[programming-languages] Mathematica : 기호 프로그래밍이란 무엇입니까?

“기호 프로그래밍”이라는 말을 들었을 때 LISP, Prolog 및 (예) Mathematica가 즉시 떠 오릅니다. 나는 상징적 프로그래밍 환경을 프로그램 텍스트를 표현하는 데 사용되는 표현식이 기본 데이터 구조이기도 한 것으로 특징 지을 것입니다. 결과적으로 데이터를 코드로 쉽게 변환하거나 그 반대로 변환 할 수 있기 때문에 추상화를 기반으로 추상화를 구축하는 것이 매우 쉬워집니다.

Mathematica는이 기능을 많이 활용합니다. LISP 및 Prolog (IMHO)보다 훨씬 더 많습니다.

기호 프로그래밍의 예로 다음 이벤트 시퀀스를 고려하십시오. 다음과 같은 CSV 파일이 있습니다.

r,1,2
g,3,4

나는 그 파일을 다음에서 읽었습니다.

Import["somefile.csv"]
--> {{r,1,2},{g,3,4}}

결과 데이터 또는 코드입니까? 둘 다입니다. 파일을 읽은 결과 데이터이지만 해당 데이터를 구성하는 표현식이기도합니다. 그러나 코드가 진행됨에 따라이 표현식은 평가 결과가 단순히 그 자체이기 때문에 비활성입니다.

이제 결과에 변환을 적용합니다.

% /. {c_, x_, y_} :> {c, Disk[{x, y}]}
--> {{r,Disk[{1,2}]},{g,Disk[{3,4}]}}

세부 사항을 고려하지 않고 발생한 모든 것은 Disk[{...}]각 입력 줄의 마지막 두 숫자를 둘러싼 것입니다. 결과는 여전히 데이터 / 코드이지만 여전히 비활성입니다. 또 다른 변화 :

% /. {"r" -> Red, "g" -> Green}
--> {{Red,Disk[{1,2}]},{Green,Disk[{3,4}]}}

예, 여전히 비활성입니다. 그러나 놀랍게도이 마지막 결과는 Mathematica의 그래픽 용 기본 제공 도메인 별 언어의 유효한 지시문 목록입니다. 마지막 변화와 일이 시작됩니다.

% /. x_ :> Graphics[x]
--> Graphics[{{Red,Disk[{1,2}]},{Green,Disk[{3,4}]}}]

사실, 당신은 그 마지막 결과를 보지 못할 것입니다. 통사론 적 설탕의 서사적 디스플레이에서 Mathematica는 빨간색과 녹색 원의 그림을 보여줍니다.

그러나 재미는 여기서 끝나지 않습니다. 그 모든 통 사적 설탕 아래에는 여전히 상징적 표현이 있습니다. 다른 변환 규칙을 적용 할 수 있습니다.

% /. Red -> Black

프레스토 악장! 빨간색 원이 검은 색이되었습니다.

상징적 프로그래밍을 특징 짓는 것은 이러한 종류의 “기호 추진”입니다. Mathematica 프로그래밍의 대부분은 이러한 특성을 가지고 있습니다.

기능적 vs. 상징적

심볼릭 프로그래밍과 함수형 프로그래밍의 차이점을 자세히 다루지는 않겠지 만 몇 가지 언급을하겠습니다.

“표현식 변환 만 사용하여 모든 것을 모델링하려고하면 어떻게 될까요?”라는 질문에 대한 대답으로 기호 프로그래밍을 볼 수 있습니다. 반대로 함수형 프로그래밍은 “함수 만 사용하여 모든 것을 모델링하려고하면 어떻게 될까요?”에 대한 대답으로 볼 수 있습니다. 심볼릭 프로그래밍과 마찬가지로 함수형 프로그래밍을 사용하면 추상화 계층을 쉽게 빠르게 구축 할 수 있습니다. 여기서 제가 제시 한 예제는 기능적 반응 애니메이션 접근 방식을 사용하여 Haskell에서 쉽게 재현 할 수 있습니다. 함수형 프로그래밍은 함수 구성, 상위 수준 함수, 결합 자, 함수로 할 수있는 모든 멋진 일에 관한 것입니다.

Mathematica는 기호 프로그래밍에 최적화되어 있습니다. 기능적 스타일로 코드를 작성하는 것은 가능하지만 Mathematica의 기능적 특징은 실제로 변환에 대한 얇은 베니어 일뿐입니다 (그리고 그에 대한 누출 된 추상화, 아래 각주 참조).

Haskell은 함수형 프로그래밍에 최적화되어 있습니다. 기호 스타일로 코드를 작성하는 것은 가능하지만 프로그램과 데이터 의 구문 표현이 상당히 다르므로 경험이 차선책이 된다는 점을 의심 할 것 입니다.

끝 맺는 말

결론적으로, 나는 함수형 프로그래밍 (하스켈로 표현한)과 상징적 프로그래밍 (Mathematica로 표현한) 사이에 차이가 있다고 주장합니다. 한 사람이 두 가지를 모두 공부한다면, 하나만 공부하는 것보다 훨씬 더 많은 것을 배울 것이라고 생각합니다.

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Mathematica의 누수 기능 추상화?

그래, 새는. 예를 들면 다음과 같습니다.

f[x_] := g[Function[a, x]];
g[fn_] := Module[{h}, h[a_] := fn[a]; h[0]];
f[999]

WRI에 정식으로보고하고 승인했습니다. 응답 : Function[var, body]( Function[body]괜찮습니다) 의 사용을 피하십시오 .