Язык Haskell часто называют ленивым языком программирования. Это достаточно востребованный язык разработки. Он рекомендован для изучения всеми, кто планирует основательно заниматься программированием.
Далее предстоит рассмотреть Haskell получше. Предстоит ознакомиться с предназначением этого языка, с его преимуществами и недостатками, а также с плюсами и минусами. Дополнительно необходимо рассмотреть области его применения. Представленная информация рассчитана на широкий круг лиц. Она позволит как начинающему программисту, так и обычному ПК-пользователю с легкостью понять, что собой представляет Haskell, а также стоит ли его вообще изучать в том или ином случае.
Определение
Haskell – это стандартизированный чистый функциональный язык программирования. Он относится к языкам общего назначения и является наиболее распространенным инструментом разработки с поддержкой отложенных вычислений.
Haskell характеризуется полной, строгой статической типизацией с автоматическим выведением типов. У него также предусматривается поддержка «ленивых» вычислений. Haskell был разработан в 1990-м году и изначально использовался в качестве языка для научных и математических исследований. На текущий момент он является одним из наиболее востребованных функциональных средств разработки. Широко распространен в промышленном программировании.
Отличительной чертой языка служит серьезное отношение к типизации. Haskell поддерживает средства для работы с кодами, написанными при помощи других инструментов разработки. Тут также имеется встроенная поддержка параллельного и многозадачного программирования.
История развития
Предпосылкой к созданию языка Haskell стала разработка функционального языка программирования Miranda. В нем впервые была реализована идея «ленивых» вычислений. Miranda – язык программирования, получивший неплохую коммерческую поддержку. Он начал распространяться по проприетарной лицензии. Данный инструмент разработки был полностью закрыт для свободного распространения и развития.
Разработчики старались обойти соответствующие ограничения – они стали создавать различные функциональные языки программирования в середине 80-х годов. Одним из них стал Haskell. Название он получил в честь американского математика Хаскелла Карри. Он стал изобретателем комбинаторной логики. Хаскелл Карри развивал теорию типов.
Первая версия языка Haskell появилась в 1998 году, через 8 лет команда разработчиков представила Haskell 98 Report. Именно этот стандарт до сих пор является основным, несмотря на совершенствование рассматриваемого инструмента разработки. В него до сих пор вносятся изменения. Это стало возможно за счет характера языка – он открытый. Разработчики, развивающие рассматриваемый проект, готовы выслушать любые предложения по его улучшению.
Общая характеристика и ключевые особенности
Язык Хаскелл относится к функциональным инструментам разработки. Написанная с его помощью программа – это набор функций в математическом смысле: зависимости (соответствия) между элементами (аргументами и значениями) двух множеств.
Функции в языке Haskell – это основные структурные единицы исходного программного кода. Задача разработчика заключается в ее описании так, чтобы компилятор мог понять:
- параметры, которые могут переходить в функцию;
- операции, которые необходимо выполнить с соответствующими параметрами;
- в каком именно виде представлять полученные результаты.
Одной из важнейших характеристик Haskell является его «ленивость». Это значит, что функции будут вычисляться не сразу после запуска проекта, а по мере их необходимости. Если в процессе исполнения приложения не нужно знать значение той или иной функции, она будет отложена «на потом».
Соответствующий принцип реализации функций получил название «ленивых» (или отложенных) вычислений. Примером может служить стандартный «Калькулятор» на компьютере. У него имеется множество функций, включая сложение, умножение, деление, вычитание и так далее. Но, если пользователю на текущий момент необходимо сложить числа, будет выполнена только соответствующая операция.
У языка Haskell есть и другие значимые характеристики. К ним относят:
- Строгую статическую типизацию. Тип данных – это категория компонентов некоторого множества, к которым можно применять те или иные операции. Он отвечает за определение, что это за данные, какие у них могут быть значения, какие манипуляции с ними допустимо осуществлять. Haskell имеет строгую статическую типизацию. Это значит, что данные здесь четко разделяются между собой. Подобное деление осуществляется на этапе компиляции приложения, а не непосредственно при выполнении проекта. Но у языка Haskell имеется особый тип данных – монада. Он представлен контейнером, включающим в свой состав значение произвольного типа. Монады помогают выполнять при помощи изучаемого инструмента некоторые операции, свойственные императивному программированию. Примерами могут послужить: задавание последовательности операций, выполнение функции с побочными эффектами.
- Модульность. Программы, написанные при помощи Хаскелла, представлены совокупностью независимых друг от друга программных блоков. Каждый из них отвечает за реализацию определенной функции. Программный код разбивается на отдельные файлы, включающие в себя модули. Подобная структура делает разработку намного проще, как и тестирование – программист при необходимости сможет внести изменения или исправить ошибки только в конкретном модуле или компоненте. Всю программу переписывать для этого не придется. Модульность также помогает ускорить написание проекта, поделив модули между отдельными командами программистов.
