Haskell або Standard ML для початківців? [зачинено]

Я буду викладати курс нижчого відділу в дискретних структурах. Я вибрав підручник " Дискретні структури, логіка та обчислюваність" частково, оскільки він містить приклади та концепції, сприятливі для реалізації за допомогою функціональної мови програмування. (Я також вважаю, що це хороший підручник.)

Я хочу, щоб зрозуміла мова FP ілюструвала концепції DS та якими можуть користуватися студенти. Більшість студентів мали б у кращому випадку лише один-два семестри програмування на Java. Подивившись на Scheme, Erlang, Haskell, Ocaml та SML, я зупинився на Haskell або Standard ML. Я схиляюся до Haskell з причин, викладених нижче, але я хотів би думки тих, хто є активним програмістом в тому чи іншому.

• І Haskell, і SML мають узгодження шаблонів, що робить опис рекурсивного алгоритму надзвичайним.
• Haskell має чудові розуміння списків, які добре поєднуються з способом математичного вираження таких списків.
• Хаскелл має ліниву оцінку. Чудово підходить для побудови нескінченних списків за допомогою техніки розуміння списків.
• SML має справді інтерактивний інтерпретатор, в якому функції можна як визначати, так і використовувати. У Haskell функції повинні бути визначені в окремому файлі та скомпільовані перед використанням в інтерактивній оболонці.
• SML дає явне підтвердження аргументу функції та типів повернення в синтаксисі, який легко зрозуміти. Наприклад: val foo = fn: int * int -> int. Явний синтаксис каррі Хаскелла трохи більш тупий, але не зовсім чужий. Наприклад: foo :: Int -> Int -> Int.
• Haskell використовує цілі числа довільної точності за замовчуванням. Це зовнішня бібліотека в SML / NJ. А за замовчуванням SML / NJ скорочує вивід до 70 символів.
• Лямбда-синтаксис Хаскелла тонкий - він використовує одну зворотну косу риску. SML є більш явним. Не впевнений, що нам коли-небудь знадобиться лямбда в цьому класі.

По суті, SML і Haskell приблизно еквівалентні. Я схиляюся до Хаскелла, тому що люблю розуміння списків і нескінченні списки в Хаскелі. Але я переживаю, що велика кількість символів у компактному синтаксисі Хаскелла може викликати проблеми у студентів. З того, що я зібрав, читаючи інші дописи про SO, Haskell не рекомендується для початківців, починаючи з FP. Але ми не збираємося створювати повноцінні додатки, просто випробувавши прості алгоритми.

Як ти гадаєш?

Редагувати: Прочитавши деякі ваші чудові відгуки, я мав би пояснити деякі мої моменти.

У SML немає синтаксичної різниці між визначенням функції в інтерпретаторі та визначенням її у зовнішньому файлі. Скажімо, ви хочете написати факторіальну функцію. У Haskell ви можете помістити це визначення у файл і завантажити в GHCi:

fac 0 = 1
fac n = n * fac (n-1)

Для мене це зрозуміло, стисло і відповідає математичному визначенню в книзі. Але якщо ви хочете написати функцію безпосередньо в GHCi, вам доведеться використовувати інший синтаксис:

let fac 0 = 1; fac n = n * fac (n-1)

Працюючи з інтерактивними перекладачами, з точки зору викладання дуже, дуже зручно, коли студент може використовувати один і той же код як у файлі, так і в командному рядку.

Під "явним підтвердженням функції" я мав на увазі, що після визначення функції SML відразу повідомляє вам назву функції, типи аргументів і тип повернення. У Haskell вам потрібно скористатися :typeкомандою, і тоді ви отримаєте дещо заплутане позначення каррі.

Ще одна крута річ про Haskell - це дійсне визначення функції:

fac 0 = 1
fac (n+1) = (n+1) * fac n

Знову ж таки, це відповідає визначенню, яке вони можуть знайти в підручнику. Не можу цього зробити в SML!

Оскільки я люблю Haskell, ось причини, я би віддав перевагу SML для класу з дискретною математикою та структурами даних (та більшості інших класів для початківців):

• Часові та космічні витрати програм Haskell може бути дуже важко передбачити навіть для експертів. SML пропонує набагато обмеженіші способи продувки машини.

• Синтаксис визначення функції в інтерактивному інтерпретаторі ідентичний синтаксису, який використовується у файлі, тому ви можете вирізати та вставити.

• Хоча перевантаження оператора в SML є абсолютно фіктивним, воно також є простим. Буде важко викладати цілий клас у Хаскеллі, не маючи необхідності потрапляти на курси типу.

• Студент може налагоджувати за допомогою print. (Хоча, як зазначає коментатор, можна отримати майже такий же ефект у Haskell, використовуючи Debug.Trace.trace.)

