Warum sind Funktionen in Ocaml/F#, die nicht standardmäßig rekursiv?

Warum ist es, dass die Funktionen in F# und Ocaml (und vielleicht auch andere Sprachen) sind nicht standardmäßig rekursiv?

In anderen Worten, warum hat die Sprache die Designer sich entscheiden, es war eine gute Idee, um explizit zu machen, Sie geben rec in einer Erklärung wie:

let rec foo ... = ...

und nicht die Funktion rekursive Funktion standardmäßig? Warum die Notwendigkeit für eine explizite rec Konstrukt?

InformationsquelleAutor nsantorello | 2009-05-23
  1. 82

    Den französischen und britischen Nachfahren der ursprünglichen ML aus verschiedenen Entscheidungen und Ihren Entscheidungen waren geerbt durch die Jahrzehnte zu modernen Varianten. Dies ist also nur Vermächtnis, sondern wirkt sich auf Redewendungen in diesen Sprachen.

    Funktionen sind nicht standardmäßig rekursiv in der französischen CAML-Familie von Sprachen (einschließlich OCaml). Diese Auswahl macht es leicht zu ersetzen-Funktion (und variable) Definitionen mit let in diese Sprachen, weil Sie können finden Sie auf der vorherigen definition in den Körper einer neuen definition. F# geerbt syntax von OCaml.

    Beispielsweise die Installation der Funktion p bei der Berechnung der Shannon Entropie einer Sequenz in OCaml:

    let shannon fold p =
  let p x = p x *. log(p x) /. log 2.0 in
  let p t x = t +. p x in
  -. fold p 0.0

    Beachte, wie das argument p um die höher -, um shannon Funktion ist abgelöst durch einen anderen p in der ersten Zeile des Körpers und dann noch p in der zweiten Zeile des Körpers.

    Umgekehrt, die britische SML Zweig der ML-Familie von Sprachen, nahm der andere die Wahl und die SML ' s fun-gebundenen Funktionen sind standardmäßig rekursiv. Wenn die meisten Funktionsdefinitionen müssen nicht den Zugriff auf frühere Bindungen Ihrer Funktion name, dies führt zu einfacherem code. Jedoch abgelöst Funktionen sind die Verwendung verschiedener Namen (f1, f2 etc.) das belastet den Rahmen und macht es möglich, versehentlich aufrufen, die falsche "version" einer Funktion. Gibt es nun eine Diskrepanz zwischen implizit-rekursive fun-gebunden-Funktionen und nicht-rekursive val-gebundene Funktionen.

    Haskell macht es möglich, Rückschlüsse auf die Abhängigkeiten zwischen den Definitionen durch eine Beschränkung auf rein. Das macht toy samples look einfacher, aber kommt an ein Grab Kosten an anderer Stelle.

    Beachten Sie, dass die gegebenen Antworten von Ganesh und Eddie sind rote Heringe. Sie erklärt, warum Gruppen von Funktionen können nicht gestellt werden in einem riesigen let rec ... and ... denn es wirkt bei Typ-Variablen verallgemeinert. Das hat nichts zu tun mit rec als Standard in SML, aber nicht OCaml.

    • Ich glaube nicht, Sie sind rote Heringe: wenn es nicht für die Beschränkungen der Ableitung, ist es wahrscheinlich, dass ganze Programme oder-Module werden automatisch so behandelt, als sich gegenseitig rekursiv wie die meisten anderen Sprachen zu tun. Damit wären die spezifischen design-Entscheidung, ob oder ob nicht "rec" erforderlich sein sollten, fraglich.
    • "...automatisch so behandelt, als sich gegenseitig rekursiv wie die meisten anderen Sprachen zu tun". BASIC, C, C++, Clojure, Erlang, F#, Faktor, Forth, Fortran, Groovy, OCaml, Pascal, Smalltalk-und Standard ML nicht.
    • C/C++ benötigen nur Prototypen für vorwärts-Definitionen, die nicht wirklich über die Kennzeichnung Rekursion explizit. Java, C# und Perl haben ganz sicher implizite Rekursion. Wir könnten in eine endlose Debatte über die Bedeutung von "die meisten" und die Bedeutung der jeweiligen Sprache, also lasst uns einfach zufrieden gibt "sehr viele" andere Sprachen.
    • "C/C++ benötigen nur Prototypen für vorwärts-Definitionen, die nicht wirklich über die Kennzeichnung Rekursion explizit". Nur im speziellen Fall von selbst-Rekursion. Im Allgemeinen Fall der gegenseitige Rekursion, vorwärts Erklärungen sind zwingend in C und C++.
    InformationsquelleAutor Jon Harrop
  2. 51

    Einen entscheidenden Grund für die explizite Verwendung von rec ist zu tun mit Hindley-Milner type-Inferenz, die zugrunde liegt, alle staticly typisierte funktionale Programmiersprachen (wenn auch verändert und erweitert, die in verschiedenen weisen).

