Отложенные (ленивые) вычисления - Основные свойства функциональных языков программирования
В традиционных языках программирования (например, C++) вызов функции приводит к вычислению всех аргументов. Этот метод вызова функции называется вызов-по-значению. Если какой-либо аргумент не использовался в функции, то результат вычислений пропадает, следовательно, вычисления были произведены впустую. В каком-то смысле противоположностью вызова-по-значению является вызов-по-необходимости. В этом случае аргумент вычисляется, только если он нужен для вычисления результата. Примером такого поведения можно взять оператор конъюнкции все из того же C++ (&;&;), который не вычисляет значение второго аргумента, если первый аргумент имеет ложное значение.
Если функциональный язык не поддерживает отложенные вычисления, то он называется строгим. На самом деле, в таких языках порядок вычисления строго определен. В качестве примера строгих языков можно привести языки Scheme, Standard ML и Caml.
Языки, использующие отложенные вычисления, называются нестрогими. Haskell - нестрогий язык, так же как, например, языки Gofer и Miranda. Нестрогие языки зачастую являются чистыми.
Строгие языки часто включают в себя средства некоторых полезных возможностей, присущих нестрогим языкам, например бесконечных списков. В поставке языка Standard ML присутствует специальный модуль для поддержки отложенных вычислений. А язык Objective Caml, помимо этого, поддерживает дополнительное зарезервированное слово lazy и конструкцию для списков значений, вычисляемых по необходимости.
Языки функционального программирования
Далее будет приведено краткое описание некоторых языков функционального программирования (очень немногих). Дополнительную информацию можно почерпнуть, просмотрев ресурсы, перечисленные в следующем разделе.
Лисп (List processor). Считается первым функциональным языком программирования. Поддерживает динамическую и факультативно статическую типизацию. Содержит массу императивных свойств, однако в общем поощряет именно функциональный стиль программирования. При вычислениях использует вызов-по-значению. В стандарт Common Lisp входит Common Lisp Object System (CLOS) - объектная система Common Lisp, которая по многим параметрам превосходит объектные системы в других языках (поддерживает метаобъектный протокол, мультиметоды и т. д.).
ISWIM (If you See What I Mean). Функциональный язык-прототип. Разработан Питером Ландиным в 60-х годах XX вемка для демонстрации того, каким может быть язык функционального программирования. Вместе с языком П. Ландин разработал и специальную виртуальную машину для исполнения программ на ISWIM'е. Эта виртуальная машина, основанная на вызове-по-значению, получила название SECD-машины. На синтаксисе языка ISWIM базируется синтаксис многих функциональных языков. На синтаксис ISWIM похож синтаксис ML, особенно Caml.
Scheme. Диалект Lisp'а, предназначенный для научных исследований в области computer science. При разработке Scheme был сделан упор на элегантность и простоту языка. Благодаря этому язык получился намного меньше, чем Common Lisp.
ML (Meta Language). Семейство строгих языков с развитой полиморфной системой типов и параметризуемыми модулями. ML преподается во многих западных университетах (в некоторых даже как первый язык программирования).
Standard ML. Один из первых типизированных языков функционального программирования. Содержит некоторые императивные свойства, такие как ссылки на изменяемые значения и поэтому не является чистым. При вычислениях использует вызов-по-значению. Очень интересная реализация модульности. Мощная полиморфная система типов. Последний стандарт языка - Standard ML-97, для которого существует формальные математические определения синтаксиса, а также статической и динамической семантик языка.
Caml Light и Objective Caml. Как и Standard ML принадлежит к семейству ML. Objective Caml отличается от Caml Light в основном поддержкой классического объектно-ориентированного программирования. Также как и Standard ML строгий, но имеет некоторую встроенную поддержку отложенных вычислений.
Miranda. Разработан Дэвидом Тернером, в качестве стандартного функционального языка, использовавшего отложенные вычисления. Имеет строгую полиморфную систему типов. Как и ML преподается во многих университетах. Оказал большое влияние на разработчиков языка Haskell.
Haskell. Один из самых распространенных не строгих языков. Имеет очень развитую систему типизации. Несколько хуже разработана система модулей. Последний стандарт языка - Haskell-98.
