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

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.
static void F(Lazy<int> a) { Console.WriteLine(a.value);// a вычислится только здесь при вызове }
4. 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.
5. 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

• http://kchri.narod.ru
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Язык_функционального_программирования
• http://learnyouahaskell.com/chapters