Devam-geçiş stili (CPS), bilgisayar programlamada kontrolün açıkça bir işlev parametresi aracılığıyla iletilmesini içeren kontrol akışını yönetme yöntemidir.
Devamlı Geçiş Tarzının Evrimi (CPS)
Devamlılık-geçiş stilinin kökenleri teorik bilgisayar biliminin gelişimine kadar uzanabilir ve süreklilik kavramının kökleri lambda hesabına dayanır. “Devam-geçiş tarzı”nın bir tabir olarak ilk kez açıkça belirtilmesi ve uygulamadaki kullanımı 1960'lı yıllarda bilgisayar bilimcisi Christopher Strachey tarafından ortaya atılmıştır. Bu dönemde kendisi ve meslektaşları, programlama dillerinin anlamlarını tanımlamaya yönelik bir çerçeve olan anlamsal anlambilimi araştırıyorlardı.
Açılan Devam-Geçiş Stili (CPS)
Devam-geçiş stili (CPS), devamların açık kullanımını içeren bir program düzenleme biçimidir. Devam, çağrı yığını ve değişken değerleri de dahil olmak üzere, bir bilgisayar programının belirli bir andaki durumunun temsilidir.
CPS'de her fonksiyon, programın devamını temsil eden, genellikle "cont" veya "k" olarak adlandırılan ekstra bir argüman alır; fonksiyon hesaplamasını tamamladıktan sonra ne olması gerektiğini belirtir. Fonksiyon sonucunu hesapladığında, bu sonucu her zamanki gibi döndürmek yerine, devamına ileterek "döndürür".
Konsept, kontrol akışını açık hale getirmenin bir yolu olarak görülebilir: bittiğinde kontrolü dolaylı olarak çağırana aktarmak yerine, bir CPS işlevi devamı çağırarak kontrolü geçirir.
Devamlılık-Geçiş Tarzının Yapısı (CPS)
Geleneksel işlev çağırma kuralında, bir işlev çağrıldığında, bu işlev yürütülür ve kontrolü bir dönüş değeriyle çağırana geri verir. Ancak devam-geçiş stilinde kontrol, genellikle "devam" olarak adlandırılan bir fonksiyon parametresi aracılığıyla açık bir şekilde iletilir.
Devam, hesaplamanın geri kalanını temsil eder. Yani bir fonksiyon bir devamlılık aldığında bazı işlemleri yapar ve ardından sonucu alınan devamlılığa iletir. Dolayısıyla devam-geçiş tarzında geri dönüş hiçbir zaman örtülü olarak gerçekleştirilmez.
Sahte bir dilde tipik bir CPS işlevi şöyle görünebilir:
cssfunction add(a, b, continuation) {
result = a + b;
continuation(result);
}
Bu “ekleme” fonksiyonu bir toplama işlemi gerçekleştirir ve ardından sonucu devamına iletir.
Devamlı Geçiş Stilinin (CPS) Temel Özellikleri
-
Açık Kontrol Akışı: CPS'de kontrol akışı açıktır. Gizli yığın izi yoktur ve yürütme sırasını kodda açıkça görebilirsiniz.
-
Esneklik: CPS, hesaplamayı kontrol akışından ayırdığından, kontrol akışını yönetmek için daha fazla esneklik sağlar.
-
Engellenmeyen İşlemler: CPS, engellemeyen veya eşzamansız işlemlerin yönetilmesinde çok faydalıdır. Geri arama cehennemini önlemek ve engellemeyen kodda karmaşık kontrol akışı senaryolarını yönetmek için kullanılabilir.
-
Kuyruk Çağrısı Optimizasyonu: Kuyruk çağrısı optimizasyonunu destekleyen diller, tüm çağrıları kuyruk çağrılarına dönüştürdüğü için CPS'den yararlanabilir ve bu da bellek kullanımı açısından daha verimli olabilir.
Devamlı Geçiş Stili Türleri (CPS)
Esas olarak iki tür devam vardır; doğrudan stil Ve devam-geçme tarzı. Aşağıda ikisi arasında bir karşılaştırma var:
Stil | Tanım |
---|---|
Doğrudan Stil | Doğrudan stilde, bir işlev yürütülmesini tamamlar ve kontrolü çağıran işleve geri verir. Dönüş değeri genellikle bir hesaplama sonucudur. |
Devam-Geçiş Stili | CPS'de fonksiyon ekstra bir argüman olan devamı alır ve sonucu bu devama iletir. Kontrol akışı açıktır. |
Kullanım, Sorunlar ve Çözümler
CPS, kullanımını çoğunlukla işlevsel programlama dillerinde ve eşzamansız işlemleri yönetmede bulur.
-
Eşzamansız JavaScript: JavaScript, özellikle Node.js'de, eşzamansız, engellemesiz işlemleri yönetmek için CPS'yi kullanır. JavaScript'teki geri aramalar CPS örnekleridir.
-
Fonksiyonel Programlama: Scheme ve Haskell gibi diller, döngüler ve istisna işleme gibi kontrol yapılarını yönetmek için CPS'yi kullanır.
Ancak CPS bazı sorunlara yol açabilir:
- Okunabilirlik: CPS bazen geri arama cehennemi nedeniyle okunması ve anlaşılması zor kodlara yol açabilir, özellikle de çok sayıda iç içe geri arama varsa.
- Yeterlik: CPS dönüşümü, ekstra parametreler ve işlev çağrıları nedeniyle potansiyel olarak kodun boyutunu artırabilir.
Bu sorunların çözümleri şunlardır:
- Kullanmak Vaatler veya eşzamansız/beklemede Geri arama cehennemini önlemek ve okunabilirliği artırmak için JavaScript'te.
- Kuyruk çağrısı optimizasyonunu destekleyen programlama dillerinin kullanılması verimlilik kaygılarını azaltabilir.
Karşılaştırmalar
İşte CPS'nin diğer programlama paradigmalarıyla karşılaştırması:
Programlama Paradigması | Kontrol akışı | Kullanım Örneği |
---|---|---|
Devamlı Geçiş Stili (CPS) | Devamlı, açık. | Engellemeyen/asenkron işlemler, kuyruk çağrısı optimizasyonu. |
Doğrudan Stil | Örtülü, işlev arayana geri döner. | Senkron/engelleme işlemleri. |
Eşyordamlar | İşlevlerin yürütmeyi duraklatmasına ve devam ettirmesine izin vererek işbirliği içinde çoklu görev gerçekleştirin. | Karmaşık kontrol akışı, işbirliğine dayalı çoklu görev. |
Gelecek perspektifleri
CPS, özellikle JavaScript'te eşzamansız kodun yapılandırılmasında önemli bir rol oynamaya devam ediyor. Sözdizimