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我時不時會發(fā)現(xiàn)一種編程語言的不同用法它有時候會改變我對編程的看法啊。這篇文章中，我想分享一下讓我驚訝的發(fā)現(xiàn)。這不是類似于高呼“函數(shù)式編程會改變世界!”博客文章。我敢打賭，大多數(shù)讀者都沒有聽說過下面的大多數(shù)語言和范例，所以你應該也會被這些新概念吸引。
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注意：我對以下大多數(shù)語言的使用經(jīng)驗都很少，但是我發(fā)現(xiàn)他們背后的想法非常吸引人，但對其沒有專業(yè)知識，所以有任何錯誤請指出并指導更正。如果您也有新的范例和想法，歡迎分享。
默認并發(fā)
示例語言：ANI, Plaid
讓我們用一個哲學家的思想來解決問題吧：有些編程語言是默認情況下并發(fā)的，也就是說，每行代碼都是并行執(zhí)行的。
例如，假設(shè)你寫了三行代碼，A，B和C：
- A;
- B;
- C;
在大多數(shù)編程語言中，A先執(zhí)行，然后執(zhí)行B，***執(zhí)行C。在像ANI這樣的語言中，A，B和C都將同時執(zhí)行。
ANI中代碼行之間的控制流或排序，僅僅是代碼行之間顯式依賴關(guān)系的副作用。例如，如果B引用了A中定義的變量，則A和C將同時執(zhí)行，而B只會在A完成后執(zhí)行。
以下是ANI中的“Hello World”示例：
- "Hello, World!" ->std.out
在ANI術(shù)語中，我們將"Hello, World!"對象(字符串)發(fā)送到std.out流。如果我們發(fā)送另一個字符串，會發(fā)生 std.out什么
- "Hello, World!" ->std.out
- "Goodbye, World!" ->std.out
這兩行代碼并行執(zhí)行，因此它們可以在控制臺中以任何順序結(jié)束?，F(xiàn)在，看看當我們在一行上引入一個變量并參考它會發(fā)生什么：
- s = [string\];
- "Hello, World!" ->s;
- \s ->std.out;
***行聲明一個“鎖存(latch)”(鎖存器有點像變量)，調(diào)用 s它包含一個字符串; 第二行將文本賦值 "Hello, World!"給s; 第三行“解鎖” s并將內(nèi)容發(fā)送給std.out。在這里，您可以看到ANI的隱式程序排序：由于每行都依賴于前一行，因此此代碼將按寫入的順序執(zhí)行。
Plaid 語言還聲稱通過默認支持并發(fā)性，但使用權(quán)限模型，如在本文中，設(shè)置控制流程。多核技術(shù)正在興起，并發(fā)性仍然是大多數(shù)語言中難點。ANI 和 Plaid 提供了一個新的解決方案，可以帶來驚人的性能提升;，問題在于“默認并行”是否會改變開發(fā)的狀態(tài)。有關(guān)更多信息，請參閱并發(fā)性并行性。
相關(guān)類型
示例語言：Idris， Agda， Coq
你可能習慣使用C和Java等語言來鍵入系統(tǒng)，編譯器可以檢查變量是整數(shù)，列表還是字符串。但是如果你的編譯器能檢查一個變量是“一個正整數(shù)”，“一個長度為2的列表”還是“一個回文字符串”呢?
下面是如何聲明一個Vector包含無形庫1,2,3的值：
- val l1 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNil
這將創(chuàng)建一個變量l1，它的類型簽名不僅指定它Vector是包含的Ints，而且指定它的Vector長度為3.編譯器可以使用此信息來捕獲錯誤。讓我們使用該vAdd方法在Vector兩個之間執(zhí)行成對加法Vectors：
- val l1 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNil
- val l2 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNil
- val l3 = l1 vAdd l2
- // Result: l3 = 2 :#: 4 :#: 6 :#: VNil
上面的例子工作正常，因為類型系統(tǒng)知道兩者 Vectors都有長度3.但是，如果我們嘗試了vAdd 兩種Vectors不同的長度，我們沒等到運行時就會在編譯時得到一個錯誤。
- val l1 = 1 :#: 2 :#: 3 :#: VNil
- val l2 = 1 :#: 2 :#: VNil
- val l3 = l1 vAdd l2
- // Result: a *compile* error because you can't pairwise add vectors
- // of different lengths!
