imported>Lê Lợi (bot): Автодевикификация Шаблон:Языки программирования.

2025-12-03T11:42:25Z

Автодевикификация Шаблон:Языки программирования.

Новая страница

{{Парадигмы программирования}}
{{Карточка языка программирования
|name = Рефал
|semantics = [[функциональное программирование|функциональный]] / [[сентенциальное программирование|сентенциальный]]
|class= зависит от реализации
|year = 1966
|designer = [[Турчин, Валентин Фёдорович|Валентин Турчин]]
|typing = [[Система типов#Типизированные и бестиповые языки|бестиповый]]
|implementations =
|dialects = РЕФАЛ-2, РЕФАЛ-5, РЕФАЛ+, РЕФАЛ-0
}}
'''Рефал''' (акроним от слов «рекурсивных функций алгоритмический») — один из старейших [[функциональное программирование|функциональных языков программирования]], ориентированный на [[символьные вычисления]]: обработку символьных строк (например, алгебраические выкладки); перевод с одного языка (искусственного или естественного) на другой; решение проблем, связанных с [[искусственный интеллект|искусственным интеллектом]]. Соединяет в себе математическую простоту с практической направленностью на написание больших и сложных программ.

Отличительной чертой языка является использование [[сопоставление с образцом|сопоставления с образцом]] и [[Переписывание|переписывания термов]] как основного способа определения функций.

== Основные принципы ==
Программа на Рефале может состоять из одного или нескольких модулей (файлов), каждый из которых, в свою очередь, состоит из ''функций''.

Рефал-функция — упорядоченный набор предложений, состоящих из образца и шаблона. На вход функции подаётся некоторое выражение; вычисление функции состоит в сопоставлении выражения поочерёдно образцам, взятым из первого, второго и дальнейших предложений. Если очередное сопоставление проходит успешно, то на основании шаблона, взятого из того же предложения, формируется новое рефал-выражение, которое и будет результатом функции. В случае, если ни с одним из имеющихся образцов аргумент функции сопоставить не удалось (неуспех), фиксируется ошибка (аварийно завершается вся программа). Во избежание этого часто в конце функции помещают предложение, с образцом которого можно сопоставить вообще произвольное выражение. В некоторых современных реализациях Рефала (например, Рефал+) неуспех любого выражения функции вместо ошибки порождает неуспех самой функции.

Выражения языка Рефал представляют собой последовательности термов, в качестве которых могут выступать:
* обыкновенные символы (буквы, цифры, некоторые спецсимволы), которые в зависимости от диалекта требуется или не требуется заключать в апострофы или кавычки;
* символы-метки (идентификаторы, конкретная запись которых варьируется в зависимости от диалекта языка; так, в Рефале-5 идентификатором может служить произвольная последовательность латинских букв и цифр, начинающаяся с буквы);
* макроцифры — цифровая запись неотрицательных целых чисел, не превышающих предельное значение;
* числа с плавающей точкой;
* рефал-переменные одного из нескольких предопределённых типов;
* произвольное выражение, заключённое в круглые скобки (в документации по Рефалу такой терм называется выражением в структурных скобках);
* произвольное выражение, заключённое в «угловые» скобки и означающее вызов функции (такой терм называется активным выражением).

В зависимости от ситуации на выражение могут быть наложены ограничения; так, в образцах запрещено использовать выражения, содержащие угловые скобки, а в «поле зрения» рефал-машины не могут присутствовать переменные.

Рефал-переменные используются в образцах и в зависимости от своего типа могут сопоставляться одному символу (то есть любому терму, кроме выражения в структурных скобках), одному терму (произвольному), либо произвольному выражению (то есть последовательности термов произвольной длины). Соответствующие типы переменных называются S-переменными, T-переменными и E-переменными. В диалекте Рефал-2 поддерживались ещё и V-переменные, сопоставляемые произвольному непустому выражению; в современных диалектах такие переменные не поддерживаются.

