आलसी hGetContents। बग या सुविधा? (हास्केल)

मैं एक विषय के बारे में लंबे समय से चिंतित हूं। इसलिए मैंने बोलने और सुनने का फैसला किया कि लोग इस बारे में क्या सोचते हैं। यह hGetContents फ़ंक्शन के बारे में है। यदि आपने कभी फ़ाइलों के साथ काम किया है, तो आप जानते हैं कि यह फ़ंक्शन फ़ाइल (स्ट्रीम) की सामग्री को लौटाता है। इस फ़ंक्शन का उपयोग करने का एक विशिष्ट उदाहरण यहां दिया गया है।

import System.IO main = do file <- openFile "1.txt" ReadMode content <- hGetContents file print content hClose file -- :      

सब कुछ बहुत सामान्य है - फ़ाइल खोलें, सामग्री पढ़ें, इसे प्रदर्शित करें, फ़ाइल बंद करें। HGetContents (या बल्कि हास्केल सुविधा) की विशेषता यह है कि यह आलसी है। अर्थात्, फ़ाइल से डेटा तुरंत पूरे में पढ़ा नहीं जाता है, लेकिन आवश्यकतानुसार पढ़ा जाएगा। उदाहरण के लिए, ऐसा कार्यक्रम

 import System.IO main = do file <- openFile "1.txt" ReadMode content <- hGetContents file print $ take 3 content hClose file -- :   3      

किसी फ़ाइल से केवल पहले 3 वर्णों पर विचार करता है।
मैं क्या कह सकता हूं, एक महान विशेषता! यह चर सामग्री (फ़ाइल सामग्री) पर संचालित करने के लिए बहुत सुविधाजनक है, लेकिन एक ही समय में पता है कि हास्केल इसे केवल उसी से लेगा जो आवश्यक है और इससे अधिक कुछ नहीं।
अब निम्नलिखित उदाहरण पर विचार करें

 import System.IO main = do file <- openFile "1.txt" ReadMode content <- hGetContents file hClose file print content -- :    

यहां हमने पिछली दो लाइनों को फिर से व्यवस्थित किया। परिणाम स्क्रीन पर प्रदर्शित एक रिक्त स्ट्रिंग होगा। ऐसा क्यों हुआ? कारण यह है कि हम फ़ाइल के बंद होने के बाद फ़ाइल की सामग्री तक पहुँचने की कोशिश कर रहे हैं। जब hGetContents को कॉल किया गया था, तो डेटा कहीं भी पढ़ा नहीं गया था, बस इस फ़ाइल का कुछ लिंक चर सामग्री में सहेजा गया था। और फिर, जब हमें सामग्री सामग्री की आवश्यकता थी, तो यह पता चला कि फ़ाइल पहले से ही बंद थी।
तो यह क्या है, आपको लगता है, आपको फ़ाइल बंद करने से पहले सामग्री चर का उपयोग करना होगा।

यहां समस्या यह है कि हम फ़ाइल बंद करने से पहले सामग्री चर की गणना करने के लिए "प्राप्त" नहीं कर सकते (यदि कोई विधि जानता है, तो लिखें)। उदाहरण के लिए, हमें एक फ़ंक्शन लिखने की ज़रूरत है जो एक फ़ाइल खोलता है, सामग्री को पढ़ता है, कुछ संरचना को पार्स करता है, फ़ाइल को बंद करता है, और परिणामस्वरूप संरचना प्रदर्शित करता है।

 {-# OPTIONS_GHC -XScopedTypeVariables #-} import System.IO parseFile :: (Read a) => String -> IO a parseFile fileName = do file <- openFile fileName ReadMode content <- hGetContents file rezult <- return $ read content hClose file return rezult main = do a :: Int <- parseFile "1.txt" print a --:  

यह एक प्राथमिक उदाहरण लगता है, लेकिन यह काम नहीं करता है। उसी कारण से। तथ्य यह है कि हमने फ़ाइल की सामग्री को कुछ रीड फ़ंक्शन में पारित किया, कुछ भी नहीं बदला, क्योंकि इसे बाद के लिए भी स्थगित कर दिया गया था। और हम जो कुछ भी सामग्री के साथ करते हैं, यह हास्केल को फ़ाइल से सामग्री को पढ़ने के लिए मजबूर नहीं करेगा (जब तक कि, निश्चित रूप से, हम इसे प्रदर्शित नहीं करते हैं)।
आप निश्चित रूप से, पूरे प्रोग्राम को ओपनफाइल और hClose के बीच में रख सकते हैं, लेकिन क्या होगा यदि आपको किसी फाइल से कंटेंट पढ़ने की जरूरत है, उसे सही करें और उसी फाइल पर लिखें?

