text
stringlengths 0
4.32k
|
|---|
Код программы на Erlang можно разбить на отдельные модули. Модуль имя для набора функций, организованных в одном файле. Имя модуля должно совпадать с именем файла если отбросить расширение89. Модуль можно откомпилировать в байт-код как из командной строки операционной системы, так и из командной оболочки Erlang90. В файле модуля можно записать объявления функций и директивы иногда называются атрибутами91. Обязательным атрибутом является только -moduleатом_имени_модуля. Другой часто используемый атрибут -export применяется для указания списка экспортируемых функций, то есть функций, которые можно использовать за пределами модуля.
|
Функции в Erlang однозначно определяются модулем, именем и арностью. Например, mathcos1 соответствует функции cos из модуля math, принимающей один аргумент. Вызвать функцию можно так mathcos1.289.
|
Исходный текст модуля компилируется в BEAM-файл файл, содержащий байт-код виртуальной машины BEAM англ. BogdansBjörns Erlang Abstract Machine90. В свою очередь, ERTS англ. Erlang Runtime System система времени выполнения Erlang выполняет этот код55.
|
Основной абстракцией параллельного программирования в Erlang является процесс. Процессы могут порождать другие процессы, выполняться одновременно, обмениваться сообщениями, реагировать на завершение друг друга.
|
Для создания нового процесса служит несколько встроенных функций spawn и её аналоги92. Функции возвращают идентификатор процесса, который может использоваться, например, для отправки сообщений вновь созданному процессу. В интерактивной консоли erl можно получить список процессов и другую информацию посредством вызова функций processes. и i. соответственно93.
|
Как и язык Оккам, Erlang использует для отправки сообщения синтаксис с восклицательным знаком ИдПроцесса ! Сообщение. Приём сообщения то есть извлечение его из очереди почтового ящика процесса выполняется с помощью receive-выражений, обычно записываемых следующим образом94
|
Встретив такое выражение, интерпретатор последовательно просматривает сообщения из очереди. Каждое сообщение интерпретатор сопоставляет с образцом и, если оно удовлетворяет образцу, вычисляются соответствующие выражения. Когда все сообщения перебраны, и подходящего не оказалось, процесс блокируется в ожидании новых сообщений, после чего перебор очереди повторяется. Если в receive-выражении отсутствует образец, которому удовлетворяет любое сообщение, такое выражение называется выборочным receive-выражением93.
|
Процесс можно связать с другим, в результате чего между процессами устанавливается двунаправленное соединение англ. link. В случае, если один из процессов завершается ненормально, всем связанным с ним процессам передаётся сигнал выхода англ. exit signal. Процессы, получившие сигнал, завершаются, распространяя сигнал дальше9596. Сигнал выхода является кортежем, элементами которого являются атом EXIT выход, идентификатор завершившегося процесса и причину завершения процесса. Причина завершения передаётся по цепочке завершающихся процессов97.
|
Процесс может осуществить перехват ошибки англ. trapping errors, если у него установлен флаг перехвата выходаПримечание 3. Такой процесс получает сигналы выхода связанных с ним процессов в виде обычных сообщений с той же структурой кортежа. Перехваченный сигнала выхода более не передаётся связанным с процессом-перехватчиком процессам98. Сигнал выхода с причиной атомом normal нормальное завершение процесса не вызывает завершения связанного процесса. Если же причина атом kill, процесс завершается безусловно независимо от флага перехвата выхода, а связанным с ним процессам в качестве причины отправляется атом killed, что даёт им возможность среагировать99.
|
В Erlang есть возможность установить и однонаправленное соединение. При завершении наблюдаемого процесса процесс-наблюдатель получает сообщение с указанием причины завершения100.
|
Процесс может остановить сам себя или другой процесс, вызвав функцию exit101.
|
В планировщике процессов Erlang-системы проблема ввода-вывода, присущая многим другим языкам параллельного программирования, решена достаточно элегантно. Управление вводом-выводом, интегрированное с планировщиком, уже на самом нижнем уровне осуществляется на основе событий, что позволяет программе обрабатывать входящие и исходящие данные без излишних блокировок. Такой подход требует меньшего числа установки и разрыва соединений, а также убирает необходимость в блокировках и переключениях контекста. К сожалению, такой достаточно эффективный способ более сложен для понимания программистами, и находит применение в основном в системах с явными требования по высокой доступности и низкому времени отклика. Реализация событийно-ориентированного ввода-вывода встроена в Erlang-систему, что является ещё одним преимуществом при проектировании параллельных приложений102.