Gofer (GOod For Equational Reasoning). Упрощенный диалект Haskell'а. Предназначен для обучения функциональному программированию.
Clean. Специально предназначен для параллельного и распределенного программирования. По синтаксису напоминает Haskell. Чистый. Использует отложенные вычисления. С компилятором поставляется набор библиотек (I/O libraries), позволяющих программировать графический пользовательский интерфейс под Win32 или Mac OS.
Как правило, интерес к функциональным языкам программирования, особенно чисто функциональным, был скорее научный, нежели коммерческий. Однако, такие примечательные языки как Erlang, OCaml, Haskell, Scheme (после 1986) а также специфические R (статистика), Mathematica (символьная математика), J и K (финансовый анализ), и XSLT (XML) находили применение в индустрии коммерческого программирования. Такие широко распространенные декларативные языки как SQL и Lex/Yacc содержат некоторые элементы функционального программирования, например, они остерегаются использовать переменные. Языки работы с электронными таблицами также можно рассматривать как функциональные, потому что в ячейках электронных таблиц задается массив функций, как правило, зависящих лишь от других ячеек, а при желании смоделировать переменные приходится прибегать к возможностям императивного языка макросов.
Похожие статьи
-
История функционального программирования - Основные свойства функциональных языков программирования
Широко известно, что теоретические основы императивного программирования были заложены еще в 30-х годах XX века учеными Аланом Тьюрингом и Джоном фон...
-
Основы функционального программирования - Основные свойства функциональных языков программирования
Функциональное программирование - раздел дискретной математики и парадигма программирования (совокупность идей и понятий, определяющая стиль написания...
-
Введение - Основные свойства функциональных языков программирования
Созданная в 1998 году спецификация языка Haskell (названного так в честь ученого Хаскелла Карри, одного из основоположников функционального...
-
Заключение - Основные свойства функциональных языков программирования
Основной особенностью функционального программирования, определяющей как преимущества, так и недостатки данной парадигмы, является то, что в ней...
-
Модульность, Функции - это значения - Основные свойства функциональных языков программирования
Механизм модульности позволяет разделять программы на несколько сравнительно независимых частей (модулей) с четко определенными связями между ними. Тем...
-
Чистота (отсутствие побочных эффектов) - Основные свойства функциональных языков программирования
В императивных языках функция в процессе своего выполнения может читать и модифицировать значения глобальных переменных и осуществлять операции...
-
Строгая типизация - Основные свойства функциональных языков программирования
Практически все современные языки программирования являются строго типизированными языками (возможно, за исключением языка JavaScript и его диалектов, не...
-
Краткость и простота - Основные свойства функциональных языков программирования
Программы на функциональных языках обычно намного короче и проще, чем те же самые программы на императивных языках. Для примера можно сравнить программы...
-
Завершив выбор схемы работы системы и общего принципа работы ее частей и выбрав тип базы данных, следует перейти к выбору языка программирования....
-
Основные типы данных языка Си - Основы программирования
Язык Си относится к языку с жестко определенными типами данных: каждое имя всегда обозначает объект некоторого типа, причем этот тип нельзя изменить до...
-
Для программирования агентов могут применяться: универсальные языки (Java, C++ , Visual Basic и др.), языки представления знаний (SL, KIF), языки...
-
Разработка приложения на языке C++ - Программирование на языке C++
C++ - объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998--2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании...
-
Правила формального описания синтаксиса языка программирования - Основы программирования
Под синтаксисом языка программирования понимают правила построения корректных конструкций данного языка. Синтаксис языка можно описать формально. Для...
-
Языки и методы параллельного программирования - Администрирование параллельных процессов
Применение параллельных архитектур повышает производительность при решении задач, явно сводимых к обработке векторов. Автоматическое распараллеливание...
-
Платформа. NET Framework - Программирование на языке C++
.NET Framework - программная платформа, выпущенная компанией Microsoft в 2002 году. Основой платформы является общеязыковая среда исполнения Common...
-
Языки и системы программирования, их эволюция - Автоматизация решения задач пользователя
Язык программирования - это способ записи программ решения различных задач на ЭВМ в понятной для компьютера форме. Процессор компьютера непосредственно...
-
В используемой мной версии "MS Visual Studio" (версия 10 доступна технология. NET4.0) доступно несколько языков программирования: - C#; - C++; - F#; -...
