Czy istnieje związek między wywołaniem funkcji a instancją obiektu w czystych językach funkcjonalnych?

Question

Wyobraź sobie proste (składa się) Język, w którym funkcje wyglądać następująco:

function f(a, b) = c + 42 
    where c = a * b 

(mówią, że jest podzbiorem Lisp, który obejmuje „defun” i „daj”.)

wyobrazić również, że zawiera niezmienne obiektów, które wyglądają tak:

struct s(a, b, c = a * b) 

Ponownie analogizing do Lisp (tym razem rozszerzeniem), powiedzmy definicja struct tak by wygenerować funkcje:

make-s(a, b) 
s-a(s) 
s-b(s) 
s-c(s) 

Teraz, biorąc pod uwagę prostą konfigurację, wydaje się jasne, że istnieje wiele podobieństw między tym, co dzieje się za kulisami, gdy użytkownik nazywa "f" lub "make-s". Po dostarczeniu "a" i "b" w czasie wywołania/utworzenia instancji, istnieje wystarczająca ilość informacji do obliczenia "c".

Można myśleć o utworzeniu struktury jako o nazwie wywołującej funkcję, a następnie przechowywaniu wynikowego środowiska symbolicznego do późniejszego użycia po wywołaniu wygenerowanych funkcji akcesora. Możesz też pomyśleć o ocenie wartości funkcji, która jest jak tworzenie ukrytej struktury, a następnie wykorzystywanie jej jako symbolicznego środowiska do oceny końcowego wyniku wyrażenia.

Czy mój model zabawek jest tak uproszczony, że jest bezużyteczny? A może jest to przydatny sposób myślenia o tym, jak działają prawdziwe języki? Czy są jakieś prawdziwe języki/implementacje, że ktoś bez tła CS, ale z zainteresowaniem w językach programowania (tj. Ja) powinien dowiedzieć się więcej o tym, aby zbadać tę koncepcję?

Dzięki.

EDYCJA: Dzięki za odpowiedzi do tej pory. Aby trochę się zastanowić, myślę, że zastanawiam się, czy istnieją prawdziwe języki, w których mówi się ludziom, którzy uczą się tego języka. "powinieneś pomyśleć o przedmiotach jako zasadniczo zamknięciach". Lub, jeśli istnieją jakieś rzeczywiste implementacje językowe, gdzie jest tak, że tworzenie wystąpienia obiektu i wywoływanie funkcji rzeczywiście mają wspólne częste (nietrywialne, to znaczy nie tylko wywołania biblioteki) kod lub struktury danych.

Czy analogia, którą robię, o której wcześniej słyszałem, wykracza głębiej niż zwykła analogia w rzeczywistych sytuacjach?

Answer 1

Zarówno f i make-s są funkcjami, ale podobieństwo nie wykracza znacznie dalej. Zastosowanie f wywołuje funkcję i wykonuje jej kod; zastosowanie make-s tworzy strukturę.

W większości implementacji językowych i modelizations, make-s jest inny rodzaj obiektu od f: f jest zamknięcie, natomiast make-s jest konstruktorem (w językach funkcjonalnych i logicznego sensu, który jest zbliżony do obiektowe języki znaczenia) .

Jeśli chcesz myśleć w sposób zorientowany obiektowo, zarówno f, jak i make-s mają metodę zastosowania, ale mają zupełnie inne implementacje tej metody.

Jeśli chcesz myśleć w kategoriach podstawowej logiki, f i make-s mają typ budowany na konstruktorze typu samme (konstruktor typu funkcji), ale są konstruowane na różne sposoby i mają różne reguły niszczenia (funkcja aplikacji kontra aplikacja konstruktora).

Jeśli chcesz zrozumieć ten akapit, polecam Types and Programming Languages Benjamina C. Pierce'a. Struktury są omówione w § 11.8.

Answer 2

Istnieje związek między obiektami i zamknięciami. http://people.csail.mit.edu/gregs/ll1-discuss-archive-html/msg03277.html

Poniższa stwarza to, co niektórzy mogą wywołać funkcję, a inni mogą nazwać obiekt:
Zrobione z SICP (http://mitpress.mit.edu/sicp/full-text/book/book-Z-H-21.html)

(define (make-account balance) 
    (define (withdraw amount) 
    (if (>= balance amount) 
     (begin (set! balance (- balance amount)) 
       balance) 
     "Insufficient funds")) 
    (define (deposit amount) 
    (set! balance (+ balance amount)) 
    balance) 
    (define (dispatch m) 
    (cond ((eq? m 'withdraw) withdraw) 
      ((eq? m 'deposit) deposit) 
      (else (error "Unknown request -- MAKE-ACCOUNT" 
         m)))) 
    dispatch) 

Answer 3

Czy mój model zabawka tak uproszczony, że jest bezużyteczny?

Zasadniczo tak. Twój uproszczony model w zasadzie sprowadza się do stwierdzenia, że ​​każda z tych operacji wymaga wykonania obliczeń i umieszczenia wyniku w dowolnym miejscu. Ale to jest tak ogólne, że obejmuje wszystko, co robi komputer. Jeśli nie wykonałeś obliczeń, nie zrobiłbyś nic użytecznego. Jeśli nie umieściłbyś gdzieś wyniku, wykonalibyśmy pracę za darmo, ponieważ nie masz możliwości uzyskania wyniku.Więc wszystko, co robisz z komputerem, od dodania dwóch rejestrów do pobrania strony internetowej, może być modelowane jako wykonywanie obliczeń i umieszczanie wyniku w miejscu, do którego można później uzyskać dostęp.

Answer 4

Nie można uzyskać dużo czystszego niż rachunek lambda: http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculus. Rachunek lambda jest tak czysty, ma tylko funkcje!

Standardowym sposobem wykonania parę w rachunku lambda jest tak:

pair = fn a: fn b: fn x: x a b 
first = fn a: fn b: a 
second = fn a: fn b: b 

Więc pair a b, co można nazwać „struct”, w rzeczywistości jest funkcją (fn x: x a b). Ale jest to specjalny rodzaj funkcji zwany zamknięciem. Zamknięcie jest zasadniczo funkcją (fn x: x a b) plus wartości dla wszystkich "wolnych" zmiennych (w tym przypadku a i b).

Tak, tworzenie wystąpienia "struct" jest jak wywoływanie funkcji, ale co ważniejsze, sama "struct" sama w sobie jest jak specjalny typ funkcji (zamknięcie).

Jeśli myślisz o tym, jak zaimplementować interpreter różnicy lambda, możesz zobaczyć symetrię z drugiej strony: możesz zaimplementować zamknięcie jako wyrażenie plus strukturę zawierającą wartości wszystkich wolnych zmiennych.

Przepraszam, jeśli to wszystko jest oczywiste i po prostu chcieliśmy trochę prawdziwego przykładu świecie ...