|
Стандартная библиотека содержит модуль io с функциями ввода-вывода. Такие функции содержат побочные эффекты, заключающиеся в появлении выведенной информации на консоли или записывании данных в файл на диске. Например, функция ioformat для форматированного вывода выводит строку с подстановкой параметров, возвращая в случае успеха атом ok103
|
Функции модуля io включают в себя стандартный серверный интерфейс ввода-вывода. Протокол ввода-вывода Erlang англ. The Erlang IO-protocol детально определяет связь клиента и сервера. Под сервером ввода-вывода понимается процесс, который обрабатывает запросы и выполняет запрошенные команды, например, на устройстве ввода-вывода. Клиентом является любой Erlang-процесс, которому требуется работать с устройством104105.
|
Согласно официальной документации, стандартная библиотека модулей STDLIB106 является обязательной для включения в минимальную систему ErlangOTP107 наряду с ядром Erlang. В библиотеку входят модули, предоставляющие разнообразные функции для работы со встроенными типами и другими структурами данных, ввода-вывода, обращения к среде окружения, для работы с файловой системой, процессами и т. п.
|
Модуль array определяет функциональный абстрактный тип данных для динамического массива и имеет функции, позволяющие извлекать и обновлять элементы массива, определять рекурсивные функции для работы с массивами. Модуль string расширяет возможности модуля lists функциями для работы конкретно со списками символов, какими являются строки в Erlang. Модуль dict от англ. dictionary словарь содержит функции для ассоциативного массива, позволяющие хранить, извлекать и удалять значения по ключу, соединять массивы и производить итерации по элементам. Математические функции можно найти в модуле math, а функции для генерации псевдослучайных чисел содержатся в модуле random. Модуль calendar предоставляет функции для григорианского календаря запросы текущей даты, преобразования единиц измерения и интервалов времени, а модуль timer содержит функции перевода интервалов времени к миллисекундам, запуска событий по таймеру и другие, связанные со временем, функции. Модуль erlang содержит все встроенные функции Erlang, как общие, так и относящиеся к виртуальной машине. Модуль file даёт доступ к функциям файловой системы, таким как открытие, чтение, запись, удаление файлов, а модуль filename позволяет писать функции для манипуляции с именами и путями к файлам, абстрагируясь от конкретной операционной системы. Модуль io предоставляет функции ввода-вывода. Кроме этих наиболее важных модулей, стандартная библиотека содержит и многие другие, с которыми можно познакомиться по документации108.
|
Для организации коллекций в оперативной памяти Erlang предлагает модуль ets ETS, англ. Erlang Term Storage хранилище термов ErlangПримечание 4. ETS может хранить четыре вида коллекций множество англ. set, упорядоченное множество англ. ordered set, мультимножество англ. bag, мультимножество с повторениями англ. duplicate bag109. Доступ к элементам коллекций происходит по ключевому полю кортежа ключи могут быть любых типов. Упорядоченные множества реализованы в виде бинарных сбалансированных АВЛ-деревьев, а остальные коллекции с использованием хеш-таблиц110.
|
DETS-таблицы дополняют функциональность ETS-таблиц за исключением упорядоченных множеств, позволяя сохранять данные в файлах111.
|
OTP англ. Open Telecom Platform является хорошо отлаженным набором полезных поведений англ. behaviours процессов и используется для создания серверных приложений. OTP формализует действия процессов и позволяет строить на их основе OTP-приложения не следует путать с приложением готовым программным продуктом. В модулях ОТР определены общие, стандартизированные шаблоны для конструирования параллельных приложений112. Наиболее популярными поведениями являются обобщённый сервер и наблюдатель англ. supervisor, но имеются и другие конечный автомат, обработчик событий113. OTP содержит и другое связующее программное обеспечение англ. middleware, например, СУБД Mnesia.
