ML (programovací jazyk) - ML (programming language)

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: Programovací jazyk „ML“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Květen 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

ML („Meta jazyk“) je univerzální funkční programovací jazyk. ML má statický rozsah. Je známý pro své použití polymorfní Systém typu Hindley – Milner, který automaticky přiřadí typy většiny výrazy bez požadavku na explicitní poznámky k typu a zajišťuje bezpečnost typu - existuje formální důkaz, že dobře napsaný program ML nezpůsobuje chyby typu za běhu.^[1] ML poskytuje porovnávání vzorů pro argumenty funkcí, odvoz odpadu, imperativní programování, call-by-value a kari. Používá se hojně při výzkumu programovacích jazyků a je jedním z mála jazyků, které lze zcela specifikovat a ověřit pomocí formální sémantika. Díky svým typům a přizpůsobení vzorů je vhodný a běžně používaný pro provoz v jiných formálních jazycích, například v psaní překladače, automatizované dokazování věty, a formální ověření.

Přehled

Mezi funkce ML patří volání podle hodnoty strategie hodnocení, prvotřídní funkce, automatická správa paměti prostřednictvím odvoz odpadu, parametrický polymorfismus, statické psaní, odvození typu, algebraické datové typy, porovnávání vzorů, a zpracování výjimek. ML používá statický rozsah pravidla.^{[Citace je zapotřebí ]}

ML lze označit jako nečistý funkční jazyk, protože ačkoli podporuje funkční programování, umožňuje vedlejší efekty (jako jazyky jako Lisp, ale na rozdíl od čistě funkční jazyk jako Haskell ). Jako většina programovacích jazyků používá ML nedočkavé hodnocení, což znamená, že všechny dílčí výrazy jsou vždy hodnoceny líné hodnocení lze dosáhnout použitím uzávěry. Lze tedy vytvářet a používat nekonečné proudy jako v Haskellu, ale jejich vyjádření je nepřímé.

Silné stránky ML se většinou používají při navrhování a manipulaci jazyků (kompilátory, analyzátory, dokazující věty), ale jedná se o univerzální jazyk používaný také v bioinformatice a finančních systémech.

ML vyvinula Robin Milner a další počátkem 70. let v University of Edinburgh,^[2] jehož syntaxe je inspirována JÁ PLAVU. Historicky byla ML koncipována tak, aby v USA vyvinula taktiku důkazů LCF teorém prover (jehož jazyk, pplambda, kombinace predikátový počet prvního řádu a jednoduše napsané polymorfní lambda kalkul, měl ML jako svůj metajazyk).

Dnes je v rodině ML několik jazyků; tři nejvýznamnější jsou Standardní ML (SML), OCaml a F#. Nápady z ML ovlivnily řadu dalších jazyků, jako Haskell, Cyklón, Nemerle, ATS,^{[Citace je zapotřebí ]} a Jilm.^[3]

Příklady

Následující příklady používají syntaxi Standard ML. Jiné ML dialekty jako např OCaml a F# se liší v malém.

Faktoriální

The faktoriál funkce vyjádřená jako čistý ML:

zábava fac (0 : int) : int = 1  | fac (n : int) : int = n * fac (n - 1)

To popisuje faktoriál jako rekurzivní funkci s jediným zakončovacím základním případem. Je to podobné jako s popisy faktoriálů v učebnicích matematiky. Velká část kódu ML je podobná matematice v oblasti zařízení a syntaxe.

Část uvedené definice je volitelná a popisuje typy této funkce. Zápis E: t lze číst jako výraz E má typ t. Například argumentu n je přiřazen typ celé číslo (int) a fac (n: int), výsledek použití fac na celé číslo n, má také typ integer. Funkce fac jako celek pak má typ funkce z celého čísla na celé číslo (int -> int), to znamená, že fac přijímá celé číslo jako argument a vrací celočíselný výsledek. Díky odvození typu lze anotace typu vynechat a budou odvozeny kompilátorem. Přepsán bez anotací typu, příklad vypadá takto:

zábava fac 0 = 1  | fac n = n * fac (n - 1)

Funkce také spoléhá na porovnávání vzorů, důležitou součást programování ML. Všimněte si, že parametry funkce nemusí být nutně v závorkách, ale jsou odděleny mezerami. Když je argument funkce 0 (nula), vrátí celé číslo 1 (jedna). U všech ostatních případů je vyzkoušen druhý řádek. To je rekurze, a provede funkci znovu, dokud není dosaženo základního případu.

Není zaručeno, že tato implementace faktoriální funkce skončí, protože negativní argument způsobí nekonečný sestupný řetězec rekurzivních hovorů. Robustnější implementace by před opakováním zkontrolovala nezáporný argument, a to následovně:

zábava skutečnost n = nechat  zábava fac 0 = 1    | fac n = n * fac (n - 1)  v    -li (n < 0) pak vyzdvihnout Selhat "negativní argument"    jiný fac n  konec

Problematický případ (je-li n záporný) ukazuje použití ML systém výjimek.

