Qi (язык программирования)

Логотип языка программирования Qi

Qi (произносится «чи») — функциональный язык программирования, близкий к Common Lisp, но отличающийся от него возможностью использовать статическую типизацию (как в Haskell или C++), сопоставление с образцом и другие преимущества современных декларативных языков.

Qi написан на Лиспе и поверх него (используя его богатые возможности метапрограммирования) и разрешает использовать функции базового языка.

Язык принципиально разрабатывается как экспериментально-образовательный, создатель языка не прилагает никаких особых усилий к его популяризации, в следствие чего уступает, к примеру, такому «новому лиспу» как Clojure.

Наименование и логотип

Наменование Qi — это английское написание того, то известно у нас как жизненная сила Ци (气,氣). Логотип Qi в 2007 году разработал Ли Ша (англ. Xah Lee, настоящее имя Ли Шаван, 李杀网). По его собственным словам он основывался на традициях китайской каллиграфии. Лямбда окрашена в цвет тёмной киновари, традиционный цвет даосских храмов. Авторские права на логотип переданы создателю языка Qi Марку Треверу.

История

Автор языка — Марк Тарвер, в настоящее время — профессор в отставке. Qi был создан им как часть проекта L21, цель которого — улучшение Лиспа для решения проблем 21 века. В своём докладе Тарвер излагает проблемы Лиспа, которые, как он утверждает, наносят ущерб широкому распространению языка. Конкретно, он обозначает отсутствие в Common Lisp паттерн матчинга, несоответствия с теорией лямбда-исчисления и отсутствие статической типизации. Эти недостатки, по утверждению Тарвера, привели к отказу от Лиспа при обучении в университетах и, как следствие, к отсутствию Лисп-программистов.

Язык был представлен сообществу в Апреле 2005 года. Первая версия распространялась под лицензией GPL. В конце 2008 года была выпущена пересмотренная версия Qi II. Лицензия GPL была заменена двойной лицензией, позволяющей как Open Source, так и закрытое коммерческое использование. Среди нововведений Qi II можно, в частности, отметить ленивое вычисление (по требованию).

В августе 2009 года Марк объявил, что он прощается с программированием и уезжает в Индию заниматься йогой. Однако в декабре того же года он вернулся в Англию и заявил, что «фаза путешествий закончилась».

Shen

Логотип языка программирования Shen

В том же году Тарвер на европейской лисп-конференции (European Conference on Lisp) представил доклад «The Next Lisp». В качестве основной проблемы языка Qi им была названа зависимость от Коммон Лиспа. Поэтому следующая версия языка, появившаяся в ноябре 2011 года, названная уже Shen (что по-китайски означает «душа») реализована уже поверх минималистиного виртуального лиспа, подобного Lisp 1.5, разработанному Джоном МакКарти. Этот минимальный лисп сначала назывался Kernel Lisp а затем получил название KLambda.

Shen был портирован на CLisp, SBCL, ECL, Scheme, Clojure, JavaScript и Java. Лицензия Shen является копилефтной и позволяет свободно использовать и модифицировать код языка, до тех пор, пока спецификация языка остаётся неизменной, не допускается распространять производные копии, которые не соответствуют стандарту Shen и/или имеют другие названия. Одним из важных нововведений этого языка стало появление собственной макросистемы.

Ядро языка

Ядро Qi — это основано на Лиспе. Для функции также используется префиксная запись. Hello World на Qi выглядит так:

(output "Hello, world~%")

Списки создаются при помощи квадратных скобок [ … ] с пробелами, разделяющими элементы.

[76 trombones]	

Функция вычисления факториала с использованием сопоставления с образцом:

(define factorial	
0 -> 1	
N -> (* N (factorial (- N 1))))	

Лямбда функция, умножающая аргумент на 2:

(/. X (* X 2))

В функциях можно использовать сопоставление с образцом для списков (Qi, в основном, следует синтаксису Эдинбургского Пролога при сопоставлении (переменные пишутся в верхнем регистре), но вместо запятых при разделении используются пробелы.):

(define member	
_ [] -> false	
X [X | _] -> true	
X [_ | Y] -> (member X Y))

В состав языка также включена полноценная реализация Пролога Qi Prolog, реализованная как библиотека на Qi.

В языке Shen сопоставление с образцом возможно также для строк и векторов.

Функция, использующая охрану при нахождении первого числа, большего чем N, в списке:

(define find_greater	
N [] -> (error "no number greater than ~A.~%" N)	
N [M | _] -> M where (> M N)	
N [_ | Ns] -> (find_greater N Ns))

Статическая типизация

Статическая типизация необязательна и включается командой (tc +), а выключается (tc -). Система типов распознает знаки, переменные, строки, логические значения, числа и символы в качестве примитивных типов. Операторы примитивных типов: списки, *(умножение), --> и массивы.

Литература

• Mark Tarver Functional Programming in Qi. — 2-nd edition. — Free University Press, 2008. — 440 p. — ISBN 1844265498, 9781844265497. (on-line version)

Ссылки

• lambdassociates.org — официальный сайт «Qi (язык программирования)»
  • on-line репозиторий на google code
  • wikipedia:en:Qi (programming language)
• Сайт языка Shen, наследника Qi
  • wikipedia:en:Shen (programming language)