• Нескінченні структури даних вражають розум людей. Для початківців вам краще дозволити їм визначити тип потоку в комплекті з клітинками ref і thunks, щоб вони знали, як це працює:

  datatype 'a thunk_contents = UNEVALUATED of unit -> 'a
                             | VALUE of 'a
  type 'a thunk = 'a thunk_contents ref
  val delay : (unit -> 'a) -> 'a thunk
  val force : 'a thunk -> 'a
  

  Тепер це вже не магія, і ви можете переходити звідси до потоків (нескінченні списки).

• Макет не такий простий, як у Python, і може заплутати.

Є два місця, де Haskell має перевагу:

• У основному Haskell ви можете написати підпис типу функції безпосередньо перед її визначенням. Це надзвичайно корисно для студентів та інших початківців. Просто не є приємним способом мати справу з підписами типів у SML.

• Haskell має кращий конкретний синтаксис. Синтаксис Haskell є значним покращенням порівняно з синтаксисом ML. Я написав коротку нотатку про те, коли використовувати дужки в програмі ML ; це трохи допомагає.

Нарешті, є меч, який вирізає обидва шляхи:

• За замовчуванням код Haskell є чистим, тому ваші студенти навряд чи випадково натраплять на нечисті конструкції (монада IO, монада штату). Але, тим самим чином, вони не можуть друкувати, і якщо ви хочете зробити введення-виведення, тоді як мінімум ви повинні пояснити doпозначення, і returnце бентежить.

Щодо суміжної теми, ось кілька порад щодо підготовки курсу: не нехтуйте чисто функціональними структурами даних Кріса Окасакі. Навіть якщо у вас немає студентів, якими ви хочете користуватися, ви точно захочете мати копію.

Ми навчаємо Хаскелла на перших курсах нашого університету. Мої почуття щодо цього дещо змішані. З одного боку, викладання Хаскелла на перших курсах означає, що їм не потрібно вивчати імперативний стиль. Haskell може також створити дуже стислий код, який можуть оцінити люди, які раніше мали Java.

Деякі проблеми, які я помічав у студентів, часто мають:

• Спочатку узгодження зразків може бути дещо складним. Спочатку студенти мали проблеми з тим, як пов’язані побудова значень та узгодження зразків. Вони також мали деякі проблеми з розмежуванням абстракцій. Наші вправи включали функції письма, які спрощують арифметичне вираження, і деяким студентам було важко побачити різницю між абстрактним поданням (наприклад, Const 1) та метамовним поданням ( 1).

  Крім того, якщо ваші студенти повинні самі писати функції обробки списків, будьте обережні, вказуючи на різницю між шаблонами

  []
  [x]
  (x:xs)
  [x:xs]
  

  Залежно від того, наскільки функціональному програмуванню ви хочете навчити їх у дорозі, ви можете просто надати їм кілька бібліотечних функцій і дозволити їм пограти з цим.

• Ми не вчили наших студентів про анонімні функції, ми просто розповідали їм про whereпункти. Для деяких завдань це було трохи багатослівно, але в іншому випадку це працювало добре. Ми також не розповідали їм про часткові заявки; це, мабуть, досить легко пояснити в Haskell (завдяки формі письма), тому, можливо, варто їм показати.

• Вони швидко виявили спискові і вважали за краще їх більш високий порядку функції , такі як filter, map, zipWith.

• Я думаю, ми трохи пропустили, навчивши їх, як дозволити їм направляти свої думки за типами. Однак я не зовсім впевнений, корисно це для початківців чи ні.

• Повідомлення про помилки зазвичай не дуже корисні для початківців, їм іноді може знадобитися допомога з ними. Я не пробував сам, але є компілятор Haskell, спеціально орієнтований на новачків, головним чином за допомогою кращих повідомлень про помилки: Гелій

• Для невеликих програм такі речі, як можливі витоки простору, не були проблемою.

Загалом, Haskell - хороша мова викладання, але є кілька підводних каменів. Враховуючи, що студенти почуваються набагато комфортніше при розумінні списків, ніж функції вищого порядку, це може бути аргументом, який вам потрібен. Я не знаю, скільки триває ваш курс і скільки програмування ви хочете їх навчити, але плануйте трохи часу, щоб навчити їх основним поняттям - вони їм знадобляться.

До речі,

# SML має справді інтерактивний інтерпретатор, в якому функції можна як визначати, так і використовувати. У Haskell функції повинні бути визначені в окремому файлі та скомпільовані перед використанням в інтерактивній оболонці.

