O que são as tipagens estática e dinâmica em programação

Porém, quando falamos nos tipos de dados, um conceito fundamental em programação, a questão vai além do valor que damos às variáveis. Além de sabermos o que são números, strings de caracteres, booleanos, etc, há também outros dois conceitos importantes que normalmente acompanham a ideia de tipo: tipagem estática e tipagem dinâmica, e quais linguagens utilizam cada um deles.

Neste artigo vamos revisar o que são estes conceitos, o porquê de serem importantes e como eles afetam as linguagens e a forma de escrever código.

O que são tipos?

Antes de começarmos, é importante relembrar o que são tipos. Um dos aspectos mais fundamentais em uma linguagem de programação é saber com quais tipos ela trabalha e como manipulá-los utilizando variáveis.

Podemos definir tipos como valores que são manipulados por um programa. São os blocos básicos e principais que usamos para programar. Afinal de contas, a programação é basicamente processar dados e, para fazer isso, o programa precisa saber qual é o tipo de dado que será processado.

A maior parte das linguagens de programação trabalha com variações baseadas nos quatro tipos primitivos abaixo:

• INT ou número inteiro: valores numéricos inteiros (positivos ou negativos);

• FLOAT ou o chamado “ponto flutuante”: valores numéricos com casas após a vírgula (positivos ou negativos);

• BOOLEAN ou booleanos: representado apenas por dois valores, “verdadeiro” e “falso”. Também chamados de operadores lógicos;

• TEXT: sequências ou cadeias de caracteres, utilizados para manipular textos e/ou outros tipos de dados não numéricos ou booleanos, como hashes de criptografia.

O JavaScript, por exemplo, tem como tipos primitivos embutidos na estrutura básica da linguagem: number, string, boolean e symbol (de “nome simbólico”, usado entre outras coisas para criar propriedades únicas em objetos). Já o C# (C Sharp) trabalha com uma quantidade maior de tipos primitivos, de acordo com o espaço de memória que será ocupado pela variável: Boolean, Byte, SByte, Int16, UInt16, Int32, UInt32, Int64, UInt64, IntPtr, UIntPtr, Char, Double e Single. Outras linguagens podem trabalhar com outras variações.

Além dos primitivos, existem outros tipos estruturados, como funções, arrays, objetos e suas variações também dependem da linguagem.

Agora que já sabemos o básico sobre o que são tipos, vamos entender o que são linguagens estaticamente tipadas e dinamicamente tipadas.

Linguagens estaticamente tipadas

Uma linguagem é definida como estaticamente tipada quando a pessoa que está programando precisa informar explicitamente o tipo de cada dado utilizado no sistema: variáveis, parâmetros de funções, valores de retorno, etc. Uma vez definido o tipo, estas variáveis estão restritas ao tipo declarado; a checagem (type checking) é feita na compilação do programa ou em tempo de execução (runtime), dependendo se a linguagem for compilada ou interpretada.

Linguagens compiladas são aquelas em que o código escrito pela pessoa é “traduzido” para linguagem de máquina, gerando outro código que aí sim pode ser executado - exemplos de linguagens compiladas são Java, C e Go. Nas linguagens interpretadas o código escrito é traduzido para linguagem de máquina durante a execução - por exemplo, Python e JavaScript.

A checagem de tipos serve para minimizar a possibilidade de erros causados por tipos de dados errados. Por exemplo, no caso do programa receber dados no formato de string para fazer uma soma, ao invés de dados do tipo número.

Assim, quem está programando estabelece e declara o tipo de dado que será associado à variável, como neste exemplo em C#:

No exemplo acima foram declaradas três variáveis, cada uma com um tipo de dado diferente: String para o texto, Int32 para um número inteiro de 32 bits e bool para um tipo booleano (no caso, true). Uma vez definido, o tipo de dado na variável não pode mais ser modificado; variáveis declaradas como string, por exemplo, só poderão receber dados desse tipo.

Algumas linguagens estaticamente tipadas trabalham com a chamada inferência de tipo, técnica em que o programa consegue determinar sozinho o tipo da variável sem que seja necessário deixar essa informação explícita no código. Porém, a checagem de tipos continua ocorrendo normalmente.

Exemplos de linguagens estaticamente tipadas são C, C++, Java. Go e Rust. Linguagens como Java, C e C++ também são explicitamente tipadas, ou seja, é necessário declarar o tipo ao criar a variável.

Linguagens dinamicamente tipadas

O tipo é determinado (inferido) em runtime (ou tempo de execução) de acordo com o valor do dado, e não a partir da variável.

Nestes casos, o programa observa qual é o tipo de cada dado que está sendo declarado do código e, a partir disso, determina a tipagem. A sintaxe não exige que se informe explicitamente o tipo quando definimos variáveis; em algumas linguagens é possível informar explicitamente o tipo de dado, mas não é obrigatório.

Vamos ver um exemplo da diferença entre tipagem estática e dinâmica:

Na função acima, os tipos dos parâmetros e do retorno estão explícitos, e a função só irá aceitar dados do tipo int (números inteiros), e também só vai devolver (ou retornar) dados do tipo int.

Na função acima não há nenhuma indicação de tipo. O tipo, que será recebido pelos parâmetros da função, será definido durante a execução do programa. Além disso, a mesma função pode, pelo exemplo acima, receber tanto dados do tipo int (números inteiros) como float (números de ponto flutuante).

Alguns exemplos de linguagens com tipagem dinâmica são: JavaScript, Python, PHP, Ruby, entre outras.

Tipagem “forte” vs tipagem “fraca”

Além de utilizarem abordagens diferentes para a checagem de tipos, as linguagens também podem ter comportamentos diferentes quando o programa executa operações com tipos de dados não-esperados. Veja este exemplo em Python:

Vimos que uma tentativa de operação de soma entre string e número resulta justamente em um type error, ou seja, um erro de tipo: "não é possível concatenar objetos str e int".

Agora vejamos este exemplo em JavaScript:

O programa não gerou erros, pois o JavaScript fez uma conversão implícita do valor 10 de número para string, para então concatenar com a string ”10”. Essa é uma característica de linguagens com tipagem “fraca”, como o JavaScript e o PHP.

É interessante notar, também, que linguagens com tipagem dinâmica não têm necessariamente tipagem fraca, como vimos acima com Python.

Exemplos de linguagens com tipagem dinâmica e forte: Python, Ruby, Erlang, Clojure

Exemplos de linguagens com tipagem dinâmica e fraca: JavaScript, PHP, Perl

Exemplos de linguagens com tipagem estática e forte: C#, Java, Scala

Exemplos de linguagens com tipagem estática e fraca: C, C++

Conclusão

• Na tipagem estática, o tipo é inferido pela variável e a checagem (type checking) é feita durante a compilação;

• Na tipagem dinâmica, o tipo é inferido pelo valor do dado e a checagem (type checking) é feita em tempo de execução (runtime);

• Linguagens estaticamente tipadas têm uma performance de execução melhor, pois durante a execução o código já foi “traduzido” para linguagem máquina e a checagem/tipagem das variáveis já foi feito;

• Por outro lado, linguagens dinamicamente tipadas costumam ser mais ágeis durante o desenvolvimento e também são mais flexíveis.

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