Обзор реализации основных возможностей функционального языка программирования в среде PascalABC.NET

Материал из Вики проекта PascalABC.NET
Перейти к: навигация, поиск

Реализовано с помощью узлов синтаксического дерева PascalABC :

  • Подключение внешних сборок (import)
  • Модули
  • Типы данных : булевский, вещественный, целый, символьный и строки
  • Простые операции с ними
  • Описание функций и главная функция main
  • Сопоставление с образцом
  • if, case, охранные выражения
  • Операторы do, print, return
  • Локальные переменные (where, let)
  • Списки (перечислимые, прогрессии, бесконечные), списки списков
  • Конструкторы списков
  • Кортежи
  • Оператор ‘:’
  • Частично обработка ошибок
  • Комментарии --, {-, -}
  • Лямбда-функция(новый узел)
  • Каррирование
  • Функции высшего порядка
  • Неопределенный параметр функции_
  • Инфиксные функции
  • Тригонометрические функции

Обзор

  1. Математическим фундаментом функционального программирования является лямбда-исчисление. Такие языки как Haskell и Clean имеют 100% соответствие своей семантики с семантикой подразумеваемых конструкций лямбда-исчисления. Используя лямбда-абстракции можно определить булевские значения и условия, пары и кортежи и даже натуральные числа.
    Натуральные числа и булевские выражения и операции с ними проще определить, используя их определение в PascalABC. Прямую рекурсию также легче реализовать естественным путем. Для других конструкций целесообразно использовать лямбда-функции:
    1. безымянные функции
    2. именованные выражения
      1. let x=s in T ↔ (λx.T) s
      2. T where x=s ↔ (λx.T) s
    3. определение правой части функции через лямбда-выражение, т.е. реализовать if, case и сравнение с образцом → благодаря этому будет возможно описание функции, используя if и case, внутри выражения
    4. реализация функций высшего порядка и каррирования.

    Для реализации лямбда-исчисления может быть использована библиотека в .NET Framework 4 Beta1 Expression.Lambda.

    private static Func<object, object> CreateGetter(object entity, string propertyName) 
    { 
      var param = Expression.Parameter(typeof (object), «e»); 
      Expression body = Expression.PropertyOrField(Expression.TypeAs(param, entity.GetType()), propertyName); 
      var getterExpression = Expression.Lambda<Func<object, object>>(body, param); 
      return getterExpression.Compile(); 
    }
    
  2. Выводимость типов. Тип функции выводится интерпретатором в зависимости от того, от каких аргументов она вызывается.
  3. Реализация ленивых вычислений. Функциональные языки делятся на 2 лагеря: те, в которых параметры передаются по значению, и те, в которых имеет место вызов по необходимости (вычисление производится один раз). Ленивые вычисления можно реализовать, сделав специальную обертку для параметров. В Framework 4 есть такая поддержка ленивых вычислений – класс Lazy.
  4. static void F(Lazy<int> a)
    {
      Console.WriteLine(a.value);// a вычислится только здесь при вызове
    }
    
  5. Классы типов. Класс типов представляет собой некоторое множество типов языка, обладающих общими свойствами. Классы позволяют определять, какие типы являются экземплярами каких классов, и предоставлять определения ассоциированных с классом операций, перегруженных для каждого типа. Интуитивно классы типов можно понимать как интерфейсы.
  6. Монады и определение типов data, операция ←. В Haskell монады нужны в первую очередь для определения операций ввода-вывода, т.к. они не соответствуют парадигмам функционального программирования (getChar вызывается от одного и того же аргумента, а результат разный).

Ссылки

Персональные инструменты