|
OTP-поведения делятся на рабочие процессы англ. worker processes, выполняющие собственно обработку запросов, и процессов-наблюдателей англ. supervisors. В задачу последних входит слежение за рабочими процессами и другими процессами-наблюдателями потомками. Деревья наблюдателей составляют OTP-приложение англ. application114. Документация по Erlang определяет OTP-приложение как компонент, реализующий некоторую функциональность, которая может быть независимо запущена на исполнение и остановлена как целое, а также повторно использована в других системах115. Разработчик приложения пишет код модулей функций обратного вызова англ. call-back module, в которых и находится специфичная для данного приложения часть функциональности114.
|
Хотя OTP строго говоря не является частью языка Erlang, он настолько вошёл в культуру и практику разработчиков на Erlang, что подчас между ними сложно провести границу113.
|
Разработка приложений с графическим интерфейсом пользователя не считая веб-интерфейсов может вестись при помощи библиотеки wxErlang библиотеки wxWidgets, портированной для Erlang. WxErlang входит в стандартную поставку ErlangOTP. WxWidgets написан на C, поэтому перед разработчиками wxErlang стояла задача выразить средствами Erlang иерархию объектов. Несколько упрощая, в wxErlang классам соответствуют модули, а объектам ссылки. Макросам на C соответствуют макросы Erlang. Некоторые типы данных, для которых в C были использованы классы, представляются в Erlang с помощью других типов данных, например, wxPoint задаётся в виде кортежа из двух элементов. События в wxErlang могут быть обработаны в Erlang либо с помощью функций обратного вызова англ. call-back functions, либо более естественной в среде Erlang передачей сообщений116.
|
Интерактивная оболочка англ. shell для Erlang может быть вызвана в Unix-подобных системах по команде erl, в Windows werl117. В оболочке можно вводить выражения и получать результат их выполнения, опробовать новый код, заниматься интерактивной отладкой, а также управлять системой, находящейся в промышленной эксплуатации118.
|
В оболочке можно использовать дополнительные функции команды, доступные только в ней. Например, команда q. осуществляет выход из оболочки с завершением всего, что делает Erlang-система118.
|
В оболочке можно вызвать BREAK-меню с помощью CtrlC в Unix-подобных ОС или CtrlBreak в Windows. В этом меню есть различные команды, в том числе a немедленный останов, c продолжение работы в оболочке и другие информационные и вспомогательные команды для работы с Erlang-системой118. Комбинацией клавиш CtrlG вызывается ещё одно командное меню, с помощью которого можно, среди прочего, остановить завесивший оболочку процесс и вернуться в оболочку i и затем c119.
|
Текст от знака процента до конца строки считается комментарием в Erlang. Генерация документации из исходного кода в Erlang может производиться системой документирования EDoc. Для документирования кода модуля достаточно добавить определённым образом размеченный текст, а также файл overview.edoc для документации уровня проекта в последнем необязательно использовать знаки комментария120. Инструменты для работы с кодом на Erlang, например, erlang-режим в Emacs, подразумевают некоторые соглашения по употреблению символов комментария. Так, утроенный знак процента вызывает выравнивание по левому краю, удвоенный выравнивание на уровне окружающего кода, а одиночный знак процента используется для обозначения комментария после кода, в конце строки121. Разработчики Erlang выработали определённые стилевые соглашения, касающиеся организации и оформления исходного кода. Например, хорошим стилем считается понижение вложенности синтаксических структур, написание коротких модулей менее 400 строк кода и функций не длиннее 15-20 строк кода, использование осмысленных имён для переменных и функций и т. п.122123
|
Приложение Dialyzer, разработанное в рамках проекта HiPE и входящее в стандартную поставку, позволяет выявить ошибки в том числе ошибки типизации путём статического анализа кода. Программа TypEr, написанная Тобиасом Линдалом Tobias Lindahl и Костисом Сагонасом Kostis Sagonas, является частью Dialyzer. Эта программа позволяет проверять определения типов функций, сверять указанный в директиве -spec тип функции с её определением, выполнить вывод типов124. Программа TypEr выводит все типы, соответствующие успешному применению функции, в общем случае лишь приблизительно, в более грубую сторону. Использование функции любым другим способом обязательно приведёт к ошибке времени исполнения124. В следующем примере показан синтаксис определения типа директива -type, объявление типа полей записи и директива -spec вместе с определением функции
|
Dialyzer от англ. DIscrepancy AnaLYZer for ERlang Programs анализатор противоречий для Erlang-программ выявляет в коде отдельных модулей и целых приложений избыточные проверки, ошибки типов, недостижимый код. Все выявленные инструментом дефекты требуют устранения, так как инструмент не даёт ложных срабатываний. Для каждой функции всех проверяемых модулей Dialyzer устанавливает тип, используя основанный на ограничениях вывод типов и анализ потоков данных. После определения типов функций производится анализ противоречий в программе125.