- Чистоту. У языка Haskell есть еще одна особенность – это работа только с чистыми функциями. Для них характерна строгая детерминированность: когда каждому значению аргумента соответствует только одно значение функции. А еще – отсутствие побочных эффектов. Это значит, что в чистых функциях не оказывается воздействие на среды их выполнения, таких как вызов обработчиков исключительных ситуаций, чтение и изменение глобальных значений переменных и так далее. Недетерминированность все равно может пригодиться для некоторых проектов. Соответствующая особенность может быть реализована при помощи монад.
- Параметрический полиморфизм. Так называется способность оперировать значениями разнообразных типов по одним и тем же принципам. За счет соответствующей особенности удается повысить выразительность рассматриваемого инструмента разработки, а также многократно использовать один фрагмент кода для работы с разнообразными данными. Это влечет за собой значительное ускорение разработки программного обеспечения: писать проект с нуля и прописывать фрагменты для каждого типа данных не придется. Вместо этого достаточно воспользоваться уже имеющимися записями, если они подходят.
- Частичное применение. В языке Haskell по умолчанию функции с несколькими аргументами (многоместные) представлены в виде функций высшего порядка. В них аргументами выступают другие функции. Такой подход дает возможность «привязки» к функции не особо важных или редко корректируемых аргументов, а работать непосредственно она будет только со значимыми и частыми аргументами.
Ведущие реализации языка с 1998 года были расширены. Они получили множество дополнительных особенностей, к числу которых можно отнести функциональное зависимости, а также параметрический полиморфизм высших рангов за счет квантификации переменных типа.
Области применения
Области применения Haskell разнообразны. Изначально этот инструмент разработки развивался в академической среде. Именно поэтому первой областью его применения стала математика – язык предназначался для решения математических и научных исследований. Сюда же можно отнести теоретическое изучение концепций функциональной разработки. Программисты, привыкшие иметь дело с другими инструментами, говорят о том, что Хаскелл необходимо изучать ради понимания его самого, а вот значимой практической ценности он не имеет.
На самом деле соответствующее утверждение в корне не верно. При помощи языка Haskell можно решать те же задачи, что и в случае использования других, более известных и распространенных инструментов разработки.
Рассматриваемый язык пригодится при:
- Создании программного обеспечения для разработчиков. Хаскелл позволяет программировать компиляторы для других средств написания приложений, среды разработки, инструменты для организации тестирования и так далее. За счет функционального характера рассматриваемого средства разработки удается намного проще оптимизировать преобразование программного кода в машинный, искать уязвимости и разнообразные недочеты в имеющемся проекте.
- Разработке других языков программирования. Haskell был создан в академической среде. Это привело к тому, что он начал представлять собой фундаментальный язык, который может быть успешно использован для создания более прикладных и предметно ориентированных языков программирования. На Хаскелле разработан Cryptol, ориентированный на криптографические алгоритмы.
- Обработке и синтаксическом анализе текста. Хаскелл позволяет создавать простые и достаточно эффективные инструменты для организации анализа любого естественного или искусственного языка, включая компьютерные. Такой результат может быть достигнут за счет того, что при помощи рассматриваемого средства разработки намного проще задавать правила, которым подчиняется знаковая система. С помощью него получится делить фразы и предложения на отдельные слова, словосочетания, предлоги, а также выявлять связи между ними, обнаруживать ошибки и неправильные конструкции. Все это активно применяется в системах компьютерного анализа текстов. Такие инструменты пригодятся копирайтерам, редакторам, SEO-специалистам, лингвистам и другим специалистам, работающим с текстами.
- Создании финансовых инструментов. К программному обеспечению в сфере финансов выдвигаются такие требования, как точность вычислений и отсутствие ошибок, цена которых может вылиться в миллиарды долларов. Именно поэтому многие системы, ориентированные на биржевую торговлю, анализ рисков, учет банковских операций и бухучет, пишутся на Хаскелле.
- Обработке данных. С помощью рассматриваемого инструмента разработки данные в проекте четко разделяются по типам. Это дает возможность организации более простого и эффективного анализа информации. За счет соответствующей особенности Хаскелл активно используется для фундаментальных исследований в Data Science, а также для решения прикладных задач, связанных с обработкой крупных массивов разномастных данных. Смежная область его применения – это разработка систем принятия решений. Они тесно связаны с анализом данных.
- Прикладном программировании. Haskell – язык программирования, который активно используется при разработке прикладных приложений: серверных, десктопных, мобильных и так далее. Кроме компиляторов и других программ для разработчиков, с его помощью написаны некоторые операционные системы, текстовый редактор Yi, а также фреймовый оконный менеджер Xmonad и иные программные проекты.
- Написании игр. Haskell может пригодиться в игровой индустрии. Примером его использования является моделирование городских ландшафтов.
- Обучении. Это – одна из самых важных областей применения рассматриваемого инструмента. Haskell отлично подходит для изучения основ функциональной разработки. Это обусловлено тем, что у него достаточно простой синтаксис с семантикой. Инструмент разработки оснащен богатой документацией и справочными материалами, инструкциями и хорошей поддержкой официального сообщества. Многие программисты говорят о том, что Хаскелл подходит для понимания общих принципов программирования.
На самом деле рассматриваемый инструмент разработки является достаточно распространенным. Просто не все программисты изучают его. Для некоторых проектов намного удобнее пользоваться объектно-ориентированным программированием.