मैंने लंबे समय तक इस उदाहरण के बारे में सोचा और यह महसूस किया कि "यहाँ कुछ गड़बड़ है" मुझे अकेला नहीं छोड़ा। Haskell की पवित्रता का उल्लंघन नहीं करता है। मैंने एक प्रोग्राम लिखा था जो अनिवार्य रूप से सही है, लेकिन यह सही परिणाम नहीं देता है। मुझे क्या सोचना चाहिए कि वह इस चर को किस बिंदु पर मोड़ देगा और हुड के नीचे वह क्या करता है? यह हास्केल नहीं है, यह अभिव्यक्ति के लिए खेद है, किसी तरह का सी ++।
नतीजतन, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि यह "सुविधा" एक विशेषता नहीं है, बल्कि एक बग है। अगर मैंने आपको आश्वस्त नहीं किया है, तो यहां कुछ कारण हैं:

• 1. लैम्ब्डा कैलकुलस में, लैम्ब्डा शब्द को कम करने के लिए विभिन्न रणनीतियाँ हैं: पूर्ण बीटा में कमी , गणनाओं का सामान्य क्रम , नाम से कॉल करना (हैस्केल यदि आवश्यक हो तो कॉलिंग का एक अनुकूलित संस्करण का उपयोग करता है ), मूल्य द्वारा कॉल (जोरदार गणना)। एक प्रमेय है जिसमें कहा गया है कि गणना की रणनीति की परवाह किए बिना, किसी भी लंबोदर शब्द को उसी सामान्य रूप में घटाया जाता है, अगर यह सभी में मौजूद है। यानी गणना (आलसी या ऊर्जावान) के किसी भी क्रम के लिए, वही परिणाम प्राप्त किया जाना चाहिए। सच है, लैंबडा शब्दों के उदाहरण हैं, जिनमें से गणना एक ऊर्जावान रणनीति के साथ चक्र में जाती है, लेकिन एक आलसी के साथ चक्र में नहीं जाती है (उदाहरण के लिए, अंतहीन सूचियों के साथ काम करना)। लेकिन अगर दोनों गणना पूरी हो जाती है, तो उन्हें एक ही परिणाम देना चाहिए!
  (वैसे, रिवर्स उदाहरण, जब आलसी संस्करण को ठीक किया जाता है, लेकिन ऊर्जावान व्यक्ति मौजूद नहीं होता है। इस अर्थ में, आलसी रणनीति सबसे "सटीक" है)
  यदि हम अपने अंतिम उदाहरण पर विचार करते हैं और कल्पना करते हैं कि हास्केल ने ऊर्जावान रूप से गणना की है, तो यह पता चला है कि हमारे कार्यक्रम को सही ढंग से काम करना चाहिए और फ़ाइल की सामग्री को वापस करना चाहिए। यानी ऊर्जावान मोड में, एक परिणाम, और आलसी मोड में - एक और। आप तर्क दे सकते हैं कि एक कार्यक्रम एक लंबोदर शब्द नहीं है और एक शुद्ध कार्य नहीं है। एक तरह से, यह सच है। लेकिन चलो याद रखें कि मठों का आविष्कार किस लिए किया गया था। क्या यह कार्यक्रम को कुछ शुद्ध कार्य के रूप में प्रस्तुत करने के लिए नहीं है जो बाहरी दुनिया की स्थिति को एक इनपुट के रूप में लेता है और एक नए राज्य का उत्पादन करता है?
  
• 2. फिर भी, ऐसा क्यों है? हास्केल में, सभी कार्य साफ हैं। गणना का परिणाम केवल पारित तर्कों पर निर्भर करता है। इसका अर्थ है कि हम गणना को "बाद के लिए" स्थगित कर सकते हैं, और इससे परिणाम नहीं बदलेगा। मामले में जब हम hGetContents कहते हैं, तो फ़ंक्शन का परिणाम न केवल तर्क पर निर्भर करता है, बल्कि इस समय सिस्टम की स्थिति पर भी निर्भर करता है। क्या हमें "बाद के लिए" गणना को स्थगित करने का अधिकार है, जो सिस्टम की स्थिति पर निर्भर करता है? आदर्श रूप से, प्रोग्राम को इस तरह से काम करना चाहिए: फ़ाइल खोलें, फ़ाइल बंद करें, जब आप कॉल प्रिंट करते हैं, तो अतीत में वापस जाएं (जब फ़ाइल अभी भी खुली थी), इसकी सामग्री पढ़ें, भविष्य में वापस जाएं, और प्रदर्शन करें।
  

मैं यह सब क्यों हूँ? तुम सिर्फ मुझे गलत मत समझो। मुझे वास्तव में हास्केल बहुत पसंद है। इसकी शुद्धता, आलस्य, कार्यक्षमता और बहुत कुछ के लिए जिसे शब्दों में व्यक्त नहीं किया जा सकता है। मुझे अचानक पता चला कि यह "स्वच्छ" नहीं है जैसा कि मैंने पहले सोचा था। कुछ मिश्रित भावना थी कि यह सुविधा अच्छी लग रही थी, लेकिन किसी भी तरह से यह "गंदा" हो गया।
शायद मैं सिर्फ व्यामोह हूं। मैं आपकी राय, बग या फीचर सुनना चाहूंगा?