निरंतरता-पासिंग शैली (CPS) कंप्यूटर प्रोग्रामिंग में नियंत्रण प्रवाह को संभालने की एक विधि है जिसमें नियंत्रण को फ़ंक्शन पैरामीटर के माध्यम से स्पष्ट रूप से पारित करना शामिल है।
निरंतरता-पारित शैली (CPS) का विकास
निरंतरता-पासिंग शैली की उत्पत्ति सैद्धांतिक कंप्यूटर विज्ञान के विकास में देखी जा सकती है, और निरंतरता की अवधारणा की जड़ें लैम्ब्डा कैलकुलस में हैं। एक वाक्यांश के रूप में "निरंतर-पासिंग शैली" का पहला स्पष्ट उल्लेख और व्यवहार में इसका उपयोग 1960 के दशक में कंप्यूटर वैज्ञानिक क्रिस्टोफर स्ट्रैची द्वारा पेश किया गया था। यह इस अवधि के दौरान था कि वह और उनके सहकर्मी प्रोग्रामिंग भाषाओं के अर्थों को परिभाषित करने के लिए एक रूपरेखा, डेनोटेशनल सेमेन्टिक्स की खोज कर रहे थे।
अनफोल्डिंग कंटिन्यूएशन-पासिंग स्टाइल (CPS)
निरंतरता-पासिंग शैली (CPS) प्रोग्राम संगठन का एक रूप है जिसमें निरंतरता का स्पष्ट उपयोग शामिल है। निरंतरता एक निश्चित समय पर कंप्यूटर प्रोग्राम की स्थिति का प्रतिनिधित्व है, जिसमें कॉल स्टैक और चर के मान शामिल हैं।
CPS में, प्रत्येक फ़ंक्शन को एक अतिरिक्त तर्क प्राप्त होता है, जिसे आमतौर पर "cont" या "k" नाम दिया जाता है, जो प्रोग्राम की निरंतरता को दर्शाता है - फ़ंक्शन द्वारा अपनी गणना समाप्त करने के बाद क्या होना चाहिए। जब फ़ंक्शन ने अपना परिणाम गणना कर लिया है, तो यह इसे सामान्य तरीके से वापस करने के बजाय, निरंतरता में पास करके इस परिणाम को "वापस" करता है।
इस अवधारणा को नियंत्रण प्रवाह को स्पष्ट करने के एक तरीके के रूप में देखा जा सकता है: जब यह समाप्त हो जाता है तो कॉलर को नियंत्रण हस्तांतरित करने के बजाय, एक CPS-फ़ंक्शन निरंतरता को कॉल करके नियंत्रण हस्तांतरित करता है।
निरंतरता-पारित शैली (CPS) की संरचना
पारंपरिक फ़ंक्शन कॉलिंग कन्वेंशन में, जब कोई फ़ंक्शन कॉल किया जाता है, तो यह निष्पादित होता है और कॉलर को रिटर्न वैल्यू के साथ नियंत्रण लौटाता है। हालाँकि, निरंतरता-पासिंग शैली में, नियंत्रण को फ़ंक्शन पैरामीटर के माध्यम से स्पष्ट रूप से पास किया जाता है, जिसे अक्सर "निरंतरता" कहा जाता है।
निरंतरता गणना के शेष भाग का प्रतिनिधित्व करती है। अर्थात, जब कोई फ़ंक्शन निरंतरता प्राप्त करता है, तो वह कुछ ऑपरेशन करता है और फिर परिणाम को प्राप्त निरंतरता में पास करता है। इस प्रकार, निरंतरता-पासिंग शैली में, रिटर्न कभी भी निहित रूप से निष्पादित नहीं होता है।
छद्म भाषा में एक सामान्य CPS फ़ंक्शन इस प्रकार दिखाई दे सकता है:
सीएसएसfunction add(a, b, continuation) {
result = a + b;
continuation(result);
}
यह “add” फ़ंक्शन एक जोड़ ऑपरेशन करता है और फिर परिणाम को निरंतरता में भेजता है।
निरंतरता-पारित शैली (सीपीएस) की मुख्य विशेषताएं
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स्पष्ट नियंत्रण प्रवाह: CPS में, नियंत्रण प्रवाह स्पष्ट है। कोई छिपा हुआ स्टैक ट्रेस नहीं है, और आप कोड में निष्पादन के क्रम को स्पष्ट रूप से देख सकते हैं।
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FLEXIBILITYचूंकि सीपीएस नियंत्रण प्रवाह से गणना को अलग करता है, इसलिए यह नियंत्रण प्रवाह में हेरफेर करने के लिए अधिक लचीलापन देता है।
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नॉन-ब्लॉकिंग ऑपरेशन: CPS नॉन-ब्लॉकिंग या एसिंक्रोनस ऑपरेशन को मैनेज करने में बहुत उपयोगी है। इसका उपयोग कॉलबैक हेल से बचने और नॉन-ब्लॉकिंग कोड में जटिल नियंत्रण प्रवाह परिदृश्यों को प्रबंधित करने के लिए किया जा सकता है।
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टेल कॉल ऑप्टिमाइज़ेशनटेल कॉल ऑप्टिमाइज़ेशन का समर्थन करने वाली भाषाएं CPS से लाभान्वित हो सकती हैं क्योंकि यह सभी कॉल को टेल कॉल में बदल देती है, जो मेमोरी उपयोग के संदर्भ में अधिक कुशल हो सकती है।