    Wenn Sie eine definition let f x = x ist, würde man erwarten, dass es zu einem Typ - 'a -> 'a und anwendbar auf verschiedene 'a Arten an verschiedenen Punkten. Aber ebenso, wenn Sie schreiben let g x = (x + 1) + ... ist, würde man erwarten, dass x behandelt zu werden wie ein int im rest des Körpers von g.

    Den Weg, die Hindley-Milner-Inferenz, beschäftigt sich mit dieser Unterscheidung ist durch eine explizite Verallgemeinerung Schritt. An bestimmten Punkten bei der Bearbeitung von Programm, das Typ-system Stoppt und sagt "ok, die Typen von diesen Definitionen verallgemeinert werden an diesem Punkt, so dass, wenn jemand nutzt Sie, alle freien Variablen in Ihrem Typ frisch instanziiert, und somit keinen Konflikt mit anderen Nutzungen dieser definition."

    Es stellt sich heraus, dass der sinnvolle Ort, um diese Verallgemeinerung ist nach der überprüfung eine sich gegenseitig rekursive Funktionen. Alle früheren, und Sie werden verallgemeinern, zu viel, führt zu Situationen, in denen Arten könnten tatsächlich kollidieren. Später, und Sie werden verallgemeinern zu wenig, so dass Definitionen, die nicht verwendet werden können, mit mehreren Typ-Instanzen.

    So, gegeben, dass die Typ-checker muss wissen, über welche Mengen von Definitionen, die sich gegenseitig rekursiv, was kann Sie tun? Eine Möglichkeit ist es, einfach eine Abhängigkeitsanalyse auf alle Definitionen in einem Bereich, und ordnen Sie Sie in den kleinsten Gruppen möglich. Haskell tatsächlich tut dies, aber in Sprachen wie F# (und OCaml-und SML), die frei von Nebenwirkungen ist dies eine schlechte Idee, weil es möglicherweise neu ordnen die Nebenwirkungen zu. Anstatt also fragt er den Benutzer explizit die Marke, die Definitionen sind wechselseitig rekursiv ist, und somit durch Erweiterung, wo die Generalisierung erfolgen soll.

    • Err, Nein. Der erste Absatz ist falsch (Sie sprechen über die ausdrückliche Verwendung von "und" und nicht "rec") und, folglich, der rest ist irrelevant.
    • Ich würde prüfen, "rec" als ein besonderer Fall von "rec...und...und...", also mit null "und"en. Dies macht eine einzige Rekursion ein besonderer Fall von gegenseitiger Rekursion. Wie Sie sagen in Ihrer Antwort, SML kein "rec", aber nicht "und", so eine alternative Sichtweise ist, um Sie zu betrachten orthogonal sein sollten.
    • Ich war nie zufrieden mit dieser Anforderung. Danke für die Erklärung. Ein weiterer Grund, warum Haskell ist überlegen im design.
    • Wie genau kann Nebenwirkungen nachbestellt werden während der Analyse der Abhängigkeiten?
    • NEIN!!!!!! WIE KONNTE DAS PASSIEREN?! Diese Antwort ist einfach falsch! Bitte Lesen Sie Harrop ' s Antwort weiter unten oder schauen Sie sich Die Definition von Standard ML (Milner, Tofte, Harper, MacQueen -- 1997)[p.24]
    • Als ich sagte in meiner Antwort, die Typ-Inferenz-Problem ist one Gründe für die Notwendigkeit der rec, im Gegensatz zu der einzige Grund. Jon ' s Antwort ist auch eine sehr Valide Antwort (abgesehen von den üblichen abfälligen Kommentar über Haskell); ich glaube nicht, dass die beiden in der opposition befinden.
    • Wie kann die definition einer Funktion haben eine Nebenwirkung? Sie reden über Dinge wie let f = (side_effect; fun x => x), also Definitionen, die nicht Funktionsdefinition syntax? Denn ich gehe davon aus die meisten Menschen wäre in Ordnung, nur mit Funktionen, die definiert werden mit Hilfe der Funktion definition syntax, die es erlaubt, wechselseitig rekursiv. Das ist, wie die meisten anderen Sprachen arbeiten.
    • "der Typ-Inferenz-Problem ist einer der Gründe für die Notwendigkeit rec". Die Tatsache, dass OCaml benötigt rec aber SML nicht ein offensichtliches Gegenbeispiel. Wenn Typ-Inferenz wurden die Frage nach den Gründen, die Sie beschreiben, OCaml und SML konnte nicht gewählt haben, verschiedene Lösungen, wie Sie Taten. Der Grund ist natürlich, dass Sie reden and um Haskell relevant.

