Written by JS970
on May 11, 2023

Names and Bindings

Name

Name은 프로그램에서 식별자 역할을 한다.
Name은 자료 구조, 타입, 함수, 특수 기능 등 여러 namespace에 속할 수 있다.
문법적으로는 Name을 lexeme의 instance라고 말할 수 있다.
프로그래밍 언어 설계에 있어서 Name의 디자인 시 고려 사항으로는 아래와 같은 것들이 있다.
- case sensitive?
- 최대로 가질 수 있는 길이
- Special Words의 존재
  - Keyword, Reserved Word, Predefined Word가 있다.
  - Keyword : 특정 문맥에서만 특별하게 사용되는 단어
  - Reserved Word : 사용자 지정 name으로 사용할 수 없는 단어
  - Predefined Word : Reserved Word는 아니지만 시스템에서 이미 정의된 단어
  - 어떤 프로그래밍 언어에서는 Keyword가 Reserved Word가 아닐 수 있다.
    - FORTRAN에서는 아래와 같은 코딩이 가능하다.
```
INTEGER REAL
REAL INTEGER
REAL = 3
INTEGER = 3.4
```
- connector(연결 문자), special symbol등의 허용 여부
  - Pascal, Modula-2는 연결 문자를 허용하지 않았다.
  - FORTRAN 77은 연결 문자로 공백을 사용했다.
  - 대부분의 프로그래밍 언어들(C, COBOL, FORTRAN 90, ...)은 _을 연결 문자로 사용한다.
- 첫 글자 대소문자의 의미(상수, 변수를 구분하는 데 사용되기도 한다)
  - Haskell : 타입 이름은 반드시 capitalized되어야 한다.
  - Prolog : 변수 이름은 반드시 capitalized되어야 한다.

Variable

변수는 메모리 블럭의 추상체로 볼 수 있다.
변수는 name, address, value, type, lifetime, scope의 여섯 가지 속성값을 가진다.
대부분의 변수는 name을 가진다. 하지만 동적 할당 변수 등 name을 가지지 않는 변수도 있다.
address는 변수와 관련된 메모리 주소이다. 변수의 name이 같다고 하더라도 address가 다를 수 있다.
- 파라미터 타입에 따른 차이, scope(local, global)에 따른 차이

Binding

binding이란 name과 속성(attribute)을 연관 짓는 것을 말한다.
앞서 살펴본 변수에서와 같이 name자체가 속성일수도 있다.
더 넓은 관점에서 생각한다면 프로그램 구성 요소와 속성의 연관 짓는 것이라고 생각할 수 있다.

Binding Time

binding이 일어나는 시점을 바인딩 시간이라고 한다.
언어 구성요소마다 바인딩 시간이 다를 수 있다.
- 예약어와 일반어의 바인딩 시간은 다르다.
언어의 같은 구성요소라고 하더라도 속성에 따라 바인딩 시간이 다를 수 있다.
- 동적 할당 여부, 글로벌 변수(static) 여부
바인딩 시각은 다음과 같이 분류할 수 있다.
1. 언어 정의 시점 : Reserved Word의 경우 언어 정의 시점에 바인딩이 일어난다고 볼 수 있다.
2. 언어 구현 시점 : sizeof(int)등의 함수를 생각해 볼 수 있다.
3. 프로그램 번역 시점 : 컴파일 시점에 바인딩이 일어나는 경우이다.
4. 프로그램 링크 시점 : 라이브러리 함수는 이 시점에 바인딩이 일어난다.
5. 프로그램 적재 시점 : 정적 변수의 주소는 이 시점에 바인딩이 일어난다.
6. 프로그램 수행 시점 : runtime에 바인딩이 일어나는 모든 경우가 해당된다.
- 프로그램 수행 이전 시점에 일어나는 binding을 early binding(static binding)이라고 한다.
- 프로그램 수행 시점에 일어나는 binding은 late binding(dynamic binding)이라고 한다.
다음 C언어 프로그램이 주어졌을 때 바인딩 시점에 대해 생각해 보자.
```
static int X; 
int Y;
scanf("%d", &X);
X = X + 10;
```
- 변수 X의 타입 : 컴파일 타임(Program translation time)
- 변수 X의 값 : runtime(Program execution time)
- 기본타입에 관한 +의 의미 : Language definition time
- 프로그램 코드 상에서의 +의 의미 : 컴파일 타임(Program translation time)
- 숫자 10의 의미 : Language definition time
- 숫자 10의 내부 표현 형태(2's complement 등) : Language implementation time
- scanf 호출 시 수행될 내용 : Program link edit time
- 변수 X의 주소 : Program load time
- 변수 Y의 주소 : runtime(Program execution time)

Early Binding

번역 전에 파악할 수 있는 정보가 많다.
다양한 정보로 프로그램의 잠재적 오류를 사전에 검사할 수 있다.
실행파일의 효율을 높일 수 있도록 번역할 수 있다.
컴파일 방식과 잘 어울린다.

Late Binding

가능한 한 프로그래머의 선택을 늦은 시점까지 연기할 수 있다.
범용 프로그래밍(generic programming)과 같은 유연한 프로그래밍 기법을 사용하기 쉽다.
실행 시간에 오류를 발견하는 경우가 많다(오류 검사가 늦다).
인터프리터 방식과 잘 어울린다.

Aliases(Name Binding)

L-value : 변수의 주소, assignment 연산의 좌측에 위치하는 값이다.
- C언어에서 &를 적용할 수 있는 값이다.
R-value : 실제 content의 값, assignment 연산의 우측에 위치하는 값이다.
Alias : 하나의 메모리 공간에 대해 두 개 이상의 name이 존재하는 것이다.
- 가독성에 좋지 않다.
- 효율성의 이유로 사용된 기능이다.
Alias의 원인으로는 아래와 같은 것들이 있다.
- EQUIVALENCE in FORTRAN
- union in C/C++
- varient records in Pascal and Ada
- parameter passing
- pointers and references
아래 프로그램은 Alias로 인해 가독성이 떨어진 프로그램의 예시이다.
```
#include <stdio.h>
#include <math.h>

union {
	int x;
	int y;
} a;

int main() {
	a.x = 3;
	a.y = 4;
	a.x *= a.x;
	a.y *= a.y;
	int z = (int) sqrt(a.x + a.y);
	
	printf("z : %d\n", z);
	return 0;
}
```
- 언뜻 생각하면 5가 출력될 것이라고 생각할 수 있지만 union자료 구조는 메모리 효율성을 위해 하나의 메모리 공간에 여러 변수를 저장하는 자료 구조이다.
- 따라서 최종 출력은 22가 출력된다.(4*4*16 + 512, sqrt(512) = 22)
- 서로 다른 변수명들이 같은 메모리 공간을 가리키고 있어서 이러한 문제가 발생한다.

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