Konsep dasar Pemrograman Fungsional
Komputer bahasa terutama dibagi dalam kategori pada paradigma pemrograman dasar yang didukung. Dalam pengembangan produk perangkat lunak atau dalam setiap modul program berskala besar ilmiah, pilihan bahasa tergantung pada paradigma ini pemrograman yang digunakan untuk menguraikan tujuan program. Bahasa ini dapat dibagi ke dalam bahasa pemrograman prosedural, bahasa deklaratif, bahasa berorientasi objek dan bahasa Pemrograman Fungsional.
Berlawanan dengan konsep pemrograman populer yang digunakan dalam proses pengembangan perangkat lunak komersial online, Pemrograman Fungsional dissects masalah menjadi kumpulan fungsi. Alih-alih menekankan pada perubahan negara, Pemrograman Fungsional menggunakan fungsi untuk mengambil input dan menghasilkan output yang diinginkan. Asal-usul Pemrograman Fungsional dapat ditelusuri untuk Lambda Calculus, yang dikembangkan untuk bekerja dengan rekursi, fungsi aplikasi dan definisi.
Pemrograman Fungsional menghambat fungsi-fungsi yang dapat mengubah keadaan internal atau membuat perubahan terlihat nilai fungsi itu kembali. Ini "fungsi murni" kebal terhadap perubahan karena efek runtime dan dengan demikian hanya menghasilkan output yang diperlukan ketat di nominal dengan masukan yang diberikan.
Fungsional Pemrograman memiliki manfaat sebagai berikut:
Dalam Pemrograman Fungsional, lebih mudah untuk matematis membuktikan bahwa suatu program benar.
Pemrograman Fungsional istirahat masalah dalam modul. Oleh karena itu relatif mudah untuk menulis fungsi yang lebih kecil bukan menggunakan satu besar. Hal ini akhirnya mengurangi kesalahan dan meningkatkan keterbacaan.
proses Debugging dalam program fungsional sederhana karena fungsi ditentukan dengan baik dan lebih kecil.
Sangat mudah untuk melakukan tes untuk program fungsional sebagai fungsi independen dari sistem negara.
program fungsional yang portabel. Fungsi yang sama dapat digunakan dalam tujuan yang berbeda bila digunakan dalam koleksi yang berbeda.
Bahasa pemrograman fungsional lebih disukai untuk tujuan ilmiah dan akademik lebih dalam proyek untuk perangkat lunak komersial dan pengembangan aplikasi. Namun demikian, beberapa bahasa pemrograman fungsional seperti XSLT (XML), Ocaml, Haskell, Mathematica, dll Erlang bekerja di aplikasi industri dan komersial. Juga, SQL (Structured Query Language) dan Spreadsheets menggunakan konsep-konsep tertentu Pemrograman Fungsional.
Konsep dasar lambda kalkulus
Sejarah
Kalkulus lambda menyediakan kerangka teoretis untuk menjelaskan fungsi dan evaluasi mereka. Walaupun merupakan abstraksi matematis, bukan bahasa pemrograman, membentuk dasar dari hampir semua bahasa pemrograman fungsional hari ini. Perumusan teoritis yang setara, combinatory logika, secara umum dianggap lebih abstrak daripada kalkulus lambda dan mendahuluinya dalam penemuan. Ini digunakan dalam beberapa bahasa termasuk Unlambda esoteris. Combinatory logika dan kalkulus lambda berdua awalnya dikembangkan untuk mencapai pendekatan yang lebih jelas dasar matematika. [22]
Rasa fungsional awal bahasa LISP, dikembangkan oleh John McCarthy sementara di MIT untuk IBM seri 700/7000 komputer ilmiah pada akhir tahun 1950-an. [23] LISP memperkenalkan banyak fitur yang sekarang ditemukan dalam bahasa-bahasa fungsional, meskipun secara teknis LISP multi-paradigma bahasa. Skema dan Dylan kemudian mencoba untuk menyederhanakan dan meningkatkan LISP.
Pengolahan Informasi Language (IPL) kadang-kadang disebut sebagai komputer pertama yang berbasis bahasa pemrograman fungsional. Ini adalah gaya bahasa assembly untuk memanipulasi daftar simbol. Memang ada suatu pengertian tentang "generator", yang berarti menerima suatu fungsi fungsi sebagai argumen, dan, karena itu adalah bahasa tingkat perakitan, kode dapat digunakan sebagai data, sehingga IPL dapat dianggap sebagai memiliki tingkat tinggi fungsi. Namun, hal itu sangat bergantung pada daftar bermutasi struktur dan fitur-fitur penting serupa.
