स्टैक प्रोग्रामिंग भाषाएँ

कार्यात्मक प्रोग्रामिंग वापस फैशन में है। इस बात पर निर्भर करता है कि आप क्लासिक्स या हार्डकोर पसंद करते हैं, थोपे गए उद्योग मानकों से पीड़ित हैं या आप सिर्फ हिपस्टर्स हैं, आपकी पसंदीदा पसंद स्काला, हास्केल, एफ # या यहां तक ​​कि अच्छे पुराने लिस्प हो सकते हैं। उच्च-क्रम फ़ंक्शन के रूप में शब्दों का ऐसा संयोजन, साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति और यहां तक ​​कि सनक, सभी "नाजुक युवा दिमागों" के कानों को सहलाते हैं, चाहे वे जेटब्रेन के लोग हों या एक छात्र जिसने पहली बार एसआईसीपी देखा था।

लेकिन एक और प्रोग्रामिंग है, शाब्दिक अर्थों में और भी अधिक कार्यात्मक, मूल रूप से एक लैम्ब्डा कैलकुलस नहीं, बल्कि कार्यों की एक रचना है। और मैं आपको उसके बारे में थोड़ा बताना चाहता हूं।

समसामयिक प्रोग्रामिंग क्या है?

कॉन्टेनेटेशन कई लाइनों का एक संयोजन है। ऐसी भाषा जिसमें दो कोड अंशों के सामान्य संयोजन को उनकी रचना में परिणामी कहा जाता है ^[1] । कोड के इन टुकड़ों में से प्रत्येक एक फ़ंक्शन है जो स्टैक को एक तर्क के रूप में लेता है और इसके परिणामस्वरूप, स्टैक वापस आ जाता है। इसलिए, अधिक बार ऐसी भाषाओं को स्टैक-आधारित कहा जाता है।

ढेर भाषाएँ जीवित हैं और मौजूद हैं। अनुवादकों की गति और हल्कापन के कारण, उनका उपयोग वास्तविक दुनिया में किया जाता है। जेवीएम, शायद दुनिया में सबसे व्यापक आभासी मशीन है; CPython, एक और स्टैक्ड वर्चुअल मशीन [2], जिसका उपयोग कई अत्यधिक भरी हुई परियोजनाओं में किया जाता है, जैसे कि Youtube और BitTorrent; पोस्टस्क्रिप्ट में, अब हाई-एंड हाई-एंड प्रिंटर में उपयोग किया जाता है, अंत में, अच्छा पुराना फोर्थ, जो अभी भी माइक्रोकंट्रोलर और एम्बेडेड सिस्टम प्रोग्रामिंग के लिए पाया जाता है। वे सभी अपने तरीके से अद्भुत हैं, लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि हालांकि सामान्य सिद्धांत समान हैं, बड़े और हम उच्च स्तरीय भाषाओं जैसे कि एक्सप्लोरर, जॉय या कैट के बारे में बात करेंगे।

कार्यों

समवर्ती भाषाओं में, सब कुछ एक फ़ंक्शन है, लेकिन अन्य भाषाओं के साथ तुलना करने के लिए, आइए एक परिभाषा के साथ स्क्वेरिंग फ़ंक्शन का एक उदाहरण देखें। अपरिहार्य अनिवार्यता C :

int square(int x) { return x * x; } 

कार्यात्मक योजना :

 (define square (lambda (x) (* xx))) 

संघात्मक आनन्द :

 DEFINE square == dup * . 

संघात्मक कारक :

 : square ( x -- y ) dup *; 

संघात्मक बिल्ली :

 define square { dup * } 

यहाँ डुबो स्टैक के शीर्ष पर तर्क की एक प्रति बनाता है और उस प्रति को उसी स्थान पर रखता है।
* एक सामान्य गुणन फ़ंक्शन है

 *:: (int) → (int) → (int) 

जो स्टैक पर दो तर्क "उम्मीद" करता है; इस स्थिति में, स्टैक पर अंतिम दो समान संख्या की एक प्रति है। यदि अब हम इस फ़ंक्शन का उपयोग करना चाहते हैं, तो यह हमारे लिए 3 वर्ग लिखने के लिए पर्याप्त होगा, जहां 3 हस्ताक्षर के साथ एक फ़ंक्शन भी है

