動的プログラミング言語

動的プログラミング言語は、実行時にさまざまな操作を決定して実行できるプログラミング言語の一種です。これはコンパイルフェーズとは異なります。変数、メソッド呼び出し、またはデータ型に関する重要な決定は、コンパイル時に構造と型が固定される静的言語とは異なり、プログラムの実行時に行われます。動的言語は柔軟性を提供します。これにより、開発者はより適応性の高い簡潔なコードを作成できます。

たとえば、動的言語では、変数は整数として開始できます。その後、明示的な型宣言なしで文字列を保持するように再割り当てできます。動的型付けのこの機能により、より柔軟で制限の少ないコーディングが可能になります。開発者は、言語の制約ではなく、ロジックと機能に集中できます。

実装

評価

一部の動的言語ではeval関数が提供されています。この関数は、言語のコードを含む文字列または抽象構文木を受け取り、それを実行します。このコードが式を表す場合は、結果の値が返されます。Erik Meijerと Peter Drayton は、eval によって提供される実行時コード生成を共有ライブラリによって提供される動的ロードと区別し、多くの場合、eval は高階関数(関数を文字列として渡す) または逆シリアル化を実装するためだけに使用されていると警告しています。^[1]

オブジェクト実行時の変更

動的言語では、型またはオブジェクトシステムは通常、実行時に変更できます。これは、実行時定義から、または既存の型またはオブジェクトのミックスインに基づいて新しいオブジェクトを生成することを意味します。これは、継承または型ツリーを変更し、既存の型の動作方法 (特にメソッドの呼び出しに関して) を変更することも意味します。

型推論

多くの動的言語には動的型システムが付属しているため、内部解釈のための値に基づく実行時の型の推論は共通のタスクです。値の型は解釈中に変化する可能性があるため、アトミック操作を実行する際に頻繁に使用されます。

可変メモリ割り当て

静的プログラミング言語では、開発者は（間接的に）コンパイル前に使用するメモリのサイズを定義する必要があります（ポインターロジックで回避しない限り）。オブジェクトのランタイム変更に合わせて、動的言語ではプログラムの個々の操作に基づいて暗黙的にメモリを（再）割り当てする必要があります。

反射

リフレクションは多くの動的言語で一般的であり、通常はジェネリックデータまたはポリモーフィックデータの型とメタデータの分析を伴います。ただし、Lisp がS 式の分析で提供する機能のように、プログラムコードをデータとして完全に評価および変更することも含まれる場合があります。

マクロ

限られた数の動的プログラミング言語が、マクロと呼ばれる機能で、コードイントロスペクション(クラス、関数、キーワードを調べて、それらが何であるか、何を行うか、何を知っているかを知る機能) と eval を組み合わせた機能を提供します。マクロという用語を知っている今日のプログラマーのほとんどは、CまたはC++でマクロに遭遇しており、そこでは言語の小さなサブセットに組み込まれた静的機能であり、プログラムのテキストの文字列置換のみが可能です。ただし、動的言語では、マクロはコンパイラの内部動作へのアクセスと、インタープリタ、仮想マシン、またはランタイムへの完全なアクセスを提供し、コードを最適化したり、言語の構文や文法を変更したりできる言語のような構造を定義できます。

アセンブリ、C、C++、初期のJava、およびFortran は、通常このカテゴリには当てはまりません。^{[説明が必要]}

サンプルコード

次の例は、 Common Lisp言語とそのCommon Lisp オブジェクトシステム(CLOS) を使用した動的機能を示しています。

実行時のコードの計算と遅延バインディング

この例では、計算されたソースコードから実行時に関数を変更する方法を示しています。

; ソースコードは変数
CL-USERのデータとして保存されます> ( defparameter *best-guess-formula* ' ( lambda ( x ) ( * x x 2.5 ))) *BEST-GUESS-FORMULA*         


; コードから関数が作成され、実行時にコンパイルされると、関数は best-guess という名前で利用可能になります
CL-USER > ( compile 'best-guess *best-guess-formula* ) # <Function 15 40600152F4>     
  

; 関数は
CL-USER > ( best-guess 10.3 ) 265.225と呼ばれる   


; ソースコードは実行時に改善される可能性があります
CL-USER > ( setf *best-guess-formula* ` ( lambda ( x ) , ( list 'sqrt ( third *best-guess-formula* )))) ( LAMBDA ( X ) ( SQRT ( * X X 2.5 )))         
      