Kenneth E. Iverson mengembangkan bahasa pemrograman APL pada awal tahun 1960-an, yang dijelaskan dalam buku 1962 A Programming Language (ISBN 9780471430148). APL adalah pengaruh utama John Backus's FP bahasa pemrograman. Pada awal 1990-an, Iverson dan Roger Hui menciptakan penerus APL, bahasa pemrograman J. Pada pertengahan 1990-an, Arthur Whitney, yang sebelumnya bekerja dengan Iverson, menciptakan bahasa pemrograman K, yang digunakan secara komersial dalam industri keuangan.
John Backus disajikan FP bahasa pemrograman dalam kuliah Turing Award 1977 Pemrograman Dapatkah Jadilah Dibebaskan Dari von Neumann Gaya? Sebuah Fungsional Gaya dan Program Aljabar. Dia mendefinisikan program fungsional seperti yang sedang dibangun dalam suatu cara hirarkis dengan cara "menggabungkan bentuk-bentuk" yang memungkinkan sebuah "aljabar program"; dalam bahasa modern, ini berarti bahwa program-program fungsional mengikuti prinsip compositionality. Koran Backus penelitian dipopulerkan pemrograman fungsional, meskipun fungsi menekankan pemrograman tingkat daripada kalkulus lambda-gaya yang telah datang untuk berhubungan dengan pemrograman fungsional.
Pada tahun 1970-an ML bahasa pemrograman ini diciptakan oleh Robin Milner di University of Edinburgh, dan David Turner bahasa awalnya dikembangkan SASL di University of St Andrews dan kemudian bahasa Miranda di University of Kent. ML akhirnya berkembang menjadi beberapa dialek, yang paling umum yang sekarang Objektif Caml dan Standar ML. Juga di tahun 1970-an, perkembangan bahasa pemrograman Scheme (-fungsional yang sebagian dialek Lisp), seperti yang dijelaskan dalam Lambda berpengaruh Kertas dan buku teks tahun 1985 Struktur dan Interpretasi of Computer Program, membawa kesadaran akan kekuatan pemrograman fungsional dengan -bahasa pemrograman yang lebih luas masyarakat.
Pada tahun 1980-an, Per Martin-LOF Intuitionistic mengembangkan teori tipe (juga disebut teori tipe konstruktif), program fungsional yang terkait dengan bukti konstruktif sewenang-wenang kompleks dinyatakan sebagai proposisi matematika tergantung jenis. Hal ini menyebabkan pendekatan baru yang kuat untuk membuktikan teorema interaktif dan telah mempengaruhi perkembangan selanjutnya dari banyak bahasa pemrograman fungsional.
Bahasa pemrograman yang Haskell, dimulai dengan konsensus pada tahun 1987, untuk membentuk standar terbuka untuk pemrograman fungsional penelitian; pelaksanaan rilis telah berlangsung sejak 1990.
Konsep
Sejumlah konsep dan paradigma yang khusus untuk pemrograman fungsional, dan umumnya pemrograman yang asing (termasuk pemrograman berorientasi objek). Namun, bahasa pemrograman sering hibrida dari beberapa paradigma pemrograman jadi programer menggunakan "kebanyakan imperatif" bahasa mungkin telah memanfaatkan beberapa konsep-konsep ini. [24]
Orde yang lebih tinggi fungsi
Orde yang lebih tinggi fungsi fungsi yang dapat mengambil fungsi-fungsi lain sebagai argumen atau kembali mereka sebagai hasil (operator diferensial d / dx yang menghasilkan turunan dari fungsi f adalah contoh ini dalam kalkulus).
Fungsi orde yang lebih tinggi berhubungan erat dengan kelas satu fungsi, dalam tatanan yang lebih tinggi-fungsi dan kelas pertama fungsi kedua memungkinkan fungsi sebagai argumen dan hasil dari fungsi lainnya. Perbedaan antara keduanya adalah halus: "tingkat tinggi" menggambarkan suatu konsep matematika fungsi yang beroperasi pada fungsi lainnya, sedangkan "kelas satu" adalah istilah ilmu komputer bahasa pemrograman yang menjelaskan entitas yang tidak memiliki batasan penggunaan mereka (dengan demikian kelas satu fungsi dapat muncul di manapun dalam program yang pertama-kelas lain seperti bilangan yang dapat entitas, termasuk sebagai argumen untuk fungsi lain dan ketika mereka kembali nilai-nilai).