 3::() → (int) 

, यानी। खुद लौट रहे हैं। वास्तव में, यह कहना अधिक सही है कि यह एक प्रकार का पंक्ति बहुरूपता है और यह पूरे वर्तमान स्टैक को वापस कर देता है। [५]

समवर्ती भाषाओं में, चर और लंबोदा का उपयोग नहीं किया जाता है (अधिक सटीक रूप से, यह अनुशंसित नहीं है, लेकिन यदि आप वास्तव में चाहते हैं, तो), और यह तथ्य इसे संक्षिप्त बनाता है। एक आवेदक दृष्टिकोण के बजाय, यहां एक संरचना पोस्टफ़िक्स (रिवर्स पोलिश) संकेतन में दर्ज की गई है, जो डेटा के अनुक्रम से मेल खाती है जिसके साथ हम स्टैक पर काम करते हैं, जिसका अर्थ है कि स्टैक कोड को पढ़ने में कुछ हद तक आसान हो जाता है। आइए दो उदाहरणों को देखें। सबसे पहले, यह सामान्य हैलो दुनिया है, जो इस अंकन में कुछ असामान्य लगती है:

 "Hello world" print 

हमने स्ट्रिंग "हैलो वर्ल्ड" को स्टैक पर रखा है, और फिर स्टैक के शीर्ष से तत्व निकालने के लिए प्रिंट फ़ंक्शन का उपयोग करें और इसे स्क्रीन पर प्रदर्शित करें।

 10 [ "Hello, " "Factor" append print ] times 

यह उद्धरणों पर परिचालनों का उपयोग करता है, जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी, लेकिन यह स्पष्ट है कि 10 और एक उद्धरण को स्टैक पर रखा जाता है, और कई बार उद्धरण से कोड निर्दिष्ट समय की संख्या को निष्पादित करता है। उद्धरण के अंदर कोड बस क्रमिक रूप से स्टैक पर दो पंक्तियों को धक्का देता है, फिर उन्हें समेटता है और उन्हें प्रदर्शित करता है।

आप trybrief.com पर सीधे ब्राउजर में एक छोटी कॉन्टेनेटिव भाषा की कोशिश कर सकते हैं। जैसा कि आप आसानी से देख सकते हैं, दुभाषिया जावास्क्रिप्ट में लिखा गया है और यह काफी सरल है; इसे देखा जा सकता है ।/Engine.js बिल्ली, जिसका दुभाषिया मूल रूप से C # में लागू किया गया था, और अब कई अन्य भाषाओं में, एक ऑनलाइन js दुभाषिया भी है ।

उद्धरण और संयोजन।

उद्धरणों ([]) में कोड के टुकड़ों को लेने की क्षमता आपके स्वयं के नियंत्रण निर्माणों को लिखना संभव बनाती है। उद्धरण ऐसे कार्य हैं जो एक उद्धृत अभिव्यक्ति की सामग्री को लौटाते हैं। इस मामले में उद्धरण समारोह निम्नलिखित प्रकार का होगा।

 quote :: (T) → (() → T). 

उदाहरण के लिए, वर्ग कोष्ठक में प्रविष्टि [५] पूर्णांक ५ को ही नहीं, बल्कि इसके भाव को लौटाएगा। यह स्पष्ट है जब यह एक अभिव्यक्ति की बात आती है, उदाहरण के लिए, [5 6 +] के बारे में। उद्धृत किए बिना, संख्या 11 की गणना की जाएगी और स्टैक पर डाल दिया जाएगा, जबकि उद्धृत करना स्टैक पर अभिव्यक्ति 5 6 + डाल देगा, जिसके साथ आप कई अलग-अलग तरीकों से बातचीत कर सकते हैं।
संयोजक वे कार्य हैं जो स्टैक से एक या अधिक उद्धरणों की अपेक्षा करते हैं और उन्हें स्टैक के बाकी हिस्सों के लिए एक विशेष तरीके से लागू करते हैं।

कोटेशन अनिवार्य रूप से नियमित सूचियाँ हैं। उन्हें अन्य उद्धरणों के साथ जोड़ा जा सकता है, स्टैक पर विभिन्न जोड़तोड़ करते हैं, और फिर विभिन्न कॉम्बिनेटरों का उपयोग करके लागू होते हैं। उदाहरण के लिए, गुना कॉम्बिनेटर एक सूची को एक मूल्य में ढहता है, उदाहरण के लिए सूची आइटम (जॉय) का योग करता है:

 [2 5 3] 0 [+] fold 

जोय में Binrec पुनरावर्ती संयोजक के साथ त्वरित क्रमबद्ध:

 DEFINE qsort == [small] [] [uncons [>] split] [[swap] dip cons concat] binrec . 

