Gaya hantaran berterusan (CPS)

Gaya laluan berterusan (CPS) ialah kaedah pengendalian aliran kawalan dalam pengaturcaraan komputer yang melibatkan penghantaran kawalan secara eksplisit melalui parameter fungsi.

Evolusi Gaya Lulus Berterusan (CPS)

Asal-usul gaya lulus-sambungan boleh dikesan kembali kepada perkembangan sains komputer teori, dan konsep sambungan itu sendiri mempunyai akar dalam kalkulus lambda. Sebutan eksplisit pertama "Gaya terusan-lulus" sebagai frasa dan penggunaannya dalam amalan telah diperkenalkan oleh saintis komputer Christopher Strachey pada tahun 1960-an. Dalam tempoh inilah dia dan rakan-rakannya meneroka semantik denotasi, rangka kerja untuk mentakrifkan makna bahasa pengaturcaraan.

Gaya Lulus Sambungan (CPS)

Gaya laluan berterusan (CPS) ialah satu bentuk organisasi program yang melibatkan penggunaan sambungan yang jelas. Sambungan ialah perwakilan keadaan program komputer pada satu masa tertentu, termasuk timbunan panggilan dan nilai pembolehubah.

Dalam CPS, setiap fungsi menerima hujah tambahan, biasanya dinamakan "samb" atau "k", yang mewakili kesinambungan atur cara-apa yang sepatutnya berlaku selepas fungsi selesai pengiraannya. Apabila fungsi telah mengira hasilnya, ia "mengembalikan" hasil ini dengan menghantarnya ke sambungan, bukannya mengembalikannya dengan cara biasa.

Konsep ini boleh dilihat sebagai satu cara untuk membuat aliran kawalan jelas: bukannya memberikan kawalan secara tersirat kepada pemanggil apabila ia selesai, fungsi CPS melepasi kawalan dengan memanggil sambungan.

Struktur Gaya Lulus Sambungan (CPS)

Dalam konvensyen panggilan fungsi tradisional, apabila fungsi dipanggil, ia melaksanakan dan mengembalikan kawalan kepada pemanggil dengan nilai pulangan. Walau bagaimanapun, dalam gaya hantaran kesinambungan, kawalan dihantar secara eksplisit melalui parameter fungsi, sering disebut sebagai "sambungan".

Sambungan mewakili pengiraan yang lain. Iaitu, apabila fungsi menerima kesinambungan, ia melakukan beberapa operasi dan kemudian menghantar hasilnya kepada kesinambungan yang diterima. Oleh itu, dalam gaya hantaran berterusan, pulangan tidak pernah dilakukan secara tersirat.

Fungsi CPS biasa dalam bahasa pseudo mungkin kelihatan seperti:

cssSalin kod
function add(a, b, continuation) {
    result = a + b;
    continuation(result);
}

Fungsi "tambah" ini menjalankan operasi tambah dan kemudian menyerahkan hasilnya kepada sambungan.

Ciri-ciri Utama Gaya Lulus Berterusan (CPS)

1. Aliran Kawalan Eksplisit: Dalam CPS, aliran kawalan adalah eksplisit. Tiada kesan tindanan tersembunyi dan anda boleh melihat susunan pelaksanaan dengan jelas dalam kod.

2. Fleksibiliti: Memandangkan CPS memisahkan pengiraan daripada aliran kawalan, ia memberikan lebih fleksibiliti untuk memanipulasi aliran kawalan.

3. Operasi Tidak Menghalang: CPS sangat berguna dalam menguruskan operasi tidak menyekat atau tak segerak. Ia boleh digunakan untuk mengelakkan panggilan balik neraka dan mengurus senario aliran kawalan yang kompleks dalam kod tidak menyekat.

4. Pengoptimuman Panggilan Ekor: Bahasa yang menyokong pengoptimuman panggilan ekor boleh mendapat manfaat daripada CPS kerana ia mengubah semua panggilan menjadi panggilan ekor, yang boleh menjadi lebih cekap dari segi penggunaan memori.

Jenis Gaya Lulus Sambungan (CPS)

Terdapat terutamanya dua jenis sambungan, gaya langsung dan gaya hantaran berterusan. Di bawah adalah perbandingan antara keduanya:

Penggunaan, Masalah dan Penyelesaian

CPS mendapati penggunaannya kebanyakannya dalam bahasa pengaturcaraan berfungsi dan dalam mengurus operasi tak segerak.

1. JavaScript tak segerak: JavaScript, terutamanya dalam Node.js, menggunakan CPS untuk mengurus operasi tidak menyekat tak segerak. Panggilan balik dalam JavaScript adalah contoh CPS.

2. Pengaturcaraan Berfungsi: Bahasa seperti Skim dan Haskell menggunakan CPS untuk mengendalikan struktur kawalan seperti gelung dan pengendalian pengecualian.

Walau bagaimanapun, CPS boleh membawa kepada beberapa masalah:

• Kebolehbacaan: CPS kadangkala boleh membawa kepada kod yang sukar dibaca dan difahami kerana panggilan balik neraka, terutamanya jika terdapat banyak panggilan balik bersarang.
• Kecekapan: Transformasi CPS berpotensi meningkatkan saiz kod disebabkan oleh parameter tambahan dan panggilan fungsi.

Penyelesaian untuk masalah ini ialah:

• guna Janji atau async/menunggu dalam JavaScript untuk mengelakkan panggilan balik neraka dan meningkatkan kebolehbacaan.
• Menggunakan bahasa pengaturcaraan yang menyokong pengoptimuman panggilan ekor boleh mengurangkan kebimbangan kecekapan.

Perbandingan

Berikut ialah perbandingan CPS dengan paradigma pengaturcaraan lain:

Perspektif Masa Depan

CPS terus memainkan peranan penting dalam menstruktur kod tak segerak, terutamanya dalam JavaScript. Pengenalan async/wait, iaitu gula sintaksis atas Janji, boleh dilihat sebagai perkembangan berbanding CPS tradisional, memberikan sintaks yang lebih baik dan mengelakkan panggilan balik neraka.

Apabila aplikasi web dan pelayan menjadi lebih kompleks dan konkurensi menjadi lebih penting, CPS dan paradigma pengaturcaraan tak segerak yang lain mungkin menjadi lebih penting. Terdapat penyelidikan berterusan dalam menambah baik bahasa pengaturcaraan dan sistem masa jalan untuk menyokong paradigma ini dengan lebih baik.

Pelayan Proksi dan CPS

Pelayan proksi bertindak sebagai perantara untuk permintaan daripada pelanggan yang mencari sumber daripada pelayan lain. Apabila mengendalikan permintaan pelanggan serentak, pelayan proksi mungkin menggunakan CPS atau paradigma pengaturcaraan tak segerak yang serupa untuk mengurus permintaan ini tanpa menyekat, sekali gus meningkatkan daya pengeluaran dan prestasi.

Pautan Berkaitan

1. Gaya hantaran kesinambungan di Wikipedia
2. Seni Penerus
3. Sejarah Haskell: Menjadi Malas Dengan Kelas