Orde yang lebih tinggi memungkinkan fungsi currying, suatu teknik di mana suatu fungsi diterapkan pada argumen satu per satu waktu, dengan masing-masing aplikasi kembali fungsi baru yang menerima argumen berikutnya.
Pure fungsi
Fungsi fungsional murni (atau ekspresi) tidak memiliki memori atau I / O efek samping (kecuali jika hasil perhitungan itu sendiri adalah dihitung sebagai efek samping). Ini berarti bahwa fungsi murni memiliki beberapa sifat yang berguna, banyak yang dapat digunakan untuk mengoptimalkan kode:
* Jika hasil dari ekspresi murni tidak digunakan, dapat dihilangkan tanpa mempengaruhi ekspresi lain.
* Jika fungsi murni disebut dengan parameter yang tidak menimbulkan efek samping, hasilnya konstan sehubungan dengan daftar parameter (kadang-kadang disebut referensial transparansi), yaitu jika fungsi murni lagi dipanggil dengan parameter yang sama, hasil yang sama akan dikembalikan (hal ini dapat menghidupkan cache optimisations seperti memoization).
* Jika tidak ada data yang ketergantungan antara dua ekspresi murni, kemudian pesanan mereka dapat dibalikkan, atau mereka dapat dilakukan secara paralel dan mereka tidak dapat mengganggu satu sama lain (dalam istilah lain, evaluasi dari setiap ekspresi murni adalah thread-safe).
* Jika seluruh bahasa yang tidak memungkinkan efek samping, maka setiap strategi evaluasi dapat digunakan; kompiler ini memberikan kebebasan untuk menyusun ulang atau menggabungkan evaluasi ekspresi dalam program (misalnya, menggunakan deforestasi).
Sementara sebagian besar kompiler untuk bahasa pemrograman yang murni mendeteksi fungsi, dan Common-subexpression melakukan penghapusan untuk pemanggilan fungsi murni, mereka tidak selalu dapat melakukan hal ini untuk pre-compiled perpustakaan, yang biasanya tidak mengungkapkan informasi ini, sehingga dapat mencegah optimisations yang melibatkan fungsi-fungsi eksternal. Beberapa compiler, seperti gcc, menambahkan kata kunci untuk seorang programmer untuk secara eksplisit menandai fungsi eksternal sebagai murni, untuk mengaktifkan optimisations tersebut. Fortran 95 memungkinkan difungsikan "murni".
Rekursi
Artikel utama: Rekursi (ilmu komputer)
Iterasi (looping) dalam bahasa fungsional biasanya dicapai melalui rekursi. Fungsi rekursif memanggil diri mereka sendiri, memungkinkan suatu operasi harus dilakukan berulang-ulang. Rekursi mungkin memerlukan setumpuk mempertahankan, tapi ekor rekursi dapat diakui dan dioptimalkan oleh kompilator ke kode yang sama digunakan untuk mengimplementasikan iterasi dalam bahasa imperatif. Skema memerlukan standar bahasa pemrograman implementasi untuk mengenali dan mengoptimalkan rekursi ekor. Optimasi rekursi ekor dapat dilaksanakan dengan mengubah program tersebut menjadi kelanjutan gaya lewat selama kompilasi, di antara pendekatan-pendekatan lain.
Pola umum rekursi dapat diperhitungkan dengan menggunakan fungsi tatanan yang lebih tinggi, catamorphisms dan anamorphisms (atau "lipatan" dan "tersingkap") menjadi contoh yang paling jelas. Seperti lebih tinggi memainkan peran fungsi analog dengan built-in kontrol struktur seperti loop dalam bahasa-bahasa imperatif.