|
Erlang предоставляет EUnit для модульного тестирования и фреймворк Common Test для системного тестирования. EUnit содержит средства для описания тестов, включая необходимый для этого набор макросов, а также производит вывод отчёта по окончании тестирования. Тестирование модулей происходит путём подключения заголовочного файла из EUnit, а функции с тестами могут быть как включены в сам тестируемый модуль, а так и вынесены в отдельный126.
|
Тестирование параллельных программ можно выполнить с помощью Quviq Quick Check версия Mini этого продукта доступна бесплатно127. Кроме тестирования, можно провести проверку всех возможных вариантов исходных данных с помощью метода проверки моделей. Для этого можно воспользоваться созданной в Мадридском политехническом университете отдельно распространяемой утилитой McErlang128.
|
Для профилирования кода и выявления степени покрытия кода тестами можно обратиться к модулям eprof, fprof, cover и утилите cprof129.
|
Для Erlang разработаны несколько инструментов рефакторинга исходного кода, такие как RefactorErl, Wrangler, а также автоматическая, независимая от IDE утилита tidier. Утилита tidier позволяет автоматически находить и производить эквивалентные преобразование кода, например, заменяет
|
на
|
Как и многие другие языки программирования, Erlang имеет свои секреты написания эффективного кода. Совершенствование языка делает некоторые из трюков устаревшими, поэтому документация является лучшим руководством в вопросах оптимизации, в совокупности с профилированием и стресс-тестированием.
|
Например, при работе со списками не рекомендуется добавлять элемент в конец длинного списка с помощью конкатенации или функции добавления элемента к списку. Вместо этого стоит рассмотреть возможность добавления элемента в начало списка, а конечный результат обработать функцией обращения порядка элементов списка131.
|
Свои рекомендации есть и для увеличения эффективности параллельных программ. Например, действия, требующие много памяти, лучше всего выделять в отдельный процесс, так как при этом затраты на сборку мусора будут минимальны память будет освобождена по завершении процесса132.
|
Подробное сравнение возможностей Erlang с другими языками можно найти в статье сравнение языков программирования.
|
Erlang-система позволяет выполнять интеграцию с системами на других языках программирования. Имеются механизмы для сетевого взаимодействия с Си, Java, Лисп, Perl, Python, Ruby. Например, для более эффективного синхронного вызова небольших функций на Си можно использовать платформно-зависимые функции англ. NIF, natively implemented function. Высокоуровневые библиотеки позволяют Erlang-системе представлять С или Java-узлы как обычные Erlang-узлы. Другие языки могут быть более тесно сопряжены со средой выполнения Erlang с помощью драйверов или сетевых сокетов посредством протоколов вроде HTTP, SNMP, IIOP133. Например, Ruby может взаимодействовать с Erlang посредством пакета erlectricity, а для Python разработана реализация Erlang-узла в виде пакета py-interface134.
|
Виртуальная машина Erlang находит применение и в других языках программирования, например, Elixir135136 и проекте Erl2 Джо Армстронга137136. Кроме того, Роберт Вирдинг поддерживает проект Lisp Flavored Erlang Erlang, приправленный Лиспом, в котором синтаксис Лиспа используется с компилятором Erlang138. Есть и другие BEAM-языки Efene, Joxa, Reia139, Luerl, Erlog140.
|
Официальный сайт упоминает141 проект Erjang142, в котором используется виртуальная машина Java.
|
Хотя опытные Erlang-программисты давно заметили, что их программы для тех же задач получаются более краткими по сравнению с другими широко используемыми в промышленности языками программирования, эмпирическое исследование показало, что для изученных телекоммуникационных приложений код на Erlang был на 7085 короче, чем на C, а производительность системы при переписывании кода с C на Erlang возросла почти на 100 143144. Для одного из использованных в исследовании проектов разница была объяснена написанием дополнительного C-кода в рамках защитного программирования, управления памятью и кода для высокоуровневой коммуникации, то есть возможностями, которые являются частью языка Erlang и библиотек OTP144.