; 関数の新しいバージョンがコンパイルされています
CL-USER > ( compile 'best-guess *best-guess-formula* ) # <Function 16 406000085C>    
  

; 次の呼び出しは、遅延バインディングの機能である新しい関数を呼び出します
CL-USER > ( best-guess 10.3 ) 16.28573

オブジェクト実行時の変更

この例では、クラスが変更されたときに既存のインスタンスを変更して新しいスロットを含める方法と、既存のメソッドを新しいバージョンに置き換える方法を示します。

; 人クラス。人には名前があります。
CL-USER > ( defclass person () (( name :initarg :name ))) # <STANDARD-CLASS PERSON 4020081FB3>       
  

; クラス person のオブジェクトのカスタム印刷方法
CL-USER > ( defmethod print-object (( p person ) stream ) ( print-unreadable-object ( p stream :type t ) ( format stream "~a" ( slot-value p 'name )))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT NIL ( PERSON T ) 4020066E5B>      
                
                   
     

; 人物インスタンスの一例
CL-USER > ( setf *person-1* ( make-instance 'person :name "Eva Luator" )) # <PERSON Eva Luator>       
  

; クラス person は 2 番目のスロットを取得します。次に、スロット name と age を持ちます。
CL-USER > ( defclass person () (( name :initarg :name ) ( age :initarg :age :initform :unknown ))) # <STANDARD-CLASS PERSON 4220333E23>            
  

; オブジェクトを印刷するためのメソッドを更新
CL-USER > ( defmethod print-object (( p person ) stream ) ( print-unreadable-object ( p stream :type t ) ( format stream "~a age: ~" ( slot-value p 'name ) ( slot-value p 'age )))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT NIL ( PERSON T ) 402022ADE3>      
                
                      
     

; 既存のオブジェクトが変更され、追加のスロットと新しい印刷メソッドが追加されました
CL-USER > *person-1* # <PERSON Eva Luator age: UNKNOWN>  
    


; インスタンスCL-USERの新しい年齢スロットを設定できます> ( setf ( slot-value *person-1* 'age ) 25 ) 25      


; オブジェクトが更新されました
CL-USER > *person-1* # <PERSON Eva Luator age: 25>

let foo = 42; // foo は数値になりました foo = "bar"; // foo は文字列になりました foo = true; // foo はブール値になりました

インスタンスのクラスに基づいて実行時にコードを組み立てる

次の例では、クラスperson に新しいスーパークラスが追加されます。printメソッドは、複数のメソッドを有効なメソッドにアセンブルするように再定義されます。有効なメソッドは、引数のクラスと実行時に使用可能で適用可能なメソッドに基づいてアセンブルされます。

; クラス person 
CL-USER > ( defclass person () (( name :initarg :name ))) # <STANDARD-CLASS PERSON 4220333E23>       
  

; 人物は名前だけを出力します
CL-USER > ( defmethod print-object (( p person ) stream ) ( print-unreadable-object ( p stream :type t ) ( format stream "~a" ( slot-value p 'name )))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT NIL ( PERSON T ) 40200605AB>      
                
                   
     

; 人インスタンス
CL-USER > ( defparameter *person-1* ( make-instance 'person :name "Eva Luator" )) *PERSON-1*       


; 人物インスタンスを表示
CL-USER > *person-1* # <PERSON Eva Luator>  
  

; ここで、print メソッドを拡張可能に再定義します
。around メソッドは print メソッドのコンテキストを作成し、次のメソッドを呼び出します
CL-USER > ( defmethod print-object :around (( p person ) stream ) ( print-unreadable-object ( p stream :type t ) ( call-next-method ))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT ( :AROUND ) ( PERSON T ) 4020263743>       
                
              
     

; プライマリメソッドは名前
CL-USERを出力します> ( defmethod print-object (( p person ) stream ) ( format stream "~a" ( slot-value p 'name ))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT NIL ( PERSON T ) 40202646BB>      
                 
     

; 新しいクラス id-mixin は id を提供します
CL-USER > ( defclass id-mixin () (( id :initarg :id ))) # <STANDARD-CLASS ID-MIXIN 422034A7AB>       
  