Семантика Рефала описывается в терминах [[виртуальная машина|виртуальной машины]], называемой «рефал-машина» или «рефал-автомат». Машина имеет «поле зрения», в котором может находиться произвольное рефал-выражение, не содержащее рефал-переменных.

Выполнение программы состоит из шагов рефал-автомата, на каждом из которых выполняется применение функции к выражению. Для этого рефал-машина отыскивает в своём поле зрения самое левое из самых внутренних активных выражений; иначе говоря, отыскиваются парные угловые скобки, не содержащие других угловых скобок, а если таких пар имеется несколько, выбирается та из них, которая текстуально в поле зрения находится левее остальных. Первый терм выражения, заключённого в угловые скобки, должен представлять собой символ-метку, служащую именем функции; оставшаяся часть выражения используется как аргумент функции.

Среди предложений, составляющих функцию, находится первое такое, образец которого можно сопоставить с аргументом функции; в ходе сопоставления приписываются значения переменным, содержащимся в образце. Затем шаблон, взятый из того же предложения, берётся за основу для формирования результата вычисления функции; попросту говоря, результатом объявляется выражение, полученное из шаблона заменой переменных на их значения. Шаблон может содержать только переменные, имеющиеся в образце; таким образом, все переменные, входящие в шаблон, окажутся при формировании результата заменены на соответствующие выражения, и результат уже содержать переменные не будет. С другой стороны, шаблон вполне может содержать выражения в угловых скобках.

В завершение шага рефал-автомат заменяет в своём поле зрения только что вычисленное активное выражение (включая ограничивающие его угловые скобки) на полученный в ходе вычисления функции результат. Количество угловых скобок, находящихся в поле зрения рефал-машины, может при этом возрасти.

Выполнение программы заканчивается, когда в поле зрения рефал-машины не окажется больше угловых скобок. Выражение, содержащееся в этот момент в поле зрения, объявляется ''результатом'' выполнения рефал-программы.

== Пример исполнения ==
Функция:
Palindrom {
s.1 e.2 s.1 = <Palindrom e.2>;
s.1 = True;
/* пусто */ = True;
e.1 = False;
}
анализирует выражение и возвращает в качестве результата символ-метку <code>True</code>, если выражение является палиндромом, и <code>False</code> в противном случае. Функция имеет имя <code>Palindrom</code>. Поясним, что <code>s.1</code> — это переменная S-типа, <code>e.1</code> и <code>e.2</code> — переменные E-типа. Таким образом, тело функции состоит из четырёх предложений, первое из которых сработает, если аргумент функции представляет собой выражение, начинающееся и заканчивающееся одним и тем же символом; второе будет использоваться, если аргумент состоит ровно из одного символа; третье задействуется для пустого аргумента и, наконец, четвёртое подойдёт для всех остальных случаев.

Шаблон в первом предложении содержит активное выражение, представляющее собой рекурсивный вызов функции <code>Palindrom</code>. Это отражает тот факт, что, если первый и последний символы совпали, их можно отбросить и проверить на палиндромичность остаток выражения.

Пусть в поле зрения рефал-автомата оказалось следующее активное выражение:
<Palindrom 'abcba'>
Тогда выполнение будет состоять из трёх шагов, после которых в поле зрения будут находиться следующие выражения:
<Palindrom 'bcb'>
<Palindrom 'c'>
True
На первых двух шагах использовалось первое предложение, на последнем шаге — второе. Поскольку после третьего шага поле зрения больше не содержит угловых скобок, работа рефал-автомата на этом завершается.

== История ==
Первая версия языка была создана в [[1966 год]]у [[Турчин, Валентин Фёдорович|Валентином Турчиным]] в качестве [[метаязык]]а для описания семантики других языков. Впоследствии, в результате появления достаточно эффективных реализаций на ЭВМ, он стал находить практическое использование в качестве языка программирования{{Нет АИ|20|6|2015}}.