|
Влияние теории взаимодействующих последовательных процессов Чарльза Э. Хоара чувствуется как в Go, так и в Erlang. В Erlang процессы, в соответствии с моделью акторов, отправляют сообщения друг другу напрямую. В Go то же самое происходит посредством каналов англ. channels145. Другим отличием является то, что каналы в Go имеют типы. В Erlang же нет типизации времени компиляции за исключением охранных выражений, что позволяет посылать процессам сообщения любого типа, но непонятое сообщение либо будет проигнорировано, либо навсегда останется в очереди145. Go позволяет легко организовать группу go-программ англ. goroutine намёк на англ. co-routine сопрограмма для получения сообщений из некоторого канала такой подход известен как пул потоков. В Erlang, при проектировании которого уделялось особое внимание детерминизму и времени задержки англ. latency, реализация рабочего пула возможна, но требует дополнительных усилий. Множественные отправители тривиально реализуются в обоих языках145. Erlang-процесс может послать сообщение и ждать на него ответ соответствующий некоторому образцу, игнорируя другие сообщения в очереди. В Go такое невозможно, но подобная функциональность может быть достигнута созданием в том числе, динамическим новых вводов, то есть разделением каналов по назначению145. Go требует явного указания того, какие go-программы будут взаимодействовать с другими передачей сообщений, тогда как в Erlang отсутствует разделяемое между процессами изменяемое состояние англ. shared mutable state и поэтому изолированный процесс очень редко представляет интерес145.
|
Абстракции взаимодействующих процессов достаточно похожи в Erlang и Go, однако во избежание ошибок при переходе с одного языка на другой следует учитывать нюансы шаблоны, которые хороши в одном языке, могут не подходить для другого145.
|
Как и любой язык программирования, Erlang не свободен от недостатков146. К погрешностям синтаксиса можно отнести зависимость от символа окончания выражения от контекста это может быть ., , или , что требует дополнительного внимания при перемене выражений местами, излишнюю многословность записей тип записи приходится упоминать при каждом доступе к члену записи, необходимость полного перечисления альтернатив в if-выражении во избежание выбрасывания исключения, если ни одно из условий не выполнено. К недостаткам можно отнести строго ограниченный набор функций, которые можно использовать в if-выражениях этот недостаток можно обойти использованием case-выражений. Функциональный стиль и неизменяемые переменные приводят в некоторых приложениях например, тесты к большему количеству правок, чем в других языках программирования, так как вставка некоторой промежуточной обработки может потребовать новых имён переменных, что может привести к изменениям в коде, следующем далее по тексту. Из недостатков системы типов можно указать отсутствие строкового типа, а также невозможность динамически добавлять в записи новые члены. Есть проблемы и с организацией исходного кода, которая возможна только через создание нового файла, а также отсутствие пространств имён, классов или других средств для организации кода. Уровень качества модулей, за исключением основных, и документации оставляет желать лучшего146.
|
Один из создателей языка, Джо Армстронг, в своём выступлении на конференции по истории языков программирования в 2007 году перечислил список областей, в которых Erlang можно было бы улучшить147
|
Массовое распространение Erlang может сдерживать необычный для большинства программистов синтаксис, использование функциональной парадигмы, а также то, что наилучшая на 2010 год реализация языка использует виртуальную машину BEAM, а не более распространённую JVM148.
|
В силу своих особенностей Erlang и существующих библиотек модулей Erlang подходит для создания сетевых серверов, распределённых систем, программ с GUI и подобных им интерактивных программ, инструментов для тестирования, управления и слежения, в общем, приложений с нерегулярным параллелизмом, в которых распараллеливаемые задачи достаточно разнообразны. Erlang не особенно хорош для написания кода, содержащего интенсивные вычисления с плавающей запятой, требующего включения нативного кода конкретной платформы или сильной оптимизации, а также для создания приложений, требующих синхронного параллельного выполнения задач. Не подходит Erlang и для проектов, в которых код должен исполняться на JVM или CLR, или проектов, требующих множества библиотек из других систем программирования150.