Є неточним. Використовуйте GHCi:

Prelude> let f x = x ^ 2
Prelude> f 7
49
Prelude> f 2
4

Також є хороші ресурси для Haskell в освіті на haskell.org edu. сторінку, з досвідом від різних викладачів. http://haskell.org/haskellwiki/Haskell_in_education

Нарешті, ви зможете навчити їх багатоядерному паралелізму просто для розваги, якщо скористаєтесь Haskell :-)

Багато університетів викладають Haskell як першу функціональну мову або навіть як першу мову програмування, тому я не думаю, що це буде проблемою.

Виконавши деякі викладання на одному з таких курсів, я не згоден з тим, що можливі плутанини, які ви визначите, є такими ймовірними. Найбільш вірогідними джерелами ранньої плутанини є помилки синтаксичного аналізу, спричинені поганою компоновкою, та загадкові повідомлення про класи класів, коли числові літерали використовуються неправильно.

Я б також не погодився з будь-якою припущенням, що Haskell не рекомендується для початківців, які починають з FP. Це, звичайно, підхід "великого вибуху" таким чином, що суворі мови з мутацією не є, але я думаю, що це дуже вагомий підхід.

• SML має справді інтерактивний інтерпретатор, в якому функції можна як визначати, так і використовувати. У Haskell функції повинні бути визначені в окремому файлі та скомпільовані перед використанням в інтерактивній оболонці.

Хоча обійми можуть мати таке обмеження, GHCi не:

$ ghci
GHCi, version 6.10.1: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Prelude> let hello name = "Hello, " ++ name
Prelude> hello "Barry"
"Hello, Barry"

Є багато причин, чому я віддаю перевагу GHC (i) перед Hugs, це лише одна з них.

• SML дає явне підтвердження аргументу функції та типів повернення в синтаксисі, який легко зрозуміти. Наприклад: val foo = fn: int * int -> int. Явний синтаксис каррі Хаскелла трохи більш тупий, але не зовсім чужий. Наприклад: foo :: Int -> Int -> Int.

SML також має те, що ви називаєте синтаксисом "неявного каррі".

$ sml
Standard ML of New Jersey v110.69 [built: Fri Mar 13 16:02:47 2009]
- fun add x y = x + y;
val add = fn : int -> int -> int

По суті, SML і Haskell приблизно еквівалентні. Я схиляюся до Хаскелла, тому що люблю розуміння списків і нескінченні списки в Хаскелі. Але я переживаю, що велика кількість символів у компактному синтаксисі Хаскелла може викликати проблеми у студентів. З того, що я зібрав, читаючи інші дописи про SO, Haskell не рекомендується для початківців, починаючи з FP. Але ми не збираємося створювати повноцінні додатки, просто випробувавши прості алгоритми.

Мені подобається використовувати Haskell набагато більше, ніж SML, але я все одно вчив би спочатку SML.

• Відправляючи думки номіноло, розуміння списку , здається, сповільнює студентів дістатися до деяких функцій вищого порядку.
• Якщо вам потрібні лінощі та нескінченні списки, корисно реалізувати це явно.
• Оскільки SML ретельно оцінюється, модель виконання набагато легша для сприйняття, і "налагодження через printf" працює набагато краще, ніж у Haskell.
• Система типу SML також простіша. У той час як ваш клас , ймовірно , не використовуватиме їх в будь-якому випадку, класи типів Haskell є ще додатковий удар , щоб отримати більш - змусити їх зрозуміти в 'aпорівнянні з ''aрізницею в SML є досить жорстким.

Більшість відповідей були технічними, але я думаю, ви повинні розглянути хоча б одну, яка не є такою: Haskell (як OCaml), на даний момент, має більшу спільноту, яка використовує її в більш широкому контексті. Також існує велика база даних бібліотек та додатків, написаних для отримання прибутку та розваг у Hackage . Це може бути важливим фактором у тому, щоби деякі з ваших студентів користувалися мовою після закінчення курсу, а, можливо, і спробувати інші функціональні мови (наприклад, Standard ML) пізніше.

Я вражений, що ви не розглядаєте OCaml та F #, враховуючи те, що вони вирішують стільки ваших проблем. Напевно, гідне та корисне середовище для розробки є пріоритетом для учнів? SML на цьому відстає, а F # - набагато попереду всіх інших FPL.

Крім того, як OCaml, так і F # мають розуміння списків.

Хаскелл. Я випереджаю в класі альго / теорії в CS завдяки матеріалам, які я навчився, використовуючи Haskell. Це настільки вичерпна мова, і вона навчить вас тонні CS, просто використовуючи її .

Однак вивчити SML набагато простіше. Haskell має такі особливості, як ледачі структури оцінки та управління, які роблять його набагато потужнішим, але з вартістю крутої (іш) кривої навчання. SML не має такої кривої.

Тим не менш, більшість Haskell вивчали речі з менш наукових / математичних мов, таких як Ruby, ObjC або Python.