Негласное программирование

Неявное программирование , также называемое бесточечным стилем , представляет собой парадигму программирования , в которой определения функций не идентифицируют аргументы (или «точки»), над которыми они работают. Вместо этого определения просто составляют другие функции, среди которых есть комбинаторы , манипулирующие аргументами. Неявное программирование представляет теоретический интерес, поскольку строгое использование композиции приводит к созданию программ, которые хорошо адаптированы для уравнений . ^[1] Это также естественный стиль некоторых языков программирования , включая APL и его производные. ^[2] и конкатенативные языки, такие как Форт . Отсутствие именования аргументов дает бесточечному стилю репутацию излишне неясного, отсюда и прозвище «бессмысленный стиль». ^[1]

Unix Сценарии используют парадигму с каналами .

Примеры

Питон

Неявное программирование можно проиллюстрировать с помощью следующего кода Python . Последовательность операций, например, следующая:

def example(x):
    return baz(bar(foo(x)))

... можно записать в бесточечном стиле как композицию последовательности функций без параметров: ^[3]

from functools import partial, reduce
def compose(*fns):
    return partial(reduce, lambda v, fn: fn(v), fns)

example = compose(foo, bar, baz)

Более сложный пример: код Haskell. p = ((.) f) . g можно перевести как:

p = partial(compose, partial(compose, f), g)

Функциональное программирование

Простым примером (на Haskell ) является программа, которая вычисляет сумму списка чисел. Мы можем определить функцию суммы рекурсивно, используя заостренный стиль (см. значений программирование на уровне ) следующим образом:

sum (x:xs) = x + sum xs
sum [] = 0

Однако, используя складку, мы можем заменить это на:

sum xs = foldr (+) 0 xs

И тогда аргумент не нужен, так что это упрощает

sum = foldr (+) 0

который является бесточечным.

В другом примере используется композиция функций :

p x y z = f (g x y) z

Следующий псевдокод в стиле Haskell показывает, как свести определение функции к ее бесточечному эквиваленту:

p = \x -> \y -> \z -> f (g x y) z
  = \x -> \y -> f (g x y)
  = \x -> \y -> (f . (g x)) y
  = \x -> f . (g x)
  (* Here the infix compose operator "." is used as a curried function. *)
  = \x -> ((.) f) (g x)
  = \x -> (((.) f) . g) x

p = ((.) f) . g

Наконец, чтобы увидеть сложный пример, представьте себе программу фильтра карты, которая берет список, применяет к нему функцию, а затем фильтрует элементы на основе критерия.

mf criteria operator list = filter criteria (map operator list)

Его можно выразить без точек ^[4] как

mf = (. map) . (.) . filter

Обратите внимание, что, как указывалось ранее, точки в слове «без точек» относятся к аргументам, а не к использованию точек; распространенное заблуждение. ^[5]

Было написано несколько программ для автоматического преобразования выражения Haskell в бесточечную форму.

Семья АПЛ

В J такой же бесточечный код встречается в функции, предназначенной для вычисления среднего значения списка (массива) чисел:

avg=: +/ % #

+/ суммирует элементы массива путем сопоставления ( /) суммирование ( +) в массив. % делит сумму на количество элементов ( #) в массиве.

Формула Эйлера $e^{ix}=\cos x+i\sin x,$ выразил молчаливо:

cos =: 2 o. ]
sin =: 1 o. ]
Euler =: ^@j. = cos j. sin

( j. — это примитивная функция, монадическое определение которой есть 0j1 раз x и чье двоичное определение x+0j1×y.) Те же неявные вычисления, выраженные в Dyalog APL :

avg ← +⌿ ÷ ≢

cos ← 2 ○ ⊢
sin ← 1 ○ ⊢
EulerCalc←   cos + 0j1 × sin   ⍝ 0j1 is what's usually written as i 
EulerDirect← *0J1×⊢            ⍝ Same as ¯12○⊢ 
⍝ Do the 2 methods produce the same result? 
EulerCheck← EulerDirect=EulerCalc
EulerCheck ¯1 1 2 3     
1 1 1 1   
⍝ Yes, so far so good!