Перспективы и ключевые проблемы
Развитие языка Haskell на текущий момент сталкивается с некоторыми проблемами. К ним можно отнести:
- Низкую коммерческую поддержку. Хоть Хаскелл может применяться для решения большинства прикладных задач, сам инструмент разработки не слишком активно поддерживается крупными участниками рынка. Это обусловлено тем, что функциональное программирование является специфичным, а статус рассматриваемого инструмента закрепился в качестве «академического».
- Непонимание со стороны сообщества. Многие опытные и начинающие разработчики, занятые изучением других парадигм разработки, тяжело переключаются на Хаскелл. Это связано с тем, что он является достаточно непривычным. Соответствующее явление создает языку Haskell репутацию «трудного». Его также некоторые разработчики считают невостребованным на рынке.
- Появление и распространение других функциональных языков. Хаскелл – это преимущественно экспериментальная платформа. С ее помощью проводятся исследования возможностей функциональной разработки. Такой подход приводит к тому, что в языке встречаются недочеты. Его удачные решения переходят в более новые инструменты разработки вроде Rust и PureScript. Они имеют намного больше достоинств, чем Haskell, поэтому выглядят более перспективными.
Несмотря на это, востребованность языка Haskell в области прикладной разработки возрастает. Сегодня она значительно уступает другим известным инструментам программирования, но потихоньку догоняет их. Специалисты не могут однозначно оценить будущее Хаскелла, хоть и сходятся на том, что у него достаточно большой потенциал, особенно в области прикладного программного обеспечения. «Мертвым» данный инструмент разработки назвать никак нельзя.
Преимущества и недостатки
Haskell – средство программирования, которое имеет как преимущества, так и недостатки. К его сильным сторонам можно отнести:
- Наличие «чистых» и «нечистых» слоев языка с четким разделением. Это приводит к тому, что программисту намного проще работать с ними отдельно друг от друга. Такая особенность способствует пониманию исходного кода на Haskell не только тем, кто его написал, но и сторонними разработчиками.
- Разделение исходного кода на отдельные блоки (модули). Это положительно сказывается на тестировании программного обеспечения. Обнаружить и исправить ошибки в отдельных фрагментах приложения намного проще. Переделывать весь имеющийся виртуальный проект не придется. За счет модульного разделения приложения повышается устойчивость кода к ошибкам: если они происходят в одном кодовом блоке, вовсе необязательно, что они отразятся на всей системе.
- Открытый характер языка. Благодаря этой особенности Haskell получил множество инструкций, библиотек, готовых решений для различных задач, справочных материалов, документации и других полезных материалов. У данного инструмента программирования появилось большое сообщество, в котором можно всегда попросить помощи.
- Строгую типизацию, которая не позволяет смешивать значения разнообразных типов и проводить неявные вычисления. Все это благоприятно сказывается на снижении вероятности ошибок или побочных эффектов в процессе программирования. Для неявных преобразований получится сразу выяснить, где именно программа работает не так, как нужно.
- Присваивание и проверку типов еще на этапе компиляции. Соответствующие процессы не требуют реализации во время функционирования приложений. За счет «ленивости» вычислений проект не будет тратить дополнительные ресурсы на ненужные на текущий момент функции. Это положительно сказывается на скорости реализации проектов.
- Исполнение функций в языке Haskell по мере востребованности. Данная особенность влечет за собой простую многозадачность и параллельные вычисления. Эти операции ускоряют работу всего приложения.
- Множество инструментов тестирования и отладки, интеграции с кодами на других инструментах разработки. Все это указывает на то, что Haskell может успешно применяться не только для обучения или в академических интересах, но и для решения разнообразных практических задач.
Недостатки у языка Haskell тоже имеются. К их числу относят:
- Специфический синтаксис. Изначально он может казаться сложным и нерациональным. Подобные проблемы в основном возникают у опытных разработчиков, привыкших работать с другими инструментами.
- Неравномерное развитие на различных платформах. Основной упор делается на macOS и Linux. Для Windows уделяется очень мало внимания.
- Наличие в репозиториях готовых решений только для типовых проблем. Нестандартные задачи приходится решать самостоятельно.
- Активное развитие только основного компилятора Haskell GHC. Оно осуществляется неравномерно. Это приводит к проблемам обратной совместимости.
- Отсутствие хороших интегрированных сред разработки. Те, что имеются у языка Haskell сейчас, предоставляют сильно ограниченный набор возможностей вроде подсветки синтаксиса или простого автозаполнения при помощи словаря. Другие возможности вроде рефакторинга и навигации либо отсутствуют, либо плохо оптимизированы.
Несмотря на все это, у языка Haskell сейчас неплохие перспективы развития. Составить точный прогноз его грядущей степени популярности проблематично из-за того, что его бывает проблематично изучать. Исправить это помогут дистанционные компьютерные курсы. На них с нуля помогут изучить Haskell, а также дадут возможность собрать первое портфолио. В конце обучения будет вручен сертификат установленной формы, подтверждающий приобретенные знания и умения.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