; print メソッドは id スロットの値を印刷するだけです
CL-USER > ( defmethod print-object :after (( object id-mixin ) stream ) ( format stream " ID: ~a" ( slot-value object 'id ))) # <STANDARD-METHOD PRINT-OBJECT ( :AFTER ) ( ID-MIXIN T ) 4020278E33>       
               
     

; ここで、クラス person を再定義して、mixin id-mixin 
CL-USER 241を含めます> ( defclass person ( id-mixin ) (( name :initarg :name ))) # <STANDARD-CLASS PERSON 4220333E23>        
  

; 既存のインスタンス *person-1* に新しいスロットが追加され、それを 42 に設定しました
CL-USER 242 > ( setf ( slot-value *person-1* 'id ) 42 ) 42       


; オブジェクトを再度表示します。print-object 関数には、3 つのメソッド (around メソッド、primary メソッド、after メソッド) を呼び出す有効なメソッドが追加されました。CL 
-USER 243 > *person-1* # <PERSON Eva Luator ID: 42>

例

人気のある動的プログラミング言語には、JavaScript、Python、Ruby、PHP、Lua、Perl などがあります。一般的に動的言語と見なされるのは次の言語です。

参照

参考文献

^ マイヤー、エリック、ピーター・ドレイトン (2005)、「可能な場合は静的型付け、必要な場合は動的型付け: プログラミング言語間の冷戦の終結」(PDF)、Microsoft Corporation、CiteSeerX 10.1.1.69.5966
^ 第24章動的言語サポート。Static.springsource.org。2013年7月17日閲覧。
^ < 「Groovy - Home」。2014年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月2日閲覧。

さらに読む

Tratt, Laurence (2009). 動的型付け言語. コンピュータの進歩. 第 77 巻. pp. 149– 184. doi :10.1016/s0065-2458(09)01205-4. ISBN 9780123748126。

外部リンク

(多くの人が「スクリプト言語」という用語を使用します。)

Prechelt, Lutz (2002 年 8 月 18 日)。「スクリプト言語は何か良いものか? Perl、Python、Rexx、Tcl と C、C++、Java の検証」(PDF)。Advances in Computers。57: 205– 270。doi : 10.1016 / S0065-2458 ( 03 ) 57005- X。ISBN 9780120121571. ISSN 0065-2458 . 2020年7月27日閲覧。
Bezroukov, Nikolai (2013). 「スクリプト言語に対するやや懐疑的な見方」Softpanorama (2.1 版) . 2020 年 7 月 27 日閲覧。
Wall, Larry (2007 年 12 月 6 日)。プログラミングは難しい、スクリプトを書こう... (スピーチ)。State of the Onion 11。Perl.com。2020年 7 月 27 日閲覧。
Roth, Gregor (2007 年 11 月 20 日)。「Java プラットフォームでのスクリプト作成」。JavaWorld。2020年 7 月 27 日閲覧。
Ousterhout, John K. (1998 年 3 月). 「スクリプティング: 21 世紀の高水準プログラミング」(PDF) . Computer . 第 31 巻、第 3 号。pp. 23– 30。doi : 10.1109/2.660187。ISSN 0018-9162。2020年 7 月 27 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2020年 7 月 27日閲覧。
「 ActiveStateが動的言語への注力を発表」。ActiveState 。2004 年 7 月 26 日。2020年 7 月 27 日閲覧。
- Ascher, David (2004 年 7 月 27 日)。「動的言語 - 設計により、次の課題に対応」(PDF)。ホワイトペーパー。ActiveState。2008年 11 月 18 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。
- Ascher, David (2004 年 7 月 27 日)。「動的言語 - 設計により、次の課題に対応」。ホワイトペーパー。ActiveState。2008年12 月 8 日にオリジナルからアーカイブ。

[1] マイヤー、エリック、ピーター・ドレイトン (2005)、「可能な場合は静的型付け、必要な場合は動的型付け: プログラミング言語間の冷戦の終結」(PDF)、Microsoft Corporation、CiteSeerX 10.1.1.69.5966

[2] 第24章動的言語サポート。Static.springsource.org。2013年7月17日閲覧。

[3] < 「Groovy - Home」。2014年3月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月2日閲覧。