कुछ भी नहीं फैक्टर में मोनस के कार्यान्वयन को रोकता है और हां, उदाहरण के लिए, यह पूंछ पुनरावृत्ति को अनुकूलित कर सकता है।

नियंत्रण संरचनाओं।

प्रशस्ति पत्र और कॉम्बिनेटर के लिए धन्यवाद, आप वर्तमान का उपयोग कर सकते हैं या अपनी खुद की नियंत्रण संरचना बना सकते हैं। उदाहरण के लिए यदि (कारक):

 = [ 23 ] [ 17 ] if 

यह समझने के लिए कि यह कैसे काम करता है, मैं लैंबडा कैलकुलस में बूलियन फ़ंक्शन की परिभाषा पर ब्रश करने की सलाह देता हूं। फैक्टर पर एक थोड़ा और अधिक जटिल उदाहरण:

 : sign-test ( n -- ) dup 0 < [ drop "" ] [ zero? [ "" ] [ "" ] if ] if print ; 

फ़ंक्शन संख्या का संकेत निर्धारित करता है। यदि दो कोट्स पर काम किया जाता है, तो वर्ग कोष्ठकों द्वारा हाइलाइट किया जाता है और स्टैक पर स्थित होता है जो एक्सप्रेशन डुप 0 <से अधिक होता है। यदि साइन-टेस्ट (यानी, फ़ंक्शन का तर्क) कॉल करते समय स्टैक के शीर्ष पर स्थित संख्या शून्य से कम है, तो पहले उद्धरण को लागू किया जाता है, जो स्टैक पर "नकारात्मक" को धक्का देता है (वहां से कॉपी किए गए चेक नंबर को बाहर फेंक रहा है)। यदि संख्या अधिक है, तो दूसरी बोली निष्पादित की जाती है, जिसमें एक और स्थिति होती है। उसके बाद, स्टैक पर एक रेखा होती है जो किसी संख्या के संकेत को दर्शाती है, और यह रेखा प्रिंट फ़ंक्शन द्वारा मुद्रित होती है।

फायदे:

गति और अनुकूलन क्षमता ।

  :A 1 2 + print :add2 2 + ; :B a add2 print 

इस मामले में, रचना की संबद्धता के कारण ए = बी। संघात्मक भाषा में एक कार्यक्रम को उन टुकड़ों में विभाजित किया जाता है जिन्हें संकलन के बाद एकत्र किया जाता है। संक्षेप में, यह एक सामान्य मानचित्र-कम , तेज़ है और आपको समानांतर में कोड के प्रत्येक टुकड़े को संकलित करने की अनुमति देता है।
पुनर्रचना। यदि आपको कोड के दो समान खंड दिखाई देते हैं, तो उन्हें एक अलग फ़ंक्शन में ले जाएं। कॉम्बिनेटर का उपयोग करें, उद्धरण, और अपने खुद के नियंत्रण का निर्माण करता है। बिल्ली अनुकूलन उदाहरण:

 f map g map => [fg] map [f] map x [g] fold => x [[f' f] g] fold [f] filter x [g] fold => x [f [g] [pop] if] fold [f] map [g] filter x [h] fold => x [fg [h] [pop] if] fold 