-
Эволюция языков программирования - Модульное и объектно-ориентированное программирование
Принцип программного управления компьютером состоит в том, что человек подает команды на логические схемы, которые управляют различными подсистемами...
-
Технология программирования Для реализации поставленной задачи наиболее удобной парадигмой программирования будет являться объектно-ориентированная...
-
Подпрограммы - Язык программирования PERL. Сфера применения
Как и все структурированные языки программирования, Perl поддерживает подпрограммы. Подпрограмма может быть определена с помощью ключевого слова sub, как...
-
В нашей курсовой работе была поставлена задача создания обучающей программы по информатике, с помощью которой студенты смогут проверить свои знания в...
-
FBD (Function Block Diagram) - является графическим языком программирования. Предназначенный для программирования микро контролеров с помощью блок...
-
МОДУЛИ - Язык программирования Паскаль
Наличие модулей в Turbo Pascal позволяет программировать и отлаживать программу по частям, создавать библиотеки подпрограмм и данных, воспользоваться...
-
Обоснование выбора языка и среды программирования Для реализации данного курсового проекта был выбран язык программирования Visual C#. Язык основан на...
-
На сегодняшний момент HTML5 все еще разрабатывается. Все еще ведутся обсуждения по поводу следующих нерешенных проблем: - Доработка некоторых элементов...
-
Обязанности дублеров инженерно-технических работников среднего звена: Обслуживание вычислительной техники всех подразделений колледжа, покупка...
-
Из универсальных языков программирования сегодня наиболее популярны следующие: Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Си++ (C++), Ява (Java). Для каждого из...
-
Языки программирования для Интернета - Теоретические основы информационных технологий
С активным развитием глобальной сети было создано немало популярных языков программирования, адаптированных специально для Интернета. Все они отличаются...
-
Языки программирования баз данных - Теоретические основы информационных технологий
Эта группа языков отличается от алгоритмических языков, прежде всего решаемыми задачами. База данных - это файл (или группа файлов), представляющий собой...
-
Поколения языков программирования Языки программирования принято делить на пять поколений. В первое поколение входят языки, созданные в начале 50-х...
-
Резюме - Язык программирования PERL. Сфера применения
В этой главе рассмотрено введение в программирование на языке Perl. Используя рассмотренные здесь концепции, можно писать сложные скрипты CGI на языке...
-
Кратко напомним некоторые фундаментальные определения и теоремы линейной алгебры и выпуклого анализа, которые широко применяются при решении проблем как...
-
Скалярные переменные - Язык программирования PERL. Сфера применения
Как отмечалось, скалярная переменная может содержать единственное значение. В языке Perl имена скалярных переменных всегда начинаются со знака ($). В еле...
-
Использование языка PERL для написания CGI-cкриптов - Язык программирования PERL. Сфера применения
Как вы узнали из предыдущей главы, CGI обеспечивает узлам Web вoзмoжнoсть интерактивной работы с клиентскими программами, в качестве которых обычно...
-
Выбор языка программирования Язык С++ является в настоящее время наиболее распространенным и перспективным языком промышленного программирования. Он...
-
Введение, Язык программирования - Разработка игры "Морской бой"
Игра интерфейс компьютерный приложение Стремительное развитие компьютерной техники в последние годы, появление мощнейших графических ускорителей и...
-
Принципы SOLID - Программирование на языке C++
SOLID - мнемонический акроним, введенный Майклом Фэзерсом ( Michael Feathers ) для первых пяти принципов, названных Робертом Мартином в начале 2000-х,...
-
Язык программирования R - Технологии больших данных: анализ и выбор решения для реализации проекта
Язык программирования R является универсальным и разработан для применения в следующих областях: разведочный анализ данных, классические статистические...
-
ЗАДАНИЕ, КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ - Основы программирования в операционной системе Unix
Цель работы : изучение и использование языка программирования С++ для работы с ресурсами операционной системы Unix. Написать программу на языке С++ в...
-
Управляющим компонентом многих СУБД является ядро, выполняющее следующие функции: Хоменко А. Д. Основы современных компьютерных технологий /А. Д....
Отложенные (ленивые) вычисления - Основные свойства функциональных языков программирования