志向的编程语言

理想的编程语言
理想的编程语言   鞠文广

(以下纯粹是个人观点, 不代表任何组织或社团.)

现在流行的编程语言如Java和C#, 大多是面向对象的, 程序的各部分是通过方法调用连在一起, 其编程范式是命令编程, 即使支持其他范式也包装得很难理解和使用. 

面向对象实际上只适合实现抽象数据类型, 让它去完成除此之外的任务确实是勉为其难, 即便能完成也给人不伦不类的感觉, 既不像面向对象编程, 也不像它的前任(过程编程). 这些语言中的对象与物质世界的物质(或对象)很不一致, 它使用方法调用的方式与其他对象进行相互作用, 而这与物质之间的(通过通信或媒介)相互作用是截然不同的, 因此用面向对象无法很确切地模拟现实世界, 更不用说准确地为现实世界建立模型. 

这几年流行的web服务虽使程序间交互更方便, 但它从本质上说还是使用”面向对象+命令编程+方法调用”的思路, 在编程方法论上并没有实质的进步.

用现在流行的语言实现的完成复杂功能的程序逻辑不清晰, 原因在于”命令编程+方法调用”的设计机制. 这使程序很难模块化, 副作用无所不在, 因此很难正确实现复杂功能. 

为了使程序能准确地为现实世界建立模型, 从而正确性更高, 结构更合理, 模块化程度更高, 因此我提出一种新的编程方法论: 面向进程+函数编程+进程间通信+逻辑编程+约束编程+其他合理的范式(命令编程除外).

在几种编程思想或语言的基础上(见references), 我提出了一种编程语言ProcessLog (全称process logic), 语法概要如下:

1 运算符 
(1)  ?  输入;  c ? x 从输入端口c或通道c上接收输入值放到变量x中
(2)  !  输出;  c ! v 把v的值从输出端口或通道c上输出
(3)  ->  顺序进行的事件的先后关系
(4)  | b : s  分支
(5)  ||  进程并行
(6)  //  附属进程
(7)  and, or, not 逻辑运算符
(8)  算术运算符和关系运算符  与Java中相同 

2 程序的组成成分
(1)  Unit 程序单元
(2)  Process  进程
(3)  Function  函数
(4)  Predicate 谓词
(5)  Channel 通道, 有两个端口: in 输入端口, out 输出端口
(6)  OutPort  输出端口
(7)  InPort  输入端口

3 数据结构 
(1) List (函数编程中的List类型, 对List的操作函数与函数编程中相同);
(2) Tuple 元组, 同Clean.
(3) Set 集合
没有数组

4 进程的定义
Process p1 (OutPort pt1, InPort pt2 ){
     pt2?x  -> pt1! compute(x)  -> p1
}

5 进程间相互作用
(1)  进程并行 process1( c1.out, c2.in)|| process2(c1.in, c2.out)
(2)  附属进程  (getE: getElements || getR: getReleasedVersion) // X.(in?method -> getE ! method ? elems -> getR ! em ? rem-> … ->X)

6 函数
[Function] compute(double x)=
         | x<=0: x*x+3
  | x>0:  compute(x-5)* compute(x-3)  
函数只能以事件的方式在进程中使用或在其他函数中使用, 不能独立使用.

7 谓词
/* 建图 */
Predicate createGraph(t, graph):-
addNode(t, null, ({},{}), graph1),
getDS(t, graph1.ns, tlist),
addList(tlist, t, graph1, graph).
/* 加节点 */
Predicate addNode(t, null, (ns, es), (ns1, es):-
merge(ns, {t}, ns1).
Predicate addNode(t, upper, (ns, es), (ns1, es1)):-
merge(ns, {t}, ns1),
merge(es, {(upper, t)}, es1).

8 把谓词转换为函数
create(t)= graph
where createGraph(t, graph)

谓词不能独立使用也不能在进程中直接使用, 要在进程中使用需要先转换为函数.

9  程序单元: 包含进程和数据类型
Unit PmethodDAO;
interface
Tuple Method;
Process getLastVersion(OutPort pt1 , InPort pt2);
…
implementation
Method=(String id, String name, String version);
Process getLastVersion(OutPort pt1 , InPort pt2){
…
}

指导原则: 程序是由通过通道通信的进程组成的. 数据处理和算法用函数编程实现, 如果函数编程不适用于要处理的问题, 就使用逻辑编程或约束编程.