Gibt es eine Beziehung zwischen dem Aufruf einer Funktion und der Instanziierung eines Objekts in reinen funktionalen Sprachen?

Question

Stellen Sie sich eine einfache (aus) Sprache, wo Funktionen wie folgt aussehen:

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

(Sag es eine Teilmenge von Lisp ist die ‚defun‘ und ‚lassen‘ enthält.)

auch vorstellen, dass es unveränderlich enthält Objekte, die wie folgt aussehen: zu Lisp

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

Again (eine Ober dieser Zeit) Analogisierung, sagen eine Struktur Definition wie das generieren würde Funktionen für:

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

Jetzt, angesichts der einfachen Einrichtung, scheint es klar zu sein, dass es viel Ähnlichkeit gibt zwischen dem, was hinter den Kulissen passiert, wenn man entweder 'f' oder 'make-s' nennt. Sobald 'a' und 'b' zum Zeitpunkt des Aufrufens/Instanziierens bereitgestellt werden, gibt es genügend Information zum Berechnen von 'c'.

Sie könnten sich vorstellen, eine Struktur so zu instanziieren, als ob sie eine Funktion aufruft, und dann die resultierende symbolische Umgebung zur späteren Verwendung speichert, wenn die generierten Accessor-Funktionen aufgerufen werden. Oder Sie könnten eine Funktion als eine Art "hidden struct" bezeichnen und dann als die symbolische Umgebung verwenden, mit der der endgültige Ergebnisausdruck bewertet werden soll.

Ist mein Spielzeugmodell so übermäßig vereinfacht, dass es nutzlos ist? Oder ist es eine hilfreiche Möglichkeit, darüber nachzudenken, wie echte Sprachen funktionieren? Gibt es echte Sprachen/Implementierungen, bei denen jemand ohne CS-Hintergrund, aber mit Interesse an Programmiersprachen (d. H. Ich), mehr darüber lernen sollte, um dieses Konzept zu erforschen?

Danke.

EDIT: Danke für die Antworten bisher. Um ein wenig zu erläutern, ich denke, was ich mich wundere, ist, wenn es irgendwelche echten Sprachen gibt, in denen Leute, die die Sprache lernen, z. "Sie sollten Objekte als im Wesentlichen Verschlüsse denken". Oder, wenn es reale Sprachimplementierungen gibt, wo der Fall, dass ein Objekt instanziiert wird und eine Funktion aufruft, tatsächlich einige gemeinsame (nicht-triviale, d. H. Nicht nur Bibliotheksaufrufe) Code- oder Datenstrukturen aufweist.

Hat die Analogie, die ich kenne, die ich vorher schon einmal gemacht habe, in jeder realen Situation tiefer als eine bloße Analogie?

Answer 1

Beide f und make-s sind Funktionen, aber die Ähnlichkeit nicht viel weiter geht. Das Anwenden von f ruft die Funktion auf und führt ihren Code aus; Anwendung make-s erstellt eine Struktur.

in den meisten Sprechen Implementierungen und Modellierungen ist make-s eine andere Art von Objekt aus f: f ist ein Verschluss, während make-s ein Konstruktor ist (in den funktionalen Sprachen und logische Bedeutung, die Bedeutung der objektorientierte Sprache Nähe) .

Wenn Sie gerne objektorientiert denken, haben sowohl f als auch make-s eine Anwendungsmethode, aber sie haben völlig andere Implementierungen dieser Methode.

Wenn Sie in Bezug auf die zugrunde liegende Logik denken, f und make-s eine Art bauen auf dem samme Typkonstruktor haben (die Funktion Typkonstruktor), aber sie sind auf unterschiedliche Weise konstruiert und haben Regeln unterschiedliche Zerstörung (Funktionsanwendung vs. Konstruktoranwendung).

Wenn Sie diesen letzten Absatz verstehen möchten, empfehle ich Types and Programming Languages von Benjamin C. Pierce. Strukturen werden in §11.8 diskutiert.

Answer 2

Es gibt eine Beziehung zwischen Objekten und Verschlüsse. http://people.csail.mit.edu/gregs/ll1-discuss-archive-html/msg03277.html

Die folgende schafft, was einige eine Funktion nennen könnte, und andere vielleicht ein Objekt nennen:
von SICP Genommen (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

Ist mein Spielzeug-Modell so stark vereinfacht, dass es nutzlos ist?

Im Wesentlichen ja. Ihr vereinfachtes Modell läuft im Grunde darauf hinaus, zu sagen, dass jede dieser Operationen eine Berechnung durchführt und das Ergebnis irgendwo platziert. Aber das ist so allgemein, es deckt alles ab, was ein Computer tut. Wenn Sie keine Berechnung durchführen würden, würden Sie nichts Nützliches tun. Wenn du das Ergebnis nicht irgendwo hingelegt hättest, hättest du für nichts gearbeitet, weil du keine Möglichkeit hast, das Ergebnis zu bekommen.So könnte alles Nützliche, das Sie mit einem Computer tun, vom Hinzufügen von zwei Registern bis zum Abrufen einer Webseite, so modelliert werden, dass eine Berechnung durchgeführt wird und das Ergebnis irgendwo platziert wird, auf das später zugegriffen werden kann.

Answer 4

Sie können nicht viel reiner als Lambda-Kalkül erhalten: http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculus. Lambda-Kalkül ist in der Tat so rein, es hat nur Funktionen!

Ein Standard-Weg ein Paar in Lambda-Kalkül der Umsetzung ist in etwa so:

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

So pair a b, was man eine "Struktur" nennen könnte, tatsächlich eine Funktion (fn x: x a b). Aber es ist eine spezielle Art von Funktion, die als Schließung bezeichnet wird. Ein Abschluss ist im Wesentlichen eine Funktion (fn x: x a b) plus Werte für alle "freien" Variablen (in diesem Fall a und b).

Also, instanziieren eine "Struktur" ist wie das Aufrufen einer Funktion, aber noch wichtiger, die eigentliche "Struktur" selbst ist wie eine spezielle Art von Funktion (eine Schließung).

Wenn Sie darüber nachdenken, wie Sie einen Lambda-Kalkül-Interpreter implementieren würden, können Sie die Symmetrie von der anderen Seite sehen: Sie könnten einen Abschluss als Ausdruck plus eine Struktur implementieren, die die Werte aller freien Variablen enthält.

Sorry, wenn dies alles klar ist und Sie wollten nur einige Beispiele aus der Praxis ...