Sebagian besar tujuan umum bahasa pemrograman fungsional memungkinkan tak terbatas Turing rekursi dan lengkap, yang membuat masalah terputus-putus diputuskan, dapat menyebabkan unsoundness dari equational penalaran, dan biasanya memerlukan pengenalan inkonsistensi kedalam logika bahasa yang diungkapkan oleh sistem tipe. Beberapa tujuan khusus bahasa seperti Coq hanya memperbolehkan beralasan rekursi dan sangat normalisasi (nonterminating perhitungan hanya dapat dinyatakan dengan nilai yang tak terhingga disebut aliran codata). Akibatnya, bahasa-bahasa ini gagal menjadi Turing lengkap dan mengekspresikan fungsi-fungsi tertentu di dalamnya adalah mustahil, tapi mereka masih bisa mengekspresikan berbagai perhitungan kelas yang menarik sambil menghindari masalah-masalah yang diperkenalkan oleh rekursi tidak dibatasi. Terbatas pada pemrograman fungsional beralasan rekursi dengan beberapa kendala lain yang disebut total pemrograman fungsional. Lihat Turner 2004 untuk lebih banyak diskusi. [25]
Ketat ketat versus non-evaluasi
Artikel utama: Evaluasi strategi
Bahasa fungsional dapat dikategorikan dengan apakah mereka menggunakan ketat (bersemangat) atau non-ketat (malas) evaluasi, konsep-konsep yang merujuk kepada bagaimana argumen fungsi diproses ketika ekspresi sedang dievaluasi. Perbedaan teknis dalam ungkapan semantik denotational mengandung kegagalan atau perhitungan berbeda. Dalam evaluasi yang ketat, evaluasi setiap istilah yang mengandung subterm yang gagal itu sendiri akan gagal. Sebagai contoh, ekspresi
print panjang ([2 +1, 3 * 2, 1 / 0, 5-4])
akan gagal dalam evaluasi ketat karena pembagian dengan nol pada elemen ketiga dari daftar. Bawah nonstrict evaluasi, fungsi panjang akan mengembalikan nilai 4, karena evaluasi itu tidak akan berusaha untuk mengevaluasi istilah yang membentuk daftar. Singkatnya, evaluasi yang ketat selalu penuh fungsi mengevaluasi argumen sebelum memohon fungsi. Non-evaluasi ketat tidak mengevaluasi argumen berfungsi kecuali nilai-nilai mereka diminta untuk mengevaluasi fungsi panggil itu sendiri.
Strategi pelaksanaan yang biasa untuk non-evaluasi yang ketat dalam bahasa fungsional adalah pengurangan grafik. Non-ketat evaluasi digunakan secara default dalam beberapa bahasa fungsional murni, termasuk Miranda, Bersih dan Haskell.
1984 Hughes berpendapat untuk non-evaluasi yang ketat sebagai sebuah mekanisme untuk memperbaiki modularitas program melalui pemisahan keprihatinan, dengan mengurangi pelaksanaan independen produsen dan konsumen data stream. [26] Launchbury 1993 menjelaskan beberapa kesulitan yang malas memperkenalkan evaluasi, khususnya dalam menganalisis program persyaratan penyimpanan, dan mengusulkan semantik operasional untuk membantu dalam analisis seperti itu. [27] Harper 2009 mengusulkan termasuk nonstrict ketat dan evaluasi dalam bahasa yang sama, menggunakan bahasa sistem tipe untuk membedakan mereka. [28]
Jenis pencocokan pola sistem dan
Terutama sejak berkembangnya jenis Milner Hindley-kesimpulan pada 1970-an, bahasa pemrograman fungsional cenderung menggunakan kalkulus lambda diketik, sebagai lawan dari kalkulus lambda untyped digunakan dalam Lips dan variannya (seperti Scheme). Penggunaan aljabar datatypes dan pencocokan pola manipulasi membuat struktur data yang kompleks lebih nyaman dan ekspresif; kehadiran waktu kompilasi yang kuat memeriksa jenis program membuat lebih dapat diandalkan, sedangkan tipe inferensi membebaskan programmer dari kebutuhan untuk menyatakan secara manual tipe compiler.
