Czysty (język programowania)

Czysty

Paradygmat	funkcjonalny
Zaprojektowany przez	Grupa badawcza technologii oprogramowania na Uniwersytecie Radboud w Nijmegen
Po raz pierwszy pojawiły się	1987 ( 1987 )
Wersja stabilna	3.1 / 5 stycznia 2022 ( 05.01.2022 )
Dyscyplina pisania	silny , statyczny , dynamiczny
system operacyjny	Międzyplatformowe
Licencja	Uproszczony BSD
Rozszerzenia nazw plików	.icl, .dcl, .abc
Strona internetowa	wyczyść .cs .ru .nl
Pod wpływem
Lean , Mirandy , Haskella
Pod wpływem
Haskella , Idrisa

Clean to czysto funkcjonalny język programowania komputerów ogólnego przeznaczenia . Nazywał się Concurrent Clean System , potem Clean System , później po prostu Clean . Clean jest rozwijany przez grupę naukowców z Uniwersytetu Radboud w Nijmegen od 1987 roku.

Cechy

Język Clean pojawił się po raz pierwszy w 1987 roku. Chociaż rozwój samego języka uległ spowolnieniu, niektórzy badacze nadal nad nim pracują. W 2018 roku powstała firma typu spin-off, która również korzysta z Clean.

Clean ma wiele właściwości i składni z młodszym językiem rodzeństwa, Haskell : przezroczystość referencyjna , rozumienie list , strażnicy , wyrzucanie elementów bezużytecznych , funkcje wyższego rzędu , curry i leniwa ocena . Jednak Clean radzi sobie ze zmiennymi stanami i wejściami/wyjściami poprzez unikatowy system typowania , w przeciwieństwie do używania monad przez Haskella . Kompilator wykorzystuje system unikalności typów do generowania wydajniejszego kodu, ponieważ wie, że w dowolnym momencie wykonywania programu może istnieć tylko jedno odwołanie do wartości o unikalnym typie. W związku z tym unikalną wartość można zmienić w miejscu .

Zintegrowane środowisko programistyczne (IDE) dla systemu Microsoft Windows jest zawarte w dystrybucji Clean.

Przykłady

Witaj świecie :

    Początek  =  „Witaj, świecie!” 

czynnikowy :

0 fac :: Int -> Int fac = 1 fac n = n * fac ( n -1 ) Start = fac 10

fac :: Int -> Int fac n = prod [ 1 .. n ] // Iloczyn liczb od 1 do n Start = fac 10

Ciąg Fibonacciego :

0 fib :: Int -> Int fib = 1 fib 1 = 1 fib n = fib ( n - 2 ) + fib ( n - 1 ) Początek = fib 7

fibs :: Int Int -> [ Int ] fibs x_2 x_1 = [ x_2 : fibs x_1 ( x_2 + x_1 )] fib :: Int -> Int fib n = ( fibs 1 1 ) !! n Start = fib 7

Operator wrostka :

       
  0  
         (  ^  )  wrostek  8  ::  Int  Int  ->  Int  (  ^  )  x  =  1  (  ^  )  x  n  =  x  *  x  ^  (  n  -1  ) 

Deklaracja typu stwierdza, że ​​funkcja jest prawym asocjacyjnym operatorem infiksowym z priorytetem 8: oznacza to, że x*x^(n-1) jest równoważne x*(x^(n-1)) w przeciwieństwie do (x*x )^(n-1) . Ten operator jest wstępnie zdefiniowany w StdEnv, bibliotece standardowej Clean.

Jak działa Clean

Obliczenia opierają się na przepisaniu i redukcji grafu . Stałe, takie jak liczby, to wykresy, a funkcje to formuły przepisywania wykresów. To, w połączeniu z kompilacją do kodu natywnego, sprawia, że ​​czyste programy, które używają wysokiej abstrakcji, działają stosunkowo szybko, zgodnie z grą Computer Language Benchmarks Game .

Kompilowanie

1. Pliki źródłowe (.icl) i pliki definicji (.dcl) są tłumaczone na Core Clean, podstawowy wariant Clean, w Clean.
2. Core clean jest konwertowany na niezależny od platformy język pośredni Clean (.abc), zaimplementowany w C i Clean.
3. Pośredni kod ABC jest konwertowany na kod obiektowy (.o) przy użyciu C .
4. Kod obiektowy jest łączony z innymi plikami w module i systemie wykonawczym i konwertowany do normalnego pliku wykonywalnego za pomocą linkera systemowego (jeśli jest dostępny) lub dedykowanego linkera napisanego w Clean on Windows .

Wcześniejsze wersje systemu Clean były napisane w całości w C , dzięki czemu uniknięto problemów z ładowaniem.

System SAPL kompiluje Core Clean do JavaScript i nie używa kodu ABC.

Maszyna ABC

Aby wypełnić lukę między Core Clean, językiem funkcjonalnym wysokiego poziomu, a kodem maszynowym , używana jest maszyna ABC. Jest to bezwzględna maszyna do przepisywania grafów abstrakcyjnych . Generowanie konkretnego kodu maszynowego z abstrakcyjnego kodu ABC to stosunkowo mały krok, więc przy użyciu maszyny ABC znacznie łatwiej jest kierować wiele architektur do generowania kodu.