На основе стека

В языках программирования, ориентированных на стек (и конкатенативных языках , большинство из которых основаны на стеке). ^{[ нужна ссылка ]}), обычно используются бесточечные методы. Например, процедура вычисления чисел Фибоначчи может выглядеть следующим образом в PostScript :

/fib
{
   dup dup 1 eq exch 0 eq or not
   {
      dup 1 sub fib
      exch 2 sub fib
      add
   } if
} def

Трубопроводы

Конвейер Unix

В сценариях Unix функции представляют собой компьютерные программы, которые получают данные со стандартного ввода и отправляют результаты на стандартный вывод . Например,

sort | uniq -c | sort -rn

представляет собой неявную или бесточечную композицию, которая возвращает количество своих аргументов и аргументов в порядке убывания количества. 'sort' и 'uniq' являются функциями, '-c' и '-rn' управляют функциями, но аргументы не упоминаются. Труба '|' является оператором композиции.

Из-за особенностей работы конвейеров обычно можно передавать только один «аргумент» за раз в виде пары стандартных потоков ввода/вывода. Хотя дополнительные дескрипторы файлов могут быть открыты из именованных каналов , это больше не является бесточечным стилем.

jq

jq — это язык программирования, ориентированный на JSON, в котором '|' символ используется для соединения фильтров в конвейер знакомым способом. Например:

   [1,2] | add

оценивается как 3. (Да, массив JSON — это фильтр jq, который оценивается как массив.)

Хотя конвейеры jq похожи на конвейеры Unix, они позволяют входящие данные должны быть отправлены более чем одному получателю на Правая часть знака '|' как бы параллельно. Например, программа `add/length` вычислит среднее значение чисел в массиве, так что:

   [1,2] | add/length

оценивается в 1,5

Сходным образом:

   [1,2] | [length, add, add/length]

оценивается как [2,3,1.5]

Точку ('.') можно использовать для определения точки присоединения к правой части, например:

   1 | [., .]

оценивается как [1,1]

и аналогично:

   2 | pow(.; .)

оценивается как 4, поскольку pow(x;y) равен x в степени y.

Последовательность Фибоначчи

Неявная программа jq для генерации последовательности Фибоначчи будет такой:

   [0,1] | recurse( [last, add] ) | first

Здесь [0,1] — исходная пара, которую следует принять в качестве первых двух элементов. в последовательности Фибоначчи. (Пара [1,1] также может быть использована для вариант определения.)

Алфавитные токены представляют собой встроенные фильтры: «первый» и «последний». выдать первый и последний элементы своих входных массивов соответственно; и `recurse(f)` рекурсивно применяет фильтр f к своим входным данным.

jq также позволяет определять новые фильтры в неявном стиле, например:

   def fib: [0,1] | recurse( [last, add] ) | first;

Состав унарных функций

В разделе Python этой статьи рассматривается следующее определение Python:

def example(x):
    return baz(bar(foo(x)))

В бесточечном стиле это можно было бы записать на Python так:

example = compose(foo, bar, baz)

В jq эквивалентное бесточечное определение будет таким:

   def example: foo | bar | baz;

См. также

Комбинаторная логика
Конкатенативный язык программирования
Программирование на функциональном уровне
Joy (язык программирования) , современный высокомолчаливый язык.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Мануэль Алсино Перейра да Кунья (2005) Расчет программы без очков
^ В. Невилл Холмс, изд. (2006) Компьютеры и люди
^ «Код имени, а не значения» . Concatenative.org . Проверено 13 сентября 2013 г.
^ пипермейл
^ «Pointfree — HaskellWiki» . wiki.haskell.org . Проверено 5 июня 2016 г.

Внешние ссылки

От программирования на функциональном уровне к бесточечному стилю
Чистые функции в APL и J. Как использовать неявное программирование на любом APL-подобном языке.
Закрытые аппликативные языки 1971–1976 и далее , у Джона В. Бэкуса (Публикации)

[cunha2005-1] Jump up to: ^а ^б Мануэль Алсино Перейра да Кунья (2005) Расчет программы без очков

[2] В. Невилл Холмс, изд. (2006) Компьютеры и люди

[3] «Код имени, а не значения» . Concatenative.org . Проверено 13 сентября 2013 г.

[4] пипермейл

[5] «Pointfree — HaskellWiki» . wiki.haskell.org . Проверено 5 июня 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]