Shapeless 是一個仍然有點粗糙的庫，只支持依賴類型的一個子集，并有相當冗長的代碼和類型簽名。相反，Idris使得類型成為編程語言的***類成員，因此依賴類型系統(tǒng)似乎更加強大和干凈。為了進行比較，請查看Scala vs Idris：相關(guān)類型，現(xiàn)在以及未來的討論。
連貫語言
示例語言：Forth， cat，joy
有沒有想過不用變量和函數(shù)應用程序編程會是什么樣子?至少我沒有，但顯然有些人這么想了，他們提出了連續(xù)編程。這個想法是，語言中的所有內(nèi)容都是將數(shù)據(jù)推送到堆棧或從堆棧中彈出數(shù)據(jù)的函數(shù); 程序幾乎完全通過功能組合(串聯(lián)組合)來構(gòu)建。
這聽起來很抽象，所以我們來看看cat中的一個簡單例子 ：
- 2 3 +
在這里，我們將兩個數(shù)字推入堆棧，然后調(diào)用該+函數(shù)，將兩個數(shù)字從堆棧中彈出，并將其添加到堆棧中的結(jié)果：代碼的輸出為5。下面是一個稍微有趣的示例：
- def foo {
- 10 <
- [ 0 ]
- [ 42 ]
- if
- }
- 20
- foo
讓我們一行一行地瀏覽一下：
- 首先，我們聲明一個函數(shù)foo。請注意，cat中的函數(shù)沒有指定輸入?yún)?shù)：所有參數(shù)都從堆棧中隱式讀取。
- foo調(diào)用<函數(shù)，該函數(shù)彈出的***項在堆棧中，將它與10，并且推動任一True或 False背面壓入堆棧。
- 接下來，我們將值0和42輸入堆棧：我們將它們包括在括號中以確保它們未被執(zhí)行就推入堆棧。這是因為它們將分別用于調(diào)用if下一行函數(shù)的“then”和“else”分支。
- 該if函數(shù)從堆棧中彈出3個項目：布爾條件，“then”分支和“else”分支。根據(jù)布爾條件的值，它會將“then”或“else”分支的結(jié)果輸回堆棧。
- ***，我們將20輸入堆棧并調(diào)用foo函數(shù)。
- 當所有的事情都做完后，會得到一個42的結(jié)果
這種編程風格頗有趣味：程序可以以無數(shù)種方式拆分和連接以創(chuàng)建新程序; 非常簡單的語法(甚至比LISP更簡單)，導致非常簡潔的程序; 也具有強大的元編程支持?？雌饋砟惚仨氂涀』蛳胂蠖褩５漠斍盃顟B(tài)，而不是能夠從代碼中的變量名稱中讀取它，這可能使得很難推斷代碼。
聲明式編程
示例語言：Prolog， SQL
聲明式編程已經(jīng)存在了很多年，但大多數(shù)程序員仍然不知道這個概念。這里的要點是：在大多數(shù)主流語言中，你需要描述如何解決一個特定的問題; 在聲明性語言中，你只需描述你想要的結(jié)果，而語言本身就能找出到達那里的方法。
例如，如果您在C中從頭開始編寫排序算法，例如編寫合并排序的指令，該指令逐步描述如何遞歸地將數(shù)據(jù)集分成一半并按排序順序合并到一起。如果您使用像Prolog這樣的聲明性語言對數(shù)字進行排序 ，則應該描述所需的輸出：“我需要相同的值列表，但索引中的每個項目 i應小于或等于索引處的項目i + 1”。將以前的C解決方案與此Prolog代碼進行比較：
- sort_list(Input, Output) :-
- permutation(Input, Output),
- check_order(Output).
- check_order([]).
- check_order([Head]).
- check_order([First, Second | Tail]) :-
- First =< Second,
- check_order([Second | Tail]).