Beberapa penelitian yang berorientasi pada bahasa-bahasa fungsional seperti Coq, Agda, Cayenne, dan epigram Intuitionistic didasarkan pada teori tipe, yang memungkinkan untuk tergantung pada jenis istilah. Seperti disebut tergantung jenis tipe. Sistem jenis ini tidak memiliki jenis decidable inferensi dan sulit untuk memahami dan program dengan. Tapi tergantung jenis sewenang-wenang dapat mengekspresikan proposisi dalam logika predikat. Melalui Curry-Howard isomorphism, lalu, baik program yang diketik dalam bahasa-bahasa ini menjadi sarana untuk menulis bukti matematika formal dari mana kompilator dapat menghasilkan kode bersertifikat. Meskipun bahasa ini terutama tertarik pada penelitian akademis (termasuk dalam matematika formal), mereka telah mulai digunakan dalam rekayasa juga. Compcert adalah sebuah kompiler untuk subset dari bahasa pemrograman C yang tertulis di Coq dan diverifikasi secara resmi. [29]
Bentuk terbatas yang disebut umum tergantung jenis tipe data aljabar (GADT's) dapat dilaksanakan dengan cara yang memberikan beberapa manfaat dari program dependently-diketik sambil menghindari ketidaknyamanan sebagian besar. [30] GADT yang tersedia di Glasgow Haskell Compiler dan di Scala (sebagai "kasus kelas"), dan telah diusulkan sebagai tambahan ke bahasa lain termasuk Java dan C #. [31]
Pemrograman fungsional dalam bahasa-bahasa non-fungsional
Dimungkinkan untuk menggunakan gaya fungsional dalam bahasa-bahasa pemrograman yang tidak secara tradisional dianggap sebagai bahasa fungsional. [32] Beberapa bahasa non-fungsional meminjam fitur-fitur seperti fungsi orde yang lebih tinggi, dan daftar comprehensions dari bahasa pemrograman fungsional. Hal ini membuat lebih mudah untuk mengadopsi gaya fungsional ketika menggunakan bahasa tersebut. Fungsional konstruksi seperti orde yang lebih tinggi daftar fungsi dan malas dapat diperoleh di C + + melalui perpustakaan. [33] Di C, pointer fungsi dapat digunakan untuk mendapatkan beberapa efek orde yang lebih tinggi fungsi. Misalnya peta fungsi umum dapat diimplementasikan dengan menggunakan pointer fungsi. Dalam C # versi 3.0 dan yang lebih tinggi, lambda fungsi dapat digunakan untuk menulis program dalam gaya fungsional. [Rujukan?] Di Jawa, kelas anonim terkadang dapat digunakan untuk mensimulasikan penutupan, [rujukan?] Namun kelas anonim tidak selalu tepat pengganti untuk penutupan karena mereka memiliki kemampuan lebih terbatas.
Banyak desain berorientasi objek pola dinyatakan dalam istilah-istilah pemrograman fungsional: misalnya, hanya pola Strategi penggunaan perintah-perintah yang lebih tinggi fungsi, dan pola Pengunjung kira-kira berkaitan dengan suatu Catamorphism, atau lipat.
Manfaat data yang kekal dapat dilihat bahkan dalam program-program penting, jadi programmer sering berusaha untuk membuat beberapa data yang berubah bahkan dalam program-program penting. [Rujukan?]
Perbandingan antara pemrograman fungsional dan
Pemrograman fungsional sangat berbeda dengan pemrograman imperatif. Perbedaan yang paling signifikan berasal dari fakta bahwa pemrograman fungsional menghindari efek samping, yang digunakan dalam pemrograman negara menerapkan dan I / O. Pemrograman fungsional murni melarang efek samping sama sekali. Disallowing efek samping menyediakan transparansi referensial, yang membuatnya lebih mudah untuk memverifikasi, mengoptimalkan, dan program parallelize, dan lebih mudah untuk menulis alat otomatis untuk melakukan tugas-tugas.
Fungsi tatanan yang lebih tinggi jarang digunakan dalam pemrograman yang lebih tua. Di mana program imperatif tradisional dapat menggunakan loop untuk melewati daftar, gaya yang fungsional akan sering menggunakan fungsi orde lebih tinggi, peta, itu perlu sebagai argumen fungsi dan daftar, fungsi berlaku untuk setiap elemen dari daftar, dan kembali daftar hasil.
Negara simulasi
Ada tugas (misalnya, mempertahankan saldo rekening bank) yang sering tampak paling alami dilaksanakan dengan negara. Pemrograman fungsional murni melakukan tugas ini, dan I / O tugas-tugas seperti menerima input pengguna dan mencetak ke layar, dalam cara yang berbeda.
Murni bahasa pemrograman fungsional dengan menggunakan alat Haskell monads, berasal dari teori kategori. Monads sangat kuat dan menawarkan cara untuk abstrak jenis tertentu pola komputasi, termasuk (namun tidak terbatas pada) pemodelan perhitungan dengan negara yg mungkin berubah (dan efek samping lain seperti I / O) dalam suatu perintah dengan cara tanpa kehilangan kemurnian. Sementara yang sudah ada monads mungkin mudah untuk menerapkannya dalam sebuah program, mengingat template yang sesuai dan contoh, banyak menemukan mereka sulit untuk mengerti secara konseptual, misalnya, ketika diminta untuk mendefinisikan monads baru (yang kadang-kadang diperlukan untuk jenis perpustakaan tertentu). [34]
Metode alternatif seperti logika Hoare dan keunikan telah dikembangkan untuk melacak efek samping dalam program. Beberapa penelitian modern bahasa menggunakan sistem efek untuk membuat eksplisit adanya efek samping.