|
Можно сказать, что Erlang стал применяться для разработки облачных систем ещё до того, как сформировалось само понятие облачных вычислений151. Язык Erlang используется в масштабных телекоммуникационных и Интернет-приложениях многими компаниями, включая Amazon EC2 с реализацией SimpleDB, сервис социальных закладок Delicious, Facebook бэкенд для чата, T-Mobile сервис SMS и системы аутентификации152. Серверное программное обеспечение WhatsApp написано на Erlang. В январе 2012 года серверы WhatsApp под FreeBSD с 96 ГБ оперативной памяти смогли обрабатывать от 1 до 2,8 миллиона соединений153154.
|
Erlang часто ставят в заслугу легендарную надёжность ATM-коммутатора AXD301 полтора миллиона строк кода на Erlang, полмиллиона на CC в сети British Telecom. По данным Ericsson, с момента установки в январе 2002 года за несколько лет случилась только одна незначительная неполадка, на основании чего надёжность системы по расчётам составила 99,9999999 155. Хотя более реальные оценки, учитывающие многие другие факторы, говорят всё-таки о пяти девятках, успех маршрутизатора связывают с легкодоступными средствами разработки надёжных параллельных вычислений, встроенными в Erlang155.
|
Используется Erlang и в приложениях с открытым исходным кодом, среди которых CouchDB документо-ориентированная база данных с REST-интерфейсом, Disco фреймворк для распределённых вычислений на основе парадигмы MapReduce151156, Ejabberd свободный GNU GPL, распределённый и устойчивый к отказам Jabber-сервер, написанный в основном на Erlang, RabbitMQ платформа, ориентированная на обработку сообщений реализует AMQP, MQTT157, Wings 3D программа 3D-моделирования и другие.152
|
Для Erlang были написаны несколько веб-серверов Yaws англ. Yet Another Web Server, Cowboy, а также MochiWeb библиотека для создания HTTP-серверов158. Кроме того, были созданы несколько веб-фреймворков и систем управления содержимым, таких как N2O159, Nitrogen, Chicago Boss, Zotonic, а также более не разрабатываемые активно BeepBeep, Erlang Web, ErlyWeb160.
|
Среди другого известного программного обеспечения, выполненного на Erlang, можно выделить распределённую NoSQL базу данных Riak, спроектированную по принципам Amazon DynamoDB161, Flussonic ранее известный как Erlyvideo видеостриминговый сервер, поддерживающий несколько протоколов162. Для стресс-тестирования распределённых систем можно применять также распределённый написанный на Erlang инструмент Tsung, который позволяет эмулировать тысячи при достаточном количестве тестовых серверов миллионы одновременных пользователей163.
|
Erlang практически идеально подходят для задач искусственного интеллекта особенно вычислительного интеллекта, нейроэволюции, основанных на нейронных сетях. Подобное применение возможно благодаря имеющимся у Erlang пяти ключевым свойствам языка программирования нейронных сетей изолированные процессы-нейроны англ. encapsulation, параллелизм англ. concurrency, одновременность, механизм обнаружения сбоев, независимость от местоположения англ. location transparency и горячая замена кода. Примером такого применения является реализация одного из подходов к нейроэволюции DXNN164.
|
Вокруг технологий Erlang образовалось сообщество разработчиков, не отказывающее в поддержке новичкам. Исходный код Erlang доступен через сервис совместной разработки GitHub. Разработчики и пользователи Erlang могут общаться через список рассылки Erlang-questions вопросы по Erlang или на IRC-канале erlang на Freenode. Erlang Factory www.erlang-factory.com устраивает по всему миру мероприятия и конференции, среди которых конференция пользователей Erlang Erlang User Conference. Специальная группа SIGPLAN ACM регулярно проводит Erlang-мастерскую Erlang Workshop, а конференция OSCON включает секцию по Erlang165.
|
</s_text>
|
<s_text>
|
мультипарадигменный
|
функциональное,
|
объектно-ориентированное,
|
обобщённое,
|
F произносится эф-шарп мультипарадигмальный язык программирования из семейства языков .NET, поддерживающий функциональное программирование в дополнение к императивному процедурному и объектно-ориентированному программированию. Структура F во многом схожа со структурой OCaml с той лишь разницей, что F реализован поверх библиотек и среды исполнения .NET. Язык был разработан Доном Саймом англ. Don Syme в Microsoft Research в Кембридже, в настоящее время его разработку ведёт Microsoft Developer Division. F достаточно тесно интегрируется со средой разработки Visual Studio и включён в поставку Visual Studio 2010201220132015201720192022 разработаны также компиляторы для Mac и Linux1.