जटिलता

स्टैक भाषाओं की सभी कमियाँ स्पष्ट रूप से उनकी विशेषताओं से आती हैं। यह आवेदन के बजाय एक रचना है, यह एक व्यर्थ संकेतन है, यह चर की अनुपस्थिति और कुछ अभिव्यक्तियों को लिखने की कठिनाई है। समसामयिक भाषा में एक सरल अभिव्यक्ति की कल्पना कीजिए 'abc d' । यदि फ़ंक्शन c दो तर्क लेता है, तो एक अनुप्रयुक्त रूप में अभिव्यक्ति को d (c (b, a)) के रूप में लिखा जाएगा, यदि b और c एक तर्क लेते हैं, तो d (c (b (a))) ; यदि d दो तर्कों का एक कार्य है, b एक है, और c एक ऐसा कार्य है जो तर्कों को स्वीकार नहीं करता है, तो एक अनुप्रयोगात्मक रूप में अभिव्यक्ति d (c, b (a)) की तरह दिखाई देगी। आपको समवर्ती भाषा में कोड को बहुत सावधानी से लिखने की आवश्यकता है, क्योंकि आपको इसमें सब कुछ बिल्कुल समझना होगा। यह कैट में मजबूत टाइपिंग, आईडीई से कथित समर्थन और विभिन्न तरीकों और तंत्रों द्वारा समर्थित है जो आपको अपना दिमाग बदलने की अनुमति देते हैं। लेकिन इस तरह की समस्या आपको अपने प्रिय हास्केल में फंक्शन रचनाओं (जिसमें डॉट्स मौजूद हैं) के क्लूलेस नोटेशन से आगे निकल सकती है। नामांकित चर के बिना उपसर्ग रूप में लिखना किसी भी जटिल बीजगणितीय अभिव्यक्ति भी उसी तरह संभव नहीं है जैसे हम बचपन से करते थे। यह इन भाषाओं की मुख्य समस्या है - कि वे, क्लासिक कार्यात्मक लोगों की तरह, आपसे थोड़ी अलग सोच की आवश्यकता होती है। उत्पादन के संदर्भ में, और स्काला की कहानी अभी तक शांत नहीं हुई है, इसके लिए ऐसी भाषाओं की आवश्यकता है जो सभी से परिचित हों, क्योंकि पूरी बात मानव संसाधनों पर टिकी हुई है।

समवर्ती भाषा में प्रत्येक कार्य एक स्टैक के साथ संचालित होता है, और हालांकि यह स्वयं बिना साइड इफेक्ट के हो सकता है, इसमें कोई असाइनमेंट या चर नहीं है, लेकिन यह स्टैक को बदलता है, अर्थात। वैश्विक स्थिति, इसलिए कई के लिए सफाई का मुद्दा स्पष्ट नहीं है। हालांकि, प्रश्न में उच्च स्तरीय भाषाओं के लिए यह पूरी तरह से सच नहीं है, क्योंकि यह कार्यान्वयन का मामला है। और वास्तविक दुनिया में लागू होने के लिए, उनके पास उन दुर्लभ मामलों के लिए भी चर होते हैं जब उन्हें आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, SYMBOL: कारक या फ़ंक्शन घोषणाओं में कोड की पठनीयता बढ़ाने के लिए), वे काफी शुद्ध गणितीय हो सकते हैं (जैसे जोय ^{] 4]} ) और, दृष्टिकोण, प्रतिमान और प्लेटफार्मों के बीच कई वैचारिक मतभेदों की तरह, अंत में सिर्फ स्वाद की बात है। कार्य के लिए उपकरण का पर्याप्त चयन प्रदान किया। यही कारण है कि फोर्थ का उपयोग एम्बेडेड सिस्टम में किया जाता है, इसके अनुवादक को लागू करना बहुत आसान है और यह बहुत छोटा होगा।

मुझे आशा है कि किसी ने कुछ नया खोजा है। व्यक्तिगत रूप से, मैं पाठ से प्रेरित था "समसामयिक प्रोग्रामिंग क्यों महत्वपूर्ण है" ^[5] और अब कई दिनों तक मैं खुद को इस विषय से दूर नहीं कर सकता, और यहां तक ​​कि जब मैं एक कठिन स्थिति में हूं, तो मैं कई बार "सहमति" शब्द कह सकता हूं।

1. विकिपीडिया: समसामयिक प्रोग्रामिंग

2. पेपी दुभाषिया

3. http://docs.factorcode.org/content/article-cookbook-philosophy.html

4. जॉय और के में कार्यात्मक प्रोग्रामिंग

5. कॉन्टेनेटिव प्रोग्रामिंग मैटर्स क्यों?

6. वस्तुएँ और पहलू: पंक्ति बहुरूपता