Clean
Clean — чистый функциональный язык программирования, поддерживающий основные принципы парадигмы функционального программирования. Для вычислений использует традиционные математические способы вывода значений — унифицированную подстановку и математическую индукцию.
Характеристики языка
- Ленивые вычисления с возможностью отказа от них в целях оптимизации;
- Чистота;
- Использование функций высшего порядка;
- Ссылочная прозрачность;
- Списковое включение;
- охраняющие выражения;
- Сборка мусора;
- Каррирование;
- Система типов Хиндли — Милнера (т.е. сильная статическая с выводом типов, включающая абстрактные и алгебраические полиморфные типы данных);
- Модульность;
- Возможность использования библиотек ввода-вывода и создания графического интерфейса пользователя.
Интегрированная среда разработки (IDE) для Windows включена в дистрибутив Clean.
Язык Clean во многом похож (в том числе и синтаксически) на язык Haskell. Главным отличием Clean от Haskell является способ взаимодействия с внешним состоянием (т.е. способ ввода/вывода): вместо монад Clean использует типы, гарантирующие уникальность. Это обеспечивает более высокую эффективность в соответствующих фрагментах кода, т.к. абстрактные структуры данных деструктивно обновляются, а не замещаются.
Транслятор языка Clean использует переписывание и редукцию графов и порождает нативный код относительно высокой эффективности (то обгоняя Haskell, то отставая от него), используя Си в качестве промежуточного языка.
Примеры
Hello, world!:
module hello Start :: {#Char} Start = "Hello, world!"Факториал:
Числа Фибоначчи:
module fibonacci fib 0 = 0 fib 1 = 1 fib n = fib (n - 2) + fib (n - 1) Start = fib 7Инфиксный оператор:
(^) infixr 8 :: Int Int -> Int (^) x 0 = 1 (^) x n = x * x ^ (n-1)В этом объявлении описываетсят, что функция является правоассоциативным инфиксным оператором с приоритетом 8: это означает, что x*x^(n-1) эквивалентно x*(x^(n-1)) в противоположность (x*x)^(n-1). Этот оператор предварительно определен в StdEnv, стандартной библиотеке Clean.
Как работает Clean
Вычисления основаны на переписывании и редукции графов. Константы, такие как числа, представляют собой графы, а функции — формулы перезаписи графа. Это, в сочетании с компиляцией в машинный код, делает программы, написанные на Clean и использующие высокий уровень абстракции, работающими относительно быстро. Это подтверждается тестами Computer Language Benchmarks Game.
Компиляция
Ранее версии Clean были полностью написаны на языке C во избежание проблем с раскруткой компилятора.
Система SAPL компилирует Core Clean на JavaScript и не использует байт-код ABC.
ABC-машина
Чтобы закрыть промежуток между Core Clean, функциональным языком высокого уровня и машинным кодом, используется ABC-машина. Это императивная абстрактная машина для перезаписи графов. Генерирование конкретного машинного кода из абстрактного кода ABC является относительно небольшим шагом, поэтому с помощью ABC-машины гораздо проще генерировать код для нескольких архитектур.
ABC-машина имеет необычную модель памяти . Она имеет хранилище графа, чтобы сохранять отредактированный граф во время перезаписи. Стек A (Argument — аргументы) хранит аргументы, относящиеся к узлам в хранилище графов. Таким образом, аргументы узла могут быть переписаны, что необходимо для сопоставления образцов. Стек B (Basic value — основные значения) содержит основные значения (целые числа, символы, числа и т. д.). Хотя это и не является строго необходимым (все эти элементы могут быть узлами в хранилище графов), использование отдельного стека намного эффективнее. Стек C (Control — управление) содержит адреса возвратов для управления потоком.
Платформы
Clean имеет версии для Microsoft Windows, Apple Macintosh, Solaris и Linux.
Некоторые библиотеки недоступны для некоторых платформ. Например, ObjectIO, доступна только для Windows и Mac. Функция записи динамиков в файлы доступна только для Windows.
Синтаксические различия с Haskell
Синтаксис Clean очень похож на Haskell с некоторыми заметными отличиями:
В основном, у Haskell больше синтаксического сахара, чем у Clean.