|
Microsoft интегрировала среду разработки F в Visual Studio 2010 и более новые версии.
|
4 ноября 2010 года код компилятора F и основных библиотек к нему опубликован под Apache License 2.02.
|
Код на языке F является безопасным в отношении типов, часто бывает более компактным, чем аналогичный код C, за счёт вывода типов. В F действует строгая типизация, неявные преобразования типов полностью отсутствуют, что полностью исключает ошибки, связанные с приведением типов.
|
Такие возможности, как обобщённое программирование и функции высших порядков позволяют писать абстрактные обобщённые алгоритмы, которые управляют параметризованными структурами данных например, массивами, списками, графами, деревьями.
|
Во многих языках большинство значений являются переменными. Например, в результате исполнения следующего кода на языке C в переменной x будет храниться значение 3
|
В F, напротив, по умолчанию все значения являются константами. F допускает переменные, для чего требуется специально помечать значения как изменяемые при помощи слова mutable
|
Также в F есть ссылочные типы и объекты, которые также могут содержать изменяемые значения. Тем не менее, большая часть кода является чистыми функциями, что позволяет избежать многих ошибок и упростить отладку. Кроме того, упрощается распараллеливание программ. При всём этом код редко становится сложнее, чем аналогичный код на императивном языке.
|
Одна из основных идей F заключается в том, чтобы удостовериться, что имеющийся код и типы в функциональном языке программирования могут быть легко доступны из других .NET-языков. Программы на F компилируются в сборки CLR файлы с расширениями .exe и .dll, однако, для их запуска необходима установка пакета среды исполнения дополнительно к .NET Framework.
|
Интересной особенностью и отличием от OCaml является управление логической вложенностью конструкций кода за счёт отступов в виде произвольного количества пробелов и только лишь пробелов. Знаки табуляции для этой цели не поддерживаются. Это приводит к постоянным дискуссиям на форумах опытных разработчиков, которые привыкли пользоваться знаками табуляции в других языках программирования.
|
F компилируемый язык программирования, при этом в качестве промежуточного языка используется язык Common Intermediate Language CIL, так же как и в программах, написанных на языках C или VB.NET.
|
Наряду с F-компилятором fsc присутствует и F-интерпретатор fsi, который исполняет F-код интерактивно.
|
Отличительной чертой F-компилятора и F-интерпретатора является возможность воспринимать код двумя разными способами немедленно по умолчанию и отложенно программисту требуется явно указать это в исходном коде. В случае немедленной интерпретации, выражения вычисляются заранее в момент запуска программы на выполнение, независимо от того, вызываются ли они в процессе выполнения программы или нет. В этом случае, зачастую снижается производительность выполнения программы, а также происходит неэкономное расходование ресурсов системы например, памяти. В случае ленивой интерпретации кода, выражения вычисляются только в тот момент, когда к ним происходит непосредственное обращение в процессе выполнения программы. Это избавляет программу от перечисленных выше недостатков, но снижает предсказуемость в плане объёма и последовательности использования ресурсов процессорного времени, памяти, устройств ввода-вывода и т. п. на различных этапах выполнения программы.
|
Синтаксис F построен на математической нотации, а программирование чем-то похоже на алгебру, что делает F похожим на Haskell. Например, когда вы определяете новый тип, то можете указать, что переменными этого типа будут целые или строки. Вот как это выглядит
|
Важным примером таких типов является Option, который содержит либо значение некоторого типа, либо ничего.
|
Он является стандартным типом F и часто используется в ситуациях, когда результатом работы какого-то кода например, поиска в структуре данных является значение, которое может и не быть получено.
|
Код также представляет собой математическую нотацию. Следующая конструкция эквивалентна fx x 1 в алгебре
|
F работает следующим образом тип f представляет собой int - int, то есть функция получает на вход целое и выдаёт на выход целое.
