Jass - Java with assertions

1. Jass - Java with assertions Sérgio Soares

2. Jass • Assertions descrevem propriedades que devem ser verdadeiras em determinados pontos da execução do programa • Especificação formal como parte da linguagem • Especificação documentada no código

3. Jass • Checagem em tempo de execução • Precondições e poscondições • Invariantes (de classe e de loop) e variantes (de loop) • Tratamento de violação de assertions (rescue e retry) • Exceções indicam violação das condições. • Precompilador traduz assertions em comandos Java.

4. Comandos de Jass • require precondição • ensure poscondição • ìnvariant de classe ou loop • variant de loop (deve ser positivo e decrescente com a execução do loop) • check verifica assertions em qualquer parte do código • rescue bloco executado caso assertion seja false • retry executa novamente o método (só pode ser utilizado dentro do bloco rescue)

5. Exemplos de Assertions /** require a!=0 **/ /** require a!=0; isEven(a) **/ /** require -1 > c.m() **/

6. Restrições de Assertions • Definições recursivas • Chamar o método que declara a assertion direta ou indiretamente. • Se um método é chamado durante a avaliação de uma assertion e neste método é declarada uma assertion, está não é avaliada.

7. Construtores especiais • Old (poscondição) • representa o estado inicial do objeto antes da execução do método • o método clone deve ser implementado • changeonly (poscondição) • limita a alteração de atributos da classe • os atributos do objeto são comparados com os de Old pelo método equals, o qual deve ser rescrito

8. Exemplo de Assertion public void addElement (Object o) { /** require !isFull(); o != null; **/ buffer[in % buffer.length] = o; in++; /** ensure changeonly{in,buffer}; Old.in == in - 1; **/ }

9. Implementação das assertions • No caso de chamada de métodos na definição da assertion • O corpo do método é copiado em uma versão sem assertions • O invariante de classe vira um método que é chamado na precondição e na poscondição. • Em loops o invariante é checado a cada execução e é criada uma variável para armazenar o variante. • Checks são expandidos como macros

10. Refinamento • Para cada método sobrescrito: • Se o método abstrato e aplicável o concreto também pode ser chamado • O método concreto é mais determinístico • O invariante da superclasse deve ser válido onde o da subclasse se aplique

11. Refinamento • Enfraquecer a precondição • pre_a -> pre_c • Fortalecer a poscondição • mais restrições (determinismo)

12. public void addElement (Object o) { /** require !isFull(); o != null; **/ buffer[in % buffer.length] = o; in++; /** ensure changeonly{in,buffer}; Old.in == in - 1; **/ } public void addElement (Object o) { /** require !isFull(); **/ if (o==null) buffer[in % buffer.length] = new Default(); else buffer[in % buffer.length] = o; in++; /** ensure changeonly{in,buffer}; Old.in == in - 1; o!=null ? contains(o) : true; **/ }

13. Passos para refinar métodos • Implementar a interface jass.runtime.refinement • Implementar a função de “abstração” jassGetSuperState()

14. Passos para refinar métodos public class UnlimitedBuffer { ... private Buffer jassGetSuperState() { Buffer b = new Buffer(v.size()+1); b.in = v.size(); b.out = 0; for (int i = 0; i < b.buffer.length-1; i++) b.buffer[i] = v.elementAt(i); return b; } }

15. Referencias • Jass: Java with assertions, May 1999. http://semantik.informatik.uni-oldenburg.de/~jass.