Фактор (язык программирования)

Фактор
Парадигма	мультипарадигмальность : конкатенативная ( на основе стека ), функциональная , объектно-ориентированная.
Разработчик	Слава Пестов
Впервые появился	2003
Стабильная версия	0,99 / 24 августа 2023 г.
Дисциплина набора текста	сильный , динамичный
ТЫ	Windows , MacOS , Linux
Лицензия	Лицензия BSD
Веб-сайт	factorcode.org
Под влиянием
	Джой , Форт , Лисп , Я

Factor — это стек-ориентированный язык программирования, созданный Славой Пестовым. Factor динамически типизирован и имеет автоматическое управление памятью , а также мощные функции метапрограммирования. Язык имеет единую реализацию, включающую автономный оптимизирующий компилятор и интерактивную среду разработки . Дистрибутив Factor включает в себя большую стандартную библиотеку .

История

Слава Пестов создал Factor в 2003 году как язык сценариев для видеоигр . ^[1] Первоначальная реализация, теперь называемая JFactor, была реализована на Java и запускалась на виртуальной машине Java . Хотя ранний язык внешне напоминал современный Factor с точки зрения синтаксиса , современный язык сильно отличается с практической точки зрения, и текущая реализация намного быстрее.

Язык со временем существенно изменился. Java Первоначально программы Factor были сосредоточены на манипулировании объектами Java с помощью возможностей отражения . С самого начала философия дизайна заключалась в модификации языка для соответствия программам, написанным на нем. По мере того, как реализация Factor и стандартные библиотеки становились более детализированными, необходимость в определенных функциях языка становилась очевидной, и они были добавлены. В JFactor не было объектной системы , в которой программист мог бы определять свои собственные классы , и ранние версии нативного Factor были такими же; язык был похож на Scheme в этом смысле . Сегодня объектная система является центральной частью Factor. Другие важные функции языка, такие как классы кортежей , встраивание комбинаторов, макросы , определяемые пользователем слова синтаксического анализа и современная словарная система, добавлялись лишь постепенно, по мере того, как их полезность становилась очевидной.

Интерфейс внешних функций присутствовал в самых ранних версиях Factor, аналогичная система существовала в JFactor. Это было выбрано вместо создания плагина для C - части реализации для каждой внешней библиотеки, с которой Factor должен взаимодействовать, и имеет то преимущество, что оно более декларативно , быстрее компилируется и проще в написании.

Реализация Java изначально состояла только из интерпретатора , но позже был добавлен компилятор байт-кода Java . Этот компилятор работал только с определенными процедурами. Версия Factor для Java была заменена версией, написанной на C и Factor. Первоначально это состоял только из интерпретатора, но интерпретатор был заменен двумя компиляторами, используемыми в разных ситуациях. Со временем внедрение Фактора стало значительно быстрее. ^[2]

Описание

Factor — это динамически типизированный , функциональный и объектно-ориентированный язык программирования . Код структурирован вокруг небольших процедур, называемых словами. В типичном коде это 1–3 строки, а процедуры длиной более 7 строк встречаются очень редко. То, что идиоматически было бы выражено с помощью одной процедуры на другом языке программирования, было бы записано в виде нескольких слов в Factor. ^[3]

Каждое слово принимает фиксированное количество аргументов и имеет фиксированное количество возвращаемых значений. Аргументы слов передаются в стек данных с использованием обратной польской нотации . Стек используется просто для организации вызовов слов, а не как структура данных. Стек в Factor используется аналогично стеку в Forth ; поэтому они оба считаются стековыми языками . Например, ниже приведен фрагмент кода, который выводит «привет, мир» в текущий выходной поток:

"hello world" print

print это слово в io словарь, который берет строку из стека и ничего не возвращает. Он печатает строку в текущий выходной поток (по умолчанию терминал или графический прослушиватель). ^[3]

Функция факториала $n!$ может быть реализовано в Factor следующим образом:

: factorial ( n -- n! ) dup 1 > [ [1,b] product ] [ drop 1 ] if ;

Не все данные должны передаваться только со стеком. Локальные переменные с лексической областью позволяют хранить временные переменные, используемые внутри процедуры, и получать к ним доступ. Переменные с динамической областью используются для передачи данных между вызовами процедур без использования стека. Например, текущие потоки ввода и вывода хранятся в переменных с динамической областью действия. ^[3]

Фактор подчеркивает гибкость и возможность расширить язык. ^[3] Имеется система макросов, а также произвольного расширения синтаксиса Factor. Синтаксис фактора часто расширяется, чтобы обеспечить возможность использования новых типов определений слов и новых типов литералов для структур данных. Он также используется в библиотеке XML для обеспечения буквального синтаксиса для генерации XML. Например, следующее слово принимает строку и создает объект XML-документа, который представляет собой HTML-документ, подчеркивающий строку:

 : make-html ( string -- xml )
    dup
    <XML
        <html>
            <head><title><-></title></head>
            <body><h1><-></h1></body>
        </html>
    XML> ;

Слово dup дублирует верхний элемент стека. <-> означает заполнение этой части XML-документа элементом из стека.