    InformationsquelleAutor Ganesh Sittampalam
  3. 10

    Gibt es zwei wichtige Gründe, warum dies ist eine gute Idee:

    Ersten, wenn Sie rekursiver Definitionen, dann können Sie nicht beziehen sich auf eine frühere Bindung an einen Wert mit dem gleichen Namen. Dies ist oft ein nützliches idiom, wenn Sie etwas wie die Erweiterung eines bestehenden Moduls.

    Zweite, rekursive Werte, und vor allem Sätze von wechselseitig rekursiven Werte, sind viel schwerer zu Grunde geht, dann sind Definitionen, die gehen in Ordnung, jede neue definition Gebäude auf der Spitze von dem, was wurde bereits definiert. Es ist schön, wenn das Lesen von code zu garantieren, dass, mit Ausnahme der Definitionen explizit gekennzeichnet als rekursive, neue Definitionen beziehen sich nur auf die vorherigen Definitionen.

    InformationsquelleAutor zrr
  4. 4

    Einige Vermutungen:

    • let ist nicht nur zum binden von Funktionen, aber auch andere normale Werte. Die meisten Formen von Werte dürfen nicht rekursiv sein. Bestimmte Formen rekursiver Werte sind erlaubt (z.B. Funktionen, faul, Ausdrücke, usw.), so braucht es eine explizite syntax, um dies anzugeben.
    • Könnte es einfacher sein, zu optimieren, nicht-rekursive Funktionen
    • Der Schließung erstellt wird, wenn Sie erstellen Sie eine rekursive Funktion muss ein Eintrag, der verweist auf die Funktion selbst (also kann die Funktion rekursiv selbst aufrufen), wodurch rekursive Verschlüsse komplizierter, als nicht-rekursive Verschlüsse. Also, es wäre schön, in der Lage sein zu erstellen, die eine einfachere nicht-rekursive Verschlüsse, wenn Sie nicht brauchen, Rekursion
    • Es erlaubt Ihnen, eine Funktion definieren, die in Bezug auf eine vorher definierte Funktion oder den Wert mit dem gleichen Namen; obwohl ich denke, das ist eine schlechte Praxis
    • Zusätzliche Sicherheit? Stellt sicher, dass Sie tun, was Sie sollen. z.B. Wenn Sie nicht beabsichtigen, es zu sein rekursive, aber Sie versehentlich verwendet einen Namen innerhalb der Funktion mit dem gleichen Namen wie die Funktion selbst wird wahrscheinlich meckern (es sei denn, der name wurde vorher definiert)
    • Die let Konstrukt ist ähnlich der let Konstrukt in Lisp und Scheme; die nicht-rekursive. Es gibt eine separate letrec - Konstrukt in Scheme für rekursive let ' s
    InformationsquelleAutor
  5. 4

    Gegeben:

    let f x = ... and g y = ...;;

    Vergleichen:

    let f a = f (g a)

    Mit dabei:

    let rec f a = f (g a)

    Erstere definiert f zur Anwendung der zuvor definierten f auf das Ergebnis der Anwendung g zu a. Letztere definiert f loop forever anwenden g zu a, die in der Regel nicht, was Sie wollen in ML Varianten.

    Sagte, es ist eine Sprache, die designer-Stil-Ding. Nur mit ihm zu gehen.

    InformationsquelleAutor james woodyatt
  6. 1

    Ein großer Teil davon ist, dass es gibt dem Programmierer mehr Kontrolle über die Komplexität der lokalen Bereiche. Das Spektrum der let, let* und let rec bieten mehr Leistung und Kosten. let* und let rec im wesentlichen die verschachtelten Versionen der einfachen let, also entweder man ist teurer. Diese Einstufung ermöglicht es Ihnen, micromanage die Optimierung von Programm, wie Sie können wählen, welche Ebene lassen, die Sie für die Aufgabe zur hand. Wenn Sie nicht brauchen, Rekursion oder die Fähigkeit zu finden, um bisherige Bindungen, dann können Sie zurückgreifen auf eine einfache lassen, um ein bisschen sparen von Leistung.

    Es ist ähnlich wie bewertet die Gleichheit von Prädikaten, die im Schema. (d.h. eq?, eqv? und equal?)

    InformationsquelleAutor Evan Meagher
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