Funkci lze dále vylepšit zapsáním její vnitřní smyčky do a ocas rekurzivní styl, takový, že zásobník volání nemusí růst v poměru k počtu volání funkcí. Toho je dosaženo přidáním dalšího parametru „akumulátor“ do vnitřní funkce. Nakonec dorazíme na

zábava skutečnost n = nechat  zábava fac 0 dle = dle    | fac n dle = fac (n - 1) (n * dle)  v    -li (n < 0) pak vyzdvihnout Selhat "negativní argument"    jiný fac n 1  konec

Seznam obráceně

Následující funkce „převrátí“ prvky v seznamu. Přesněji vrátí nový seznam, jehož prvky jsou v opačném pořadí ve srovnání s daným seznamem.

zábava zvrátit [] = []  | zvrátit (x :: xs) = (zvrátit xs) @ [X]

Tato implementace zpětného chodu, i když je správná a jasná, je neefektivní a vyžaduje kvadratický čas k provedení. Funkci lze přepsat tak, aby se spustila v lineární čas v následujícím efektivnějším, i když méně snadno čitelném stylu:

zábava zvrátit xs = nechat  zábava rev [] dle = dle    | rev (hd :: tl) dle = rev tl (hd :: acc)v  rev xs []konec

Tato funkce je příkladem parametrického polymorfismu. To znamená, že může využívat seznamy, jejichž prvky mají jakýkoli typ, a vrátit seznamy stejného typu.

Moduly

Moduly jsou systém ML pro strukturování velkých projektů a knihoven. Modul se skládá ze souboru podpisu a jednoho nebo více souborů struktury. Soubor podpisu určuje API které mají být implementovány (jako soubor záhlaví C nebo Rozhraní Java soubor). Struktura implementuje podpis (jako zdrojový soubor C nebo soubor třídy Java). Například následující definuje aritmetický podpis a jeho implementaci pomocí Rational čísel:

podpis ARITH =sig        typ t;        val nula : t;        val succ : t -> t ;        val součet : t * t -> t;konec

struktura Racionální : ARITH =struktur        datový typ t = Krysa z int * int;        val nula = Krysa(0,1);        zábava succ(Krysa(A,b)) = Krysa( a + b , b  );        zábava součet (Krysa(A,b),  Krysa(C,d)) = Krysa(a * d + c * b  , b * d) : t ;konec

Ty se importují do tlumočníka pomocí příkazu 'use'. Interakce s implementací je povolena pouze prostřednictvím funkcí podpisu, například není možné vytvořit datový objekt „Rat“ přímo prostřednictvím tohoto kódu. Blok „struktura“ skrývá všechny implementační detaily zvenčí.

Standardní knihovny ML jsou tímto způsobem implementovány jako moduly.

Viz také

• Standardní ML a jeho implementace:
  • SML / NJ, implementace s rozšíření pro souběžné programování vyvinut v Univerzita Princeton a Bell Laboratories
  • Moskva ML, implementace původně založená na Caml Light
  • Alice ML, rozšíření Standard ML s podporou paralelního programování pomocí futures
  • MLton, mocný optimalizace celého programu překladač přísně vyhovující definici
• Závislé ML, rozšíření ML se závislým psaním, které vedlo k vývoji:
  • ATS
• Líný ML, experimentálně líně hodnocený dialekt ML z počátku 80. let
• PAL (programovací jazyk), vzdělávací jazyk související s ML
• OCaml „průmyslová síla“^[4] ML dialekt používaný k implementaci Coq věta prover
• F#, vyspělý, otevřený, multiplatformní cílení na programovací jazyk napříč platformami .SÍŤ

Reference

Další čtení

• Definice standardního MLRobin Milner, Mads Tofte, Robert Harper, MIT Press 1990; (přepracované vydání přidává autora Davida MacQueena), MIT Press 1997, ISBN  0-262-63181-4.
• Komentář k Standard ML, Robin Milner, Mads Tofte, MIT Press 1997, ISBN  0-262-63137-7.
• ML pro pracovní programátor, Lawrence Paulson, Cambridge University Press 1991, 1996, ISBN  0-521-57050-6.
• Harper, Robert (2011). Programování ve standardním ML (PDF). Univerzita Carnegie Mellon.
• Prvky programování ML, Jeffrey D. Ullman, Prentice-Hall 1994, 1998, ISBN  0-13-790387-1.

externí odkazy

• Standardní ML z New Jersey, další populární implementace
• F #, implementace ML pomocí rozhraní Microsoft .NET
• MLton, celý program optimalizující kompilátor Standard ML
• Nástupce ML - nebo sML
• CakeML, smyčková verze ML pro čtení-eval-tisk s formálně ověřeným runtime a překladem do assembleru