Реализация и библиотеки

Factor включает в себя большую стандартную библиотеку, полностью написанную на этом языке. К ним относятся

Кроссплатформенный набор инструментов графического пользовательского интерфейса, построенный на основе OpenGL и различных оконных систем, используемый для среды разработки. ^[4]
Привязки к нескольким библиотекам баз данных, включая PostgreSQL и SQLite . ^[5]
сервер HTTP- и клиент с веб-инфраструктурой Furnace. ^[6]
Эффективные однородные массивы целых чисел, чисел с плавающей запятой и структур C. ^[7]
Библиотека, реализующая регулярные выражения и генерирующая машинный код для сопоставления. ^[8]

программами C В Factor встроен интерфейс внешних функций, позволяющий взаимодействовать с , Objective -C и Fortran . Также имеется поддержка выполнения и взаимодействия с шейдерами, написанными на GLSL . ^[3]^[9]

Factor реализован в Factor и C++ . Первоначально он был заимствован из более ранней реализации Java. Сегодня на языке написаны парсер и оптимизирующий компилятор. Некоторые базовые части языка реализованы на C++, например сборщик мусора и некоторые примитивы.

Factor использует модель на основе изображений , аналогичную многим реализациям Smalltalk , где скомпилированный код и данные хранятся в изображении. ^[10] Для компиляции программы программа загружается в образ и образ сохраняется. Специальный инструмент помогает в процессе создания минимального образа для запуска конкретной программы, упаковывая результат во что-то, что можно развернуть как отдельное приложение. ^[3]^[11]

Компилятор Factor реализует множество продвинутых оптимизаций и использовался в качестве объекта исследования новых методов оптимизации. ^[3]^[12]

Ссылки

^ Пестов, Слава. "Уголок Славы Пестова" .
^ «Вики-сайт Concatenative.org: История факторов/реализации» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Пестов, Святослав; Эренберг, Дэниел (2010). «Фактор: динамический язык программирования на основе стека». Уведомления ACM SIGPLAN . 45 (12). АКМ: 43–58. дои : 10.1145/1899661.1869637 .
^ Пестов, Слава. «Документация по факторам: инфраструктура пользовательского интерфейса» .
^ Коулман, Дуг. «Документация по факторам: Библиотека базы данных» .
^ Пестов, Слава. «Документация фактора: HTTP-сервер» .
^ Пестов, Слава. «Факторная документация: Специализированные массивы» .
^ Коулман, Дуг; Эренберг, Дэниел. «Документация по факторам: регулярные выражения» .
^ Пестов, Слава (28 июля 2010 г.). «Интерфейс библиотеки C Overhauling Factor» .
^ Пестов, Слава (10 января 2010 г.). «Описание процесса начальной загрузки Factor» .
^ Пестов, Слава (5 июля 2008 г.). «На трясущихся деревьях» .
^ Эренберг, Дэниел (2010). «Устранение замыканий как постоянное распространение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г.

Внешние ссылки

Официальный сайт
Слава Пестов (27 октября 2008 г.). Фактор: расширяемый интерактивный язык (flv) (техническое обсуждение). Google . Архивировано из оригинала 22 декабря 2021 г.
Зед Шоу (2008). ACL мертв (flv) (CUSEC 2008). КУСЕК. - презентация, написанная на Факторе, в которой упоминается и восхваляется Фактор.

[1] Пестов, Слава. "Уголок Славы Пестова" .

[2] «Вики-сайт Concatenative.org: История факторов/реализации» .

[dls-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Пестов, Святослав; Эренберг, Дэниел (2010). «Фактор: динамический язык программирования на основе стека». Уведомления ACM SIGPLAN . 45 (12). АКМ: 43–58. дои : 10.1145/1899661.1869637 .

[4] Пестов, Слава. «Документация по факторам: инфраструктура пользовательского интерфейса» .

[5] Коулман, Дуг. «Документация по факторам: Библиотека базы данных» .

[6] Пестов, Слава. «Документация фактора: HTTP-сервер» .

[7] Пестов, Слава. «Факторная документация: Специализированные массивы» .

[8] Коулман, Дуг; Эренберг, Дэниел. «Документация по факторам: регулярные выражения» .

[9] Пестов, Слава (28 июля 2010 г.). «Интерфейс библиотеки C Overhauling Factor» .

[10] Пестов, Слава (10 января 2010 г.). «Описание процесса начальной загрузки Factor» .

[11] Пестов, Слава (5 июля 2008 г.). «На трясущихся деревьях» .

[12] Эренберг, Дэниел (2010). «Устранение замыканий как постоянное распространение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]