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 (Caml Light)
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 ML семейства языков программирования . 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 следующих, # представляет приглашение Caml.

Привет, мир

« Привет, мир!» программа это:

print_endline   "Привет, мир!"   ;; 

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   =   если   n  =  0,   то   1   else   n   *   fact  (  n   -   1  );; 

Функцию можно записать эквивалентно, используя сопоставление с образцом :

пусть   запись   факта   =   функция 
   |    0   ->   1 
   |    n   ->   n   *   факт  (  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:

 #   факт   12  ;; 
   -   :   интервал   =   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:

пусть   d   дельта   f   x   = 
   (  f   (  x   +   дельта  )   - е   -   дельта  ( x   )   )  /   .    (  2  .   *.   дельта  );; 

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   =   <fun>  >  float 

Обратите внимание, что выведенный тип указывает, что замена d ожидает функцию типа float -> floatв 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  .;; 
  -   :   плавающее   =   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   '   :   float   -   float   =   <fun>  f  > 

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 вейвлет- преобразование Хаара 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   =  
      сопоставить   l  ,   s  ,   d   с 
        [  s  ],   []  ,   d   ->   s   ::   d 
      |    []  ,   s  ,   d   ->   aux   s   []   d 
      |    h1   ::   h2   ::   t  ,   s  ,   d   ->   aux   t   (  h1   +   h2   ::   s  )   (  h1   -   h2   ::   d  ) 
      |    _   ->   инвалид_арг   "хаар"  
      в   aux   l   []   []  ;; 
  val   haar   :   int   list   >   int   list   =   <fun> ​  - 

Например:

  #   волосы   [  1  ;    2  ;    3  ;    4  ;    -4   ;    -  3  ;    -2   ;    -  1  ];; 
     -   :   int   список   =   [  0  ;    20  ;    4  ;    4  ;    -  1  ;    -  1  ;    -  1  ;    -  1  ] 

Сопоставление с образцом позволяет четко и кратко представить сложные преобразования. Более того, компилятор Caml превращает совпадения 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 Дэмиеном 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