निरंतरता-पारित शैली (CPS) के प्रकार
निरंतरता मुख्यतः दो प्रकार की होती है, प्रत्यक्ष शैली और निरंतरता-पासिंग शैलीनीचे दोनों के बीच तुलना दी गई है:
| शैली | विवरण |
|---|---|
| प्रत्यक्ष शैली | प्रत्यक्ष शैली में, एक फ़ंक्शन अपना निष्पादन पूरा करता है और कॉलिंग फ़ंक्शन को नियंत्रण लौटाता है। वापसी मूल्य अक्सर एक गणना परिणाम होता है। |
| निरंतरता-पासिंग शैली | सीपीएस में, फ़ंक्शन एक अतिरिक्त तर्क, निरंतरता प्राप्त करता है, और परिणाम को इस निरंतरता में पास करता है। नियंत्रण प्रवाह स्पष्ट है। |
उपयोग, समस्याएँ और समाधान
सीपीएस का उपयोग मुख्यतः कार्यात्मक प्रोग्रामिंग भाषाओं और अतुल्यकालिक परिचालनों के प्रबंधन में होता है।
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एसिंक्रोनस जावास्क्रिप्टजावास्क्रिप्ट, खास तौर पर Node.js में, एसिंक्रोनस नॉन-ब्लॉकिंग ऑपरेशन को मैनेज करने के लिए CPS का इस्तेमाल करता है। जावास्क्रिप्ट में कॉलबैक CPS के उदाहरण हैं।
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कार्यात्मक प्रोग्रामिंगस्कीम और हास्केल जैसी भाषाएं लूप और अपवाद प्रबंधन जैसी नियंत्रण संरचनाओं को संभालने के लिए CPS का उपयोग करती हैं।
हालाँकि, सीपीएस से कुछ समस्याएं उत्पन्न हो सकती हैं:
- पठनीयतासीपीएस के कारण कभी-कभी ऐसा कोड तैयार हो जाता है जिसे कॉलबैक नरक के कारण पढ़ना और समझना कठिन हो जाता है, विशेष रूप से यदि बहुत सारे नेस्टेड कॉलबैक हों।
- क्षमता: सीपीएस रूपांतरण अतिरिक्त पैरामीटर्स और फ़ंक्शन कॉल के कारण कोड के आकार को संभावित रूप से बढ़ा सकता है।
इन समस्याओं के समाधान इस प्रकार हैं:
- उपयोग वादे या async/प्रतीक्षा करें कॉलबैक नरक से बचने और पठनीयता में सुधार करने के लिए जावास्क्रिप्ट में।
- टेल-कॉल ऑप्टिमाइजेशन का समर्थन करने वाली प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करने से दक्षता संबंधी चिंताओं को कम किया जा सकता है।
तुलना
यहां अन्य प्रोग्रामिंग प्रतिमानों के साथ सीपीएस की तुलना दी गई है:
| प्रोग्रामिंग प्रतिमान | बहाव को काबू करें | उदाहरण |
|---|---|---|
| निरंतरता-पारित शैली (CPS) | स्पष्ट, निरंतरता के साथ। | नॉन-ब्लॉकिंग/एसिंक्रोनस ऑपरेशन, टेल कॉल ऑप्टिमाइजेशन। |
| प्रत्यक्ष शैली | अंतर्निहित, फ़ंक्शन कॉलर को वापस लौटता है। | तुल्यकालिक/अवरुद्ध परिचालन. |
| कोरोउटिन | कार्यों को रोकने और निष्पादन पुनः आरंभ करने की अनुमति देकर सहयोगात्मक रूप से बहुकार्य करें। | जटिल नियंत्रण प्रवाह, सहकारी मल्टीटास्किंग। |
आगामी दृष्टिकोण
सीपीएस एसिंक्रोनस कोड की संरचना में एक आवश्यक भूमिका निभाता है, खासकर जावास्क्रिप्ट में। async/await की शुरूआत, जो कि Promises पर वाक्यविन्यासीय शुगर है, को पारंपरिक CPS पर एक विकास के रूप में देखा जा सकता है, जो बेहतर वाक्यविन्यास प्रदान करता है और कॉलबैक नरक से बचता है।
जैसे-जैसे वेब और सर्वर अनुप्रयोग अधिक जटिल होते जा रहे हैं और समवर्तीता अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही है, CPS और अन्य अतुल्यकालिक प्रोग्रामिंग प्रतिमान और भी अधिक महत्वपूर्ण होने की संभावना है। इन प्रतिमानों का बेहतर समर्थन करने के लिए प्रोग्रामिंग भाषाओं और रनटाइम सिस्टम को बेहतर बनाने के लिए अनुसंधान जारी है।
प्रॉक्सी सर्वर और सीपीएस
प्रॉक्सी सर्वर अन्य सर्वर से संसाधन प्राप्त करने वाले क्लाइंट के अनुरोधों के लिए मध्यस्थ के रूप में कार्य करते हैं। समवर्ती क्लाइंट अनुरोधों को संभालते समय, प्रॉक्सी सर्वर इन अनुरोधों को बिना रोके प्रबंधित करने के लिए CPS या इसी तरह के एसिंक्रोनस प्रोग्रामिंग प्रतिमानों का उपयोग कर सकता है, जिससे थ्रूपुट और प्रदर्शन में सुधार होता है।
