История функционального программирования

Как известно, теоретические основы императивного программирования были заложены ещё в 30-х годах XX века Аланом Тьюрингом и Джоном фон Нейманом. Теория, по­ло­жен­ная в ос­но­ву функционального подхода, также родилась в 20-х — 30-х годах. В числе раз­ра­ботчиков математических основ функционального программирования можно назвать Мо­зеса Шён­финкеля (Германия и Россия) и Хаскелла Карри (Англия), разработавших ком­бинаторную логику, а также Алонзо Чёрча (США), создателя l-исчисления.

Теория так и оставалась теорией, пока в начале 50-х прошлого века Джон МакКарти не раз­работал язык Lisp, который стал первым почти функциональным языком прог­рам­ми­ро­ва­ния и на протяжении многих лет оставался единственным таковым. Хотя Lisp всё ещё ис­пользуется (как, например, и FORTRAN), он уже не удовлетворяет некоторым сов­ре­мен­ным запросам, которые заставляют разработчиков программ взваливать как можно боль­шую ношу на компилятор, облегчив тем самым свой непосильный труд. Не­об­хо­ди­мость в этом, конечно же, возникла из-за всё более возрастающей сложности программного обес­печения.

В связи с этим обстоятельством всё большую роль начинает играть типизация. В конце 70-х — начале 80-х годов XX века интенсивно разрабатываются модели типизации, под­хо­дящие для функциональных языков. Большинство этих моделей включали в себя под­дер­жку таких мощных механизмов как абстракция данных и полиморфизм. Появляется мно­жест­во типизированных функциональных языков: ML, Scheme, Hope, Miranda, Clean и мно­гие другие. Вдобавок постоянно увеличивается число диалектов.

В результате вышло так, что практически каждая группа, занимающаяся функциональ­ным программированием, использовала собственный язык. Это препятствовало дальней­шему распространению этих языков и порождало многочисленные более мелкие пробле­мы. Чтобы исправить ситуацию, объединенная группа ведущих исследователей в области функционального программирования решила воссоздать достоинства различных языков в новом универсальном функциональном языке. Первая реализация этого языка, названного Haskell в честь Хаскелла Карри, была создана в начале 90-х годов.

В первую очередь большинство функциональных языков программирования реализу­ются как интерпретаторы, следуя традициям Lisp’а. Интерпретаторы удобны для быстрой отладки программ, исключая длительную фазу компиляции, тем самым укорачивая обыч­ный цикл разработки. Однако с другой стороны, интерпретаторы в сравнении с компиля­торами обычно проигрывают по скорости выполнения в несколько раз. Поэтому помимо интерпретаторов существуют и компиляторы, генерирующие неплохой машинный код (например, Objective Caml) или код на C/C++ (например, Glasgow Haskell Compiler). Что показательно, практически каждый компилятор с функционального языка реализован на этом же самом языке.

В этом курсе для описания примеров функционального программирования будет ис­пользоваться в основном Haskell, бесплатные компиляторы которого можно скачать с сайта www.haskell.org.