如果你使用過SQL，那么你已經(jīng)完成了一種聲明式編程，你可能沒有意識到這一點：當你發(fā)出查詢時select X from Y where Z，你正在描述你想要返回的數(shù)據(jù)集;它是真正計算出如何執(zhí)行查詢的數(shù)據(jù)庫引擎。
聲明性語言的美妙之處在于它允許你在更高層次的抽象中工作：你只需要描述所需輸出的規(guī)范。例如，prolog中簡單數(shù)獨求解器的代碼，只是列出了解決的數(shù)獨謎題的每行，每列和對角線應該是什么樣的：
- sudoku(Puzzle, Solution) :-
- Solution = Puzzle,
- Puzzle = [S11, S12, S13, S14,
- S21, S22, S23, S24,
- S31, S32, S33, S34,
- S41, S42, S43, S44],
- fd_domain(Solution, 1, 4),
- Row1 = [S11, S12, S13, S14],
- Row2 = [S21, S22, S23, S24],
- Row3 = [S31, S32, S33, S34],
- Row4 = [S41, S42, S43, S44],
- Col1 = [S11, S21, S31, S41],
- Col2 = [S12, S22, S32, S42],
- Col3 = [S13, S23, S33, S43],
- Col4 = [S14, S24, S34, S44],
- Square1 = [S11, S12, S21, S22],
- Square2 = [S13, S14, S23, S24],
- Square3 = [S31, S32, S41, S42],
- Square4 = [S33, S34, S43, S44],
- valid([Row1, Row2, Row3, Row4,
- Col1, Col2, Col3, Col4,
- Square1, Square2, Square3, Square4]).
- valid([]).
- valid([Head | Tail]) :- fd_all_different(Head), valid(Tail).
以下是數(shù)獨解算器的運行結(jié)果：
- | ?- sudoku([_, _, 2, 3,
- _, _, _, _,
- _, _, _, _,
- 3, 4, _, _],
- Solution).
- S = [4,1,2,3,2,3,4,1,1,2,3,4,3,4,1,2]
不幸的是，聲明式編程語言很容易造成性能瓶頸。上面的排序算法很可能 O(n!)讓數(shù)獨解算器進行了一次強力搜索; 而且大多數(shù)開發(fā)人員必須提供數(shù)據(jù)庫提示和額外索引，避免執(zhí)行SQL查詢時出現(xiàn)代價高昂且效率低下的情況。
符號編程
示例語言：Aurora
Aurora語言是一個典型的符號編程的例子：它不僅包括純文本編程，而且還包括圖像，數(shù)學方程，圖形，圖表等。這能夠用該數(shù)據(jù)的原始格式操作和描述各種數(shù)據(jù)，而不是用文本描述所有數(shù)據(jù)。Aurora也是完全互動的，可以立即顯示每行代碼的結(jié)果，例如 REPL。
Aurora語言由Chris Granger創(chuàng)建，他也創(chuàng)建了Light Table IDE。Chris在他的文章中概述了Aurora的動機：實現(xiàn)更好的編程。目標是使編程更加具有可觀察性，直接并減少偶然的復雜性。欲了解更多信息，請務必查看Bret Victor令人難以置信的會談： Inventing on Principle, Media for Thinking the Unthinkable, and Learnable Programming。
基于知識的編程
示例：Wolfram語言
像上面提到的 Aurora 語言一樣，Wolfram語言也是基于符號編程的。但是，符號層僅僅是為Wolfram語言的核心提供一致的接口的一種方式，這是基于知識的編程：內(nèi)置于大量的庫，算法和數(shù)據(jù)。這使得從繪制Facebook連接到操縱圖像，查看天氣，處理自然語言查詢，繪制地圖上的方向，求解數(shù)學方程式等等都可以輕松地完成。
我懷疑 Wolfram 語言是否有***的“標準庫”和有任何語言的數(shù)據(jù)集?；ヂ?lián)網(wǎng)的連接是編寫代碼的內(nèi)在組成部分的想法讓我感到興奮：它幾乎就像一個自動完成功能進行谷歌搜索的IDE。符號編程模型是否像Wolfram聲稱的那樣靈活，而且可以真正利用所有這些數(shù)據(jù)?如果是的話，會很有趣。
更新：雖然Wolfram聲稱Wolfram語言支持“符號編程”和“知識編程”，但這些術(shù)語的定義略有不同。更多有關(guān)信息，請參閱知識編程和符號編程wiki。
新聞標題：6個新奇的編程方式，改變你對編碼的認知
網(wǎng)頁路徑：http://www.5511xx.com/article/dpososi.html
