Wertsemantik

Wertsemantik bezeichnet in der Informatik die Semantik von Programmiersprachen, bei der Ausdrücke eindeutig Werte statt Speicheradressen oder Referenzen liefern. In einer Sprache mit Wertsemantik entspricht eine Auswertung dem Erzeugen eines neuen, isolierten Wertes; Zuweisungen ersetzen den alten Wert durch einen neuen, oft durch Kopie oder durch Übertragung des Besitzes. Mutationen betreffen in der Regel nur bereits vorhandene Werte, nicht fremde Aliase.

Im Gegensatz dazu steht die Referenzsemantik (Referenzsemantik): Variablen verweisen auf Speicherorte oder Objekte, und mehrere Namen können auf dasselbe Objekt zeigen; Mutationen über ein Referenzobjekt werden von allen Referenzen gesehen.

Auswirkungen: Werte können ohne Seiteneffekte kopiert werden; Aliasing tritt nicht auf, was das Verstehen von Programmen erleichtert. Allerdings kann Kopieraufwand Kosten verursachen und tiefe Kopien nötig machen. In Sprachen mit unveränderlichen Werten (functional languages) herrscht eine starke Form der Wertsemantik, da Daten nach ihrer Erzeugung nicht verändert werden können.

Praktische Beispiele: In C++ ist der grundlegende Typ oft mit Wertsemantik; Klassen können Wert- oder Referenzsemantik über Copy- bzw. Move-Konstruktoren definieren. Python verwendet im Wesentlichen Referenzsemantik, auch wenn primitive Typen wie int oder str effektiv wertbasiert sind. Java hat Primärwerte für primitive Typen, Objekte nutzen Referenzen; Rust setzt auf Besitz- und Bewegungsemantik, eine Mischform, die Wert- und Referenzeigenschaften verbindet.

Relevanz: Die Wahl der Wert- oder Referenzsemantik beeinflusst Vorhersehbarkeit, Nebenläufigkeit, Optimierung und API-Design. Die Begriffe werden häufig in der Programmiersprachenforschung und beim Design von Bibliotheken verwendet, um zu beschreiben, wie Daten weitergegeben, kopiert und mutiert werden.