definisce sottotipo un tipo di dato legato ad un altro tipo di dato, detto super-tipo, da una relazione di sostituibilità, intesa nel senso che un programma scritto per utilizzare elementi costruiti sul modello del supertipo, può funzionare anche con elementi costruiti sul modello del sottotipo. Più esattamente, spesso si assume che la relazione supertipo-sottotipo sia quella definita dal principio di sostituzione di Liskov; tuttavia ogni linguaggio di programmazione può definire un proprio diverso criterio, o anche non definirlo affatto.
Ad esempio, nella maggior parte dei linguaggi orientati agli oggetti, le sottoclassi generano automaticamente sottotipi: se A è una sottoclasse di B, allora un'istanza della classe A può essere usata in qualsiasi contesto in cui il programma si aspetta di trovare un'istanza della classe B; quindi si può affermare che A è un sottotipo di B. Ne consegue che ogni variabile o parametro dichiarato di tipo B può, a run-time, contenere un valore di tipo A. Dal punto di vista della programmazione ad oggetti si dice in tal caso che tale variabile è polimorfica e si distinguono il suo tipo statico (ovvero il tipo indicato nella sua dichiarazione) e il suo tipo dinamico (il tipo effettivo del valore che le viene assegnato, in generale diverso da B, e in questo caso A).
Un altro esempio: un certo linguaggio potrebbe ammettere l'uso di valori interi al posto di valori floating point, oppure potrebbe definire un tipo numero in grado di contenere entrambi. Nel primo caso il tipo intero sarebbe un sottotipo di floating point; nel secondo questi due tipi non avrebbero alcuna mutua relazione, ma entrambi sarebbero sottotipi di numero.
I programmatori traggono vantaggio dall'uso dei sottotipi, in quanto possono scrivere codice in modo più astratto. Ad esempio:
function max (x as numero, y as numero) is
if x < y then
return y
else
return x
end
se intero e floating point sono entrambi sottotipi di numero, allora valori di entrambi questi tipi possono essere indifferentemente passati come parametri a questa funzione. Sotto questo aspetto l'uso dei sottotipi può essere considerato come una particolare forma di polimorfismo.
La notazione solitamente usata in teoria dei tipi per indicare la relazione fra tipo e sottotipo è <: sicché A<:B significa che A è un sottotipo di B.
Dal punto di vista teorico esiste una fondamentale differenza fra la sottotipizzazione nominale, in cui soltanto i tipi dichiarati secondo determinate regole possono essere uno il sottotipo dell'altro, e la sottotipizzazione strutturale, in cui la struttura stessa di due tipi implica che uno sia il sottotipo dell'altro. La sottotipizzazione sopradescritta si basa sulla nozione di classe, ed è di tipo nominale. Un modo di definire la sottotipizzazione strutturale nel contesto di un linguaggio orientato agli oggetti potrebbe essere affermare che se un oggetto di tipo A è in grado di rispondere a tutti i messaggi a cui è in grado di rispondere un oggetto di tipo B (o, detto in altro modo equivalente, i due oggetti possiedono gli stessi metodi), allora A è un sottotipo di B, indipendentemente dal fatto che i due oggetti siano legati da una relazione di ereditarietà reciproca.
L'implementazione di linguaggi di programmazione con sottotipi cade in due classi: implementazioni inclusive. dove ogni valore di tipo A è anche rappresentazione dello stesso valore di tipo B se A<:B, e implementazioni coercitive, dove ogni valore di tipo A può essere automaticamente convertito in uno di tipo B. La sottotipizzazione indotta da una classe (subclassing) in un linguaggio orientato agli oggetti è, solitamente, inclusiva. relazioni di sottitipo tra interi e floating point, che sono rappresentati in modi differenti, sono solitamente coercitive.
In quasi tutti i sistemi che definiscono una relazione di sottotipo, questa è riflessiva (ovvero A<:A per ogni tipo A) e transitiva (ovvero se A<:B e B<:C allora A<:C). Viene definito in questo modo un preordinamento sui tipi.