Maszyna ABC ma niezwykły model pamięci . Ma magazyn wykresów do przechowywania czystego wykresu, który jest przepisywany. Stos A(argument) zawiera argumenty odnoszące się do węzłów w magazynie wykresów. W ten sposób argumenty węzła mogą zostać przepisane, co jest potrzebne do dopasowywania wzorców . Stos B(asic value) przechowuje podstawowe wartości (liczby całkowite, znaki, liczby rzeczywiste itp.). Chociaż nie jest to absolutnie konieczne (wszystkie te elementy mogą być również węzłami w magazynie wykresów), użycie oddzielnego stosu jest znacznie bardziej wydajne. Stos C(ontrol) przechowuje adresy zwrotne do sterowania przepływem.

System wykonawczy , który jest powiązany z każdym plikiem wykonywalnym, ma regułę drukowania , która drukuje węzeł do kanału wyjściowego. Gdy program jest wykonywany, drukowany jest węzeł początkowy . W tym celu musi zostać przepisany do pierwotnej postaci normalnej, po czym jego dzieci są przepisywane do pierwotnej postaci normalnej itd., aż do wydrukowania całego węzła.

Platformy

Narzędzie Clean jest dostępne dla systemów Microsoft Windows ( IA-32 i X86-64 ), macOS ( X86-64 ) i Linux ( IA-32 , X86-64 i AArch64 ).

Niektóre biblioteki nie są dostępne na wszystkich platformach, na przykład ObjectIO, który jest dostępny tylko w systemie Windows. Również funkcja zapisu dynamiki do plików jest dostępna tylko w systemie Windows.

Dostępność Clean na platformę różni się w zależności od wersji:

Wersja	Data	Linuks			System operacyjny Mac			Oracle Solaris	Okna		Różnorodny
		IA-32	X86-64	AArch64	Motorola 68040	PowerPC	X86-64	SPARC	IA-32	X86-64
3.1	5 stycznia 2022 r	Tak	Tak	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak
3.0	2 października 2018 r	Tak	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak
2.4	23 grudnia 2011 r	Tak	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak
2.3	22 grudnia 2010	Tak	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	Tak	Tak
2.2	19 grudnia 2006	Tak	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	Tak
2.1.1	31 maja 2005 r	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
2.1.0	31 października 2003 r	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
2.0.2	12 grudnia 2002	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
2.0.1	4 lipca 2002	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
2.0	21 grudnia 2001	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE
1.3.3	13 września 2000 r	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
1.3.2	1 lipca 1999 r	NIE	NIE	NIE	Tak	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
1.3.1	styczeń 1999 r	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
1.3	22 maja 1998	Tak	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	Tak	Tak	NIE
1.2.4	czerwiec 1997 r	NIE	NIE	NIE	Tak	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE
1.2.3	maj 1997 r	NIE	NIE	NIE	Tak	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE
1.2	13 stycznia 1997	NIE	NIE	NIE	Tak	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE
1.1.3	październik 1996	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	OS/2 ( i80386 )
1.1.2	wrzesień 1996	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	SunOS 4 ( SPARC )
1.1	marzec 1996	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE
1.0.2	wrzesień 1995 r	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	OS/2 ( i80386 ); SunOS 4 ( SPARC )
1.0	maj 1995	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	OS/2 ( i80386 )
0.8.4	11 maja 1993 r	Tak	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	Eksperymentalne wydanie transputera T800
0.8.3	26 lutego 1993	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE
0.8.1	19 października 1992	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE
0,8	13 lipca 1992	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	OS/2 ( i80386 ); SunOS 3-4 ( SPARC )
0,7	maj 1991	NIE	NIE	NIE	Tak	NIE	NIE	NIE	NIE	NIE	SunOS 3-4 ( SPARC )

Porównanie do Haskella

Test porównawczy z 2008 roku wykazał, że czysty kod natywny działa mniej więcej tak samo dobrze jak Haskell ( GHC ), w zależności od testu porównawczego.

Różnice składniowe

Składnia Clean jest bardzo podobna do składni Haskella, z pewnymi znaczącymi różnicami:

Haskella	Czysty	Uwagi
[ x | x <- [ 1 .. 10 ] , nieparzyste x ]	[ x \\ x <- [ 1 .. 10 ] | jest nieparzysty x ]	rozumienie listy
x : xs	[ x : xs ]	operator minusów
Drzewo danych a = Puste | Węzeł ( Drzewo a ) a ( Drzewo a )	:: Drzewo a = Puste | Węzeł ( Drzewo a ) a ( Drzewo a )	algebraiczny typ danych
( Równanie a , Równanie b ) => ...	... | Równanie a i Równanie b	asercje klasowe i konteksty
zabawa t @ ( Węzeł l x r ) = ...	zabawa t =: ( Węzeł l x r ) = ...	jako wzorce
jeśli x > 10 to 10 inaczej x	jeśli ( x > 10 ) 10 x	Jeśli

Ogólnie rzecz biorąc, Haskell wprowadził więcej cukru składniowego niż Clean.

Linki zewnętrzne

• Wyczyść Wiki
• clean-lang.org : publiczny rejestr z czystymi pakietami
• cloogle.org : wyszukiwarka do wyszukiwania w czystych pakietach