Камл

Эта статья о языке программирования. Чтобы узнать о других значениях, см. CAML (значения) .

Камл

Парадигма	Мультипарадигмальность : функциональная , императивная.
Семья	МЛ
Разработано	Жерар Юэ , Ги Кузино, Аскандер Суарес, Пьер Вайс, Мишель Мони (Heavy Caml), Ксавье Лерой (Caml Light)
Разработчик	ИНРИА , ЭНС
Впервые появился	1985 год ( 1985 )
Стабильная версия	0.75 / 26 января 2002 г ( 26 января 2002 г. )
Дисциплина набора текста	предполагаемый , статичный , сильный
Управление памятью	автоматический
ТЫ	Кроссплатформенность : Unix , Linux , macOS ; Окна
Лицензия	QPL 1, LGPL 2 (Верблюжий свет)
Веб-сайт	камл .инрия .fr
Под влиянием
МЛ
Под влиянием
OCaml

Caml (первоначально аббревиатура от Categorical Abstract Machine Language ) — это многопарадигмальный , общего назначения , высокоуровневый , функциональный язык программирования который является диалектом семейства языков программирования ML . Caml был разработан во Франции во Французском институте исследований в области компьютерных наук и автоматизации (INRIA) и Высшей нормальной школе (Париж) (ENS).

Caml статически типизирован , строго оценивается и использует автоматическое управление памятью . OCaml , основной потомок Caml, добавляет в язык множество функций, включая уровень объектно-ориентированного программирования (объектный).

Примеры

В дальнейшем # представляет приглашение Caml.

Привет, мир

« Привет, мир!» программа это:

print_endline "Hello, world!";;

Функция факториала (рекурсия и чисто функциональное программирование)

Многие математические функции, например факториал, наиболее естественно представить в чисто функциональной форме. Следующая рекурсивная чисто функциональная функция Caml реализует факториал:

let rec fact n = if n=0 then 1 else n * fact(n - 1);;

Функцию можно записать эквивалентно, используя сопоставление с образцом :

let rec fact = function
  | 0 -> 1
  | n -> n * fact(n - 1);;

Эта последняя форма представляет собой математическое определение факториала как рекуррентного отношения.

Обратите внимание, что компилятор определил тип этой функции как int -> int, что означает, что эта функция отображает целые числа на целые. Например, 12! является:

 # fact 12;;
 - : int = 479001600

Числовая производная (функции высшего порядка)

Поскольку Caml является функциональным языком программирования , в программах Caml легко создавать и передавать функции. Эта способность имеет очень много применений. Одним из примеров является вычисление числовой производной функции. Следующая функция Caml d вычисляет числовую производную заданной функции f в данный момент x:

let d delta f x =
  (f (x +. delta) -. f (x -. delta)) /. (2. *. delta);;

Эта функция требует небольшого значения delta. Хорошим выбором для дельты является кубический корень из машинного эпсилона . .

Тип функции d указывает на то, что он отображает float на другую функцию типа (float -> float) -> float -> float. Это позволяет нам частично применять аргументы. Этот функциональный стиль известен как каррирование . В этом случае полезно частично применить первый аргумент delta к d, чтобы получить более специализированную функцию:

# let d = d (sqrt epsilon_float);;
val d : (float -> float) -> float -> float = <fun>

Обратите внимание, что выведенный тип указывает, что замена d ожидает функцию типа float -> float в качестве первого аргумента. Мы можем вычислить численное приближение к производной $x^{3}-x-1$ в $x=3$ с:

# d (fun x -> x *. x *. x -. x -. 1.) 3.;;
- : float = 26.

Правильный ответ $f'(x)=3x^{2}-1\rightarrow f'(3)=27-1=26$.

Функция d называется « функцией высшего порядка », поскольку она принимает другую функцию ( f) в качестве аргумента. Двигаясь дальше, можно создать (приблизительную) производную от f, применив d опуская при этом x аргумент:

# let f' = d (fun x -> x *. x *. x -. x -. 1.) ;;
val f' : float -> float = <fun>

Понятия каррирования и функций высшего порядка явно полезны в математических программах. Эти концепции в равной степени применимы к большинству других форм программирования и могут использоваться для более агрессивной факторизации кода, что приводит к сокращению программ и меньшему количеству ошибок.

Дискретное вейвлет-преобразование (сопоставление с образцом)

Одномерное Хаара вейвлет- преобразование для целочисленного списка чисел длиной в степени двойки может быть очень лаконично реализовано в Caml и является отличным примером использования сопоставления с образцом в списках, берущих пары элементов ( h1 и h2) с фронта и сохранение их сумм и разностей в списках s и d, соответственно:

# let haar l =
   let rec aux l s d = 
     match l, s, d with
       [s], [], d -> s :: d
     | [], s, d -> aux s [] d
     | h1 :: h2 :: t, s, d -> aux t (h1 + h2 :: s) (h1 - h2 :: d)
     | _ -> invalid_arg "haar" 
     in aux l [] [];;
val haar : int list -> int list = <fun>

Например:

  # haar [1; 2; 3; 4; -4; -3; -2; -1];;
   - : int list = [0; 20; 4; 4; -1; -1; -1; -1]

Сопоставление с образцом позволяет четко и кратко представить сложные преобразования. Более того, компилятор Caml превращает сопоставления с шаблонами в очень эффективный код, что иногда приводит к тому, что программы оказываются короче и быстрее, чем эквивалентный код, написанный с использованием оператора case (Cardelli 1984, стр. 210).

История

Первая реализация Caml была написана на Лиспе Аскандером Суаресом в 1987 году во Французском институте исследований в области компьютерных наук и автоматизации (INRIA).

Его преемник, Caml Light , был реализован на C Ксавье Леруа и Дэмьеном Долигезом , а оригинал получил прозвище «Heavy Caml» из-за более высоких требований к памяти и процессору.

Caml Special Light представлял собой еще одну полную переработку, в результате которой к основному языку добавилась мощная система модулей. Он был дополнен слоем объектно-ориентированного программирования (объектного) и стал Objective Caml , в конечном итоге переименованным в OCaml .

См. также

• Категориальная абстрактная машина
• OCaml

Библиография

• Функциональный подход к программированию с помощью Caml. Архивировано 24 декабря 2007 г. в Wayback Machine Гаем Кузино и Мишелем Мони.
• Карделли, Лука (1984). Компиляция функционального языка ACM. Симпозиум по LISP и функциональному программированию , Ассоциация компьютерной техники.

Внешние ссылки

• Официальный сайт ИНРИА