Efisiensi isu
Bahasa pemrograman fungsional telah dianggap kurang efisien dalam penggunaan CPU dan memori dari bahasa imperatif seperti C dan Pascal. [35] Untuk bahasa-bahasa fungsional murni, yang terburuk adalah logaritmik penurunan jumlah sel-sel memori yang digunakan, karena bisa berubah memori dapat diwakili oleh sebuah struktur data fungsional murni dengan logaritma waktu akses (seperti pohon seimbang). [rujukan?] Namun demikian, slowdowns terjadi sangat jarang dalam prakteknya. Untuk program yang melakukan perhitungan numerik yang intensif, seperti bahasa-bahasa fungsional dan Bersih OCaml biasanya serupa dalam hal kecepatan untuk C. [36] Untuk program yang menangani matriks besar dan multidimensi database, array bahasa fungsional (seperti J dan K) yang dirancang dengan kecepatan optimasi.
Lebih lanjut, kekekalan data dapat, dalam banyak kasus, menyebabkan efisiensi pelaksanaan dalam membiarkan compiler untuk membuat asumsi yang tidak aman dalam bahasa imperatif, sangat jauh meningkatkan peluang untuk inlining. [Rujukan?]
Malas evaluasi dapat juga mempercepat program, bahkan asimtotik, sedangkan hal itu mungkin lambat turun di sebagian besar oleh faktor konstan (Namun, hal itu mungkin memperkenalkan kebocoran memori bila digunakan dengan tidak semestinya) [rujukan?].
Coding gaya
Program imperatif cenderung untuk menekankan serangkaian langkah-langkah yang diambil oleh sebuah program dalam melaksanakan suatu tindakan, sementara program fungsional cenderung menekankan komposisi dan susunan fungsi, seringkali tanpa menentukan langkah-langkah eksplisit. Contoh sederhana dari dua solusi untuk tujuan program yang sama (menggunakan multi-paradigma yang sama bahasa Python) menggambarkan hal ini.
# Keharusan gaya
target = [] # membuat daftar kosong
untuk item dalam source_list: # iterate atas setiap hal dalam sumber
trans1 = G (item) # mengubah item dengan G () function
trans2 = F (trans1) # kedua mengubah dengan F () function
target.append (trans2) # menambahkan item ke target berubah
Sebuah versi fungsi memiliki rasa yang berbeda untuk itu:
# Fungsional gaya
# FP-bahasa berorientasi sering punya standar menenangkan ()
compose2 = lambda A, B: lambda x: A (B (x)) # Tentukan bagaimana menerapkan dua generik transformasi
target = peta (compose2 (F, G), source_list) # Oleskan dua fungsi spesifik F dan G untuk setiap item dalam sumber
Berbeda dengan gaya imperatif yang menjelaskan langkah-langkah yang terlibat dalam membangun sasaran, gaya fungsional menggambarkan hubungan matematis antara source_list dan sasaran. Kode python, dalam praktiknya, sering ditulis dengan daftar pemahaman, suatu bentuk sintaksis gula untuk untuk loop dengan implisit append:
target = [F (G (item)) untuk item dalam source_list]
Penggunaan di industri
Pemrograman fungsional memiliki reputasi untuk menjadi murni kepentingan akademis [rujukan?]. Namun, beberapa bahasa pemrograman fungsional menonjol telah digunakan dalam aplikasi komersial atau industri. Sebagai contoh, bahasa pemrograman Erlang, yang dikembangkan oleh perusahaan Swedia Ericsson pada akhir tahun 1980-an, pada awalnya digunakan untuk menerapkan toleransi kegagalan sistem telekomunikasi. [7] Sejak itu menjadi populer untuk membangun berbagai aplikasi di perusahaan-perusahaan seperti T-Mobile, Nortel, dan Facebook. [6] [8] [37] The Skema dialek Lisp digunakan sebagai dasar untuk beberapa aplikasi pada komputer Apple Macintosh awal [2] [3], dan memiliki lebih baru-baru ini telah diterapkan untuk masalah seperti perangkat lunak simulasi pelatihan [4] dan kontrol teleskop. [5] OCaml, yang diperkenalkan pada pertengahan tahun 1990-an, telah melihat penggunaan komersial di bidang-bidang seperti analisis keuangan [9], sopir verifikasi, pemrograman robot industri, dan analisis statis dari perangkat lunak tertanam. [10] Haskell, walaupun pada awalnya dimaksudkan sebagai sebuah bahasa, [12] juga telah diterapkan oleh berbagai perusahaan, dalam bidang-bidang seperti sistem dirgantara, desain hardware, dan web programming. [11] [12]