В настоящее время основными диалектами языка являются РЕФАЛ-2 ([[1970-е]]), РЕФАЛ-5 ([[1985]]) и РЕФАЛ+ ([[1990]]), отличающиеся друг от друга деталями синтаксиса и набором «дополнительных средств», расширяющих первоначальный вариант.

== Примеры программ ==
Следующая программа на диалекте Рефал-5 обращает и печатает подаваемую на вход строку данных:

<pre>
$ENTRY Go
{
= <Prout <Reverse <Card>>>;
}

Reverse
{
e.Text = <DoReverse () e.Text>;
}

DoReverse
{
(e.Scanned) = e.Scanned;
(e.Scanned) s.Next e.Tail = <DoReverse (s.Next e.Scanned) e.Tail>;
}
</pre>

Эту же программу можно записать иначе:

<pre>
$ENTRY Go
{
= <Prout <Reverse <Card>>>;
}

Reverse
{
/* Если строка не пустая, то переносим первый символ в конец */
s.First e.Tail = <Reverse e.Tail> s.First;

/* Обработка пустой строки */
/* пусто */ = /* пусто */;
}
</pre>

Следующая программа на диалекте Рефал-5 получает на входе строку данных, представляющую собой десятичное представление некоторого натурального числа N, после чего вычисляет и печатает [[Числа Фибоначчи|число Фибоначчи]] с номером N:

<pre>
$ENTRY Go
{
= <Prout <Symb <FN <Numb <Card>>>>;
}

FN
{
/* Вызов вспомогательной функции, реализующей остаточно-рекурсивный цикл. */
s.Number = <DoFN s.Number 0 1>;
}

/*
Функция реализует остаточно-рекурсивный цикл.
Инвариант цикла <DoFN s.Counter s.Current s.Next>
s.Counter -- число оставшихся итераций.
s.Current -- число Фибоначчи, соответствующее текущей итерации.
s.Next -- значение числа Фибоначчи на следующией итерации.
*/
DoFN
{
0 s.Current s.Next = s.Current;
s.Counter s.Current s.Next =
<DoFN <Sub s.Counter 1> s.Next <Add s.Current s.Next>>;
}
</pre>

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* ''Турчин В. Ф.'' Алгоритмический язык рекурсивных функций (РЕФАЛ). — М.: [[ИПМ АН]] СССР, 1968.
* ''Романенко С. А., Турчин В. Ф.'' РЕФАЛ-компилятор // Труды 2-й Всесоюзной конференции по программированию. — Новосибирск: ВЦ СО АН, 1970.
* ''Романенко С. А.'' Реализация Рефала-2. — М.: ИПМ АН СССР, 1987.
* {{статья
| автор = Смирнов В. К.
| заглавие = Аппаратная реализация языка Рефал в ИПМ им.М.В.Келдыша
| ссылка = http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2003-99
| язык = ru
| издание = Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша
| тип =
| год = 2003
| номер = 99
| страницы = 1—21
}}
* {{книга
|автор = Гурин Р. Ф., Романенко С. А.
|заглавие = Язык программирования Рефал Плюс
|ответственный =
|ссылка =
|место = Переславль
|издательство = Университет города Переславля
|год = 2006
|том =
|страниц = 13
|страницы =
|isbn = 5-901795-08-3
}}

== Ссылки ==
* [http://www.refal.net/ Сайт Рефал-сообщества]
* [http://www.refal.ru/ Содружество «РЕФАЛ/Суперкомпиляция»]
* [http://wiki.botik.ru/Refaldevel/ wiki-сайт, посвящённый развитию языка]
* [https://web.archive.org/web/20101009092138/http://ulm.uni.udm.ru/~soft/wiki/doku.php?id=refal-5:korsa Самостоятельное изучение Рефала-5. Взгляд студента]

[[Категория:Языки сентенциального программирования]]

Рефал - История изменений

imported>Lê Lợi (bot): Автодевикификация Шаблон:Языки программирования.