Конкатенативный язык программирования Factor

Тезисы в LaTeX

Конкатенативными называются такие языки программирования в которых
композиция фрагментов кода выражается их конкатенацией. Обычно в
таких языках используется стек для передачи данных между функциями без
явного указания аргументов. В функциональных языках программирования
аналогичный подход называется бесточечной нотацией (pointfree style).

Конкатенативные языки используют обратную польскую запись (RPN) для
описания последовательности вычислений. Часто синтаксис таких языков
представляется в виде линейной последовательности токенов, а не в виде
дерева.

Одним из наиболее актуальных конкатенативных языков на данный момент
является язык Factor. Первая версия языка была написана в 2003 году
Святославом Пестовым в качестве скриптового языка для игры и была
реализована на Java. В ходе развития реализация была переписана на
смеси C и Factor и позднее C++ и Factor. Язык доступен для 32 и
64-битных версий Linux, Windows и Mac OS X и распространяется на
условиях лицензии BSD.

Factor является динамически-типизированным конкатенативным языком
программирования с автоматическим управлением памятью, придерживается
концепций функционального и объектно-ориентированного
программирования. Язык включает в себя множество свойств таких языков
как Common Lisp, Smalltalk и Forth. Наследием Forth является
конкатенативная натура языка, постфиксная запись, а так же многие
операторы и встроенные функции. От Common Lisp взята концепция
гомоиконности (код как данные), макросов и reader-макросов как средств
расширения возможностей языка, а так же подход к реализации объектной
системы. Из мира Smalltalk взята концепция хранения состояния
программы в виде образа памяти, который можно сохранить в любой момент
и позднее с того же места продолжить выполнение программы. Так же из
Smalltalk взят подход к организации интерактивной среды разработки,
когда любой объект можно исследовать и изменить, после чего изменения
сразу же вступают в силу.

Factor имеет два компилятора "—- оптимизирующий и
неоптимизирующий. Оптимизирующий компилятор написан на факторе и
используется практически во всех случаях взаимодействия программиста с
языком. Неоптимизирующий компилятор написан на C++ и используется на
стадии бутстрапа среды, поскольку оптимизирующий компилятор не может
быть доступен в этот момент.

Язык содержит развитые средства для двустороннего взаимодействия с
внешним кодом, написаным на C "—- привязки к библиотеке FFI позволяют
вызывать код библиотек, написанных на C и передавать код написанный на
факторе для вызова из библиотек. Так же имеется возможность
автоматической генерации привязок к библиотекам, использующим
технологию GObject Introspection, а синтаксические расширения языка
позволяют сделать описание интерфейса внешних библиотек тривиальным
для тех случаев, когда автоматическая генерация привязок невозможна.

Стандартная библиотека крайне обширна и содержит в себе многие
составляющие языка, которые в других языках не могут быть вынесены в
библиотеки (поддержка локальных переменных и замыканий, синтаксис
регулярных выражений и др.). На данном этапе развития язык не имеет
пакетной системы для поиска и установки сторонних библиотек "—-
многие библиотеки просто включаются в директорию {\tt/extra} в
основном дереве проекта. В стандартной библиотеке доступны ленивые
коллекции, монады, опциональная статическая типизация, алгебраические
типы данных, паттерн-матчинг, поддержка literate programming,
обратимые блоки кода (invertible quotations), модели (data-flow
объекты, аналог Cells из Common Lisp), ленивые парсер-комбинаторы,
генератор парсеров для заданых в виде EBNF грамматик, реализации
различных подходов к многопоточности (обмен сообщениями, futures,
promises, параллельные комбинаторы, классические мьютексы/семафоры и
др.), своя GUI-библиотека поверх OpenGL, привязки к GTK, Cocoa,
WinAPI, привязки к базам данных (SQLite, Postgres, MongoDB, CouchDB,
Redis, Tokyo), веб-фреймворк Furnace, обёртки над API сервисов
Twitter, Reddit, xkcd и многое другое.

Несмотря на то что версия 1.0 языка ещё не выпущена (текущая
стабильная версия 0.96) и в данный момент ведётся активная работа по
добавлению новых возможностей, существующие возможности языка
достаточно стабильны и его можно рекомендовать как минимум для быстрой
разработки прототипов приложений различных направлений "—- от игр и
прикладных программ с графическим интерфейсом до серверных приложений
и ведения научных расчётов.