Bahasa pemrograman fungsional lainnya yang telah melihat digunakan dalam industri meliputi Scala [38], F # [39] [40], Lisp [41], Standard ML [42] [43], dan Clojure. [44]
SEMANTIC OPERATIONAL
Dalam ilmu komputer , semantik operasional adalah cara untuk memberi makna pada program komputer dengan ketat dengan cara matematis. Pendekatan-pendekatan lain untuk menyediakan semantik formal bahasa pemrograman termasuk semantik aksiomatik dansemantik denotational .Semantik operasional untuk bahasa pemrograman menggambarkan bagaimana sebuah program yang valid ditafsirkan sebagai urutan langkah komputasi. Urutan ini maka adalah arti dari program. Dalam konteks program fungsional , langkah terakhir dalam urutan kembali nilai mengakhiri program. (Secara umum ada dapat nilai banyak kembali untuk program tunggal, karena program bisa nondeterministic , dan bahkan untuk program deterministik bisa ada urutan perhitungan banyak sejak semantik tidak dapat menetapkan apa urutan operasi tiba di nilai tersebut.)Untuk pertama kalinya, konsep semantik operasional yang digunakan dalam mendefinisikan semantik Algol 68. Pernyataan berikut adalah kutipan dari laporan revisi 68 ALGOL:Arti dari program dalam bahasa yang ketat dijelaskan dalam hal komputer hipotesis yang melakukan serangkaian tindakan yang merupakan penjabaran dari program tersebut. ( Algol68 , Bagian 2)
Penggunaan pertama istilah “operasional” semantik dalam arti sekarang ini disebabkan Dana Scott ( Plotkin04 ). Berikut adalah kutipan dari makalah Scott pada semantik formal, di mana ia menyebutkan “operasional” aspek semantik.
Hal ini semua sangat baik untuk bertujuan untuk lebih ‘abstrak’ dan pendekatan yang ‘bersih’ untuk semantik, tetapi jika rencana itu harus ada gunanya, aspek operasional tidak bisa sepenuhnya diabaikan. ( Scott70 )
Mungkin inkarnasi formal pertama semantik operasional adalah bahwa dari kalkulus lambda [ rujukan ]. mesin Abstrak dalam tradisi darimesin SECD juga erat terkait.
Seperti yang kita ketahui bahwa semantik merupakan kata yang mempunyai banyak makna, baik dalam suatu bahasa maupun dalam kode pemograman.
Kata Semantik berasal dari Bahasa Yunani: semantikos,artinya memberikan tanda, penting, dari kata sema, tanda) adalah cabang linguistik yang mempelajari makna yang terkandung pada suatu bahasa, kode, atau jenis representasi lain.
Semantik biasanya dikontraskan dengan dua aspek lain dari ekspresi makna: sintaksis, pembentukan simbol kompleks dari simbol yang lebih sederhana, serta pragmatika, penggunaan praktis simbol oleh agen atau komunitas pada suatu kondisi atau konteks tertentu.
Semantik, Mendefinisikan arti dari program yang benar secara sintaks dari bahasa pemrograman tersebut.
Contoh : Pada pembuatan program C
int vector[10]
Arti semantiknya akan menyebabkan ruang sebanyak 10 alokasi.
Sedangkan, terdapat tahap lain yang dapat mendefinisikan semantik secara analisa..
Pada tahap analisis semantik, dilakukan pengecekan pada struktur akhir yang di peroleh dan di periksa komponennya dengan komponen yang ada.
Semantik juga berkaitan dengan pusat dari tahapan translasi. Analisis semantik juga kemudian menjadi jembatan antara analisis dan sintesis dari translasi. Dimana struktur sintaksis yang dikenali struktur sintaksis diproses dan struktur eksekusi sudah mulai di bentuk.
Kemudian menghasilkan suatu obyek yang dapat di eksekusi dan di translasi , sedangkan bentuk obyek yang di eksekusi ini merupakan bentuk internal dari final program eksekusi yang di manipulasi oleh tahap optimisasi oleh translator sebelum akhirnya kode eksekusi benar-benar di hasilkan.