|
F позволяет получить доступ абсолютно ко всему, что есть в FCL. Синтаксис для работы с библиотеками .NET в этом смысле максимально близок к синтаксису C. Особенности языка заметны при использовании всего спектра возможностей F. К примеру, следующий код применяет функцию к элементам списка
|
В newList теперь находится 246.
|
Разбор списка в этой функции ведётся с помощью ещё одной мощной возможности сопоставления с образцом. Она позволяет задавать образцы при совпадении с которыми вычисляются соответствующие вхождения оператора match. Первый образец означает пустой список. Второй список состоящий из первого элемента и хвоста который может быть произвольным списком, в том числе и пустым. Во втором образце значение головы связывается с переменной head, а хвоста с tail имена могут быть произвольные. Таким образом кроме основной задачи образец ещё позволяет производить декомпозицию сложных структур данных. Например, в случае с типом Option сопоставление с образцом выглядит так
|
Язык поддерживает генераторные выражения, определенные для множеств , списков и массивов
|
Например
|
Функция map является одной из стандартных функций над списками, которые содержатся в модуле List. Также существуют функции для других структур данных, объявленные в модулях Array, Set, Option.
|
Полезным инструментом является оператор pipe-forward , который позволяет писать цепочки вызовов функций в обратном порядке. В результате имеет место такой код в комментариях указаны промежуточные значения
|
Использование оператора исключает необходимость использования большого числа скобок, а также изменяет визуальное восприятие кода. И теперь данный код читается так взять такой-то список, прибавить к каждому элементу 1, затем оставить только четные элементы, вернуть их сумму. То есть, описывается последовательность действий, выполняемая над изначальным объектом, в том порядке, в котором она происходит и на компьютере.
|
Далее небольшая демонстрация того, насколько функции .NET расширяют возможности F. Одним из примеров являются оконные приложения и событийная обработка. Событийная обработка означает какие-то действия в программе происходят только как реакция на определенные события действия пользователей, подключение устройств и т. д. Проект можно создать как в Visual Studio, так и в любом текстовом документе, который затем подается на вход компилятору F fsc.
|
Рекурсивная функция вычисления факториала нативным способом
|
Рекурсивная функция вычисления факториала, оптимизированная под хвостовую рекурсию.
|
Функция вычисления факториала, в императивном стиле с использованием изменяемого состояния.
|
Функция вычисления факториала с использованием свертки списка и каррированой операции умножения
|
Рекурсивная функция вычисления чисел Фибоначчи с использованием метода сопоставления с образцом
|
</s_text>
|
<s_text>
|
Форт англ. Forth один из первых конкатенативных языков программирования, в котором программы записываются последовательностью лексем слов в терминологии языка Форт. Математические выражения представляются постфиксной записью при использовании стековой нотации. Поддерживает механизмы метарасширения семантики и синтаксиса языка для адаптации к нужной предметной области. Синтаксис базового уровня в Форте прост и состоит из единственного правила все определения разделяются пробелами. Определения Форта могут иметь любое сочетание символов.
|
Ряд свойств, а именно интерактивность, гибкость и простота разработки делают Форт эффективным языком в прикладных исследованиях и при создании инструментальных средств. Очевидными областями применения этого языка являются встраиваемые системы управления. За счёт простоты транслятор, а зачастую и компилятор Форта легко реализуется для подавляющего числа микроконтроллеров, также используется как кросс-средство программирования. Применяется также при программировании компьютеров под управлением различных операционных систем или как самостоятельная операционная среда.
|
Язык Форт был создан Чарльзом X. Муром в конце 1960-х начале 1970-х годов. Мур назвал свой язык Fourth, считая, что это будет язык для ЭВМ четвёртого англ. fourth поколения. Но так как он работал на машине IBM 1130англ., которая допускала имена, составленные не более чем из пяти прописных букв, название было преобразовано в FORTH англ. forth вперёд. Впрочем, первые эксперименты Мура по созданию простого интерпретатора, облегчающего написание программ управления астрономическим оборудованием, относятся ещё к концу 1950-х годов.3
|
С 1971 года Мур работал в Национальной радиоастрономической обсерватории, участвуя в разработке программ сбора и обработки получаемых радиотелескопом данных. Именно тогда появилась первая реализация языка Форт. В этой работе также участвовала сотрудница Мура Элизабет Ратер англ. Elizabeth Rather, которую можно считать вторым в мире форт-программистом.
|
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.