Sedangkan, fungsi dari analisis semantik yaitu untuk menentukan makna dari serangkaian instruksi yang terdapat dalam program
Contoh : A := (A + B)*(C + D)
Hal ini membuat penganalisis semantik harus mampu menentukan aksi yang di lakukan oleh operator, termasuk memeriksa kesesuaian tipe dengan statement-statement yang ada. Misalkan bila terdapat suatu operasi, diperiksa tipe operand. Contohnya bila ekspresi yang mengikuti instruksi IF berarti tipenya boolean, akan diperiksa tipe identifier dan tipe ekspresi. Bila ada operasi antara dua operand, maka tipe operand pertama harus bisa dioperasikan dengan operand kedua.
Analisa semantik sering juga digabungkan pada pembangkitan kode antara yang menghasilkan Output intermediate code, yang nantinya akan digunakan pada proses kompilasi berikutnya.
KODE ANTARA
Kode antara/Intermediate code merupakan hasil dari tahapan analisis, yang dibuat oleh kompilator pada saat mentranslasikan program dari bahasa tingkat tinggi. Kegunaan dari kode antara sebagai berikut:
- untuk memperkecil usaha dalam membangun kompilator dari sejumlah bahasa ke sejumlah mesin. Dengan adanya kode antara yang lebih machine independent maka kode antara yang dihasilkan dapat digunakan lagi pada mesin lainnya.
- Proses optimasi masih lebih mudah. Beberapa strategi optimisasi lebih mudah dilakukan pada kode antara daripada pada program sumber atau pada kode assembly dan kode mesin.
- Bisa melihat program internal yang mudah dimengerti. Kode antara ini akan lebih mudah dipahami dari pada kode assembly atau kode mesin.
Terdapat dua macam kode antara, yaitu Notasi Postfix dan N-Tuple
1) NOTASI POSTFIX
Sehari-hari kita biasa menggunakan operasi dalam notasi infix (letak operator di tengah). Pada notasi Postfix operator diletakkan paling akhir maka disebut juga dengan notasi Sufix atau Reverse Polish.
Sintaks notasi Postfix :
Misalkan ekspresi :
(a + b)*(c + d)
kalau kita nyatakan dalam postfix :
ab + cd + *
Kita dapat mengubah instruksi kontrol program yang ada ke dalam notasi Postfix. Misal :
IFTHENELSE
diubah ke dalam Postfix
BZBR
label1 label2
Keterangan :
BZ = branch if zero (zero = salah) {bercabang/meloncat jika kondisi yang dites salah}
BR = branch {bercabang/meloncat tanpa ada kondisi yang dites}
Arti dari notasi Postfix di atas adalah sebagai berikut.
“Jika kondisi ekspresi salah, maka instruksi akan meloncat ke Label1dan menjalankan statement2. Bila kondisi ekspresi benar, maka statement1 akan dijalankan lalu meloncat ke Label2. Label1 dan Label1 dan Label2 sendiri menunjukan posisi tujuan loncatan, untuk Label1 posisinya tepat sebelum statement2 dan Label2 setelah statement2”
2) NOTASI N-TUPLE
Bila pada Postfix setiap baris instruksi hanya terdiri dari satu tupel, pada notasi N-tuple setiap baristerdiri dari beberapa tupel. Format umum dari Notasi N-Tuple ada sebagai berikut: operator......(N-1) operand
selanjutnya akan dibahas notasi 3 tupel dan 4 tupel.
Adapun ILMU SEMANTIK OPERASIONAL
Inti denotasional Ilmu Semantik adalah : Terjemahan dari program konvensional ke dalam persamaan fungsional.
Tujuan denotasional Semantik dari suatu bahasa adalah : Menugaskan suatu nilai kepada setiap ekspresi dalam bahasa
Ilmu Semantik dapat dinyatakan dalam lambda calculus sebagai fungsi matematical, Eval, dari ekspresi ke nilai
Contoh : Eval[+ 3 4]=7 menggambarkan bhw nilai ekspresi (+ 3 4) untuk menjadi 7
Daftar Pustaka
- Konsep dasar lambda Kalkulus (:http://pemrogramanlanjut.blogspot.com/2010/03/functional-programming.html)
- Semantik Operasional
(http://en.wikipedia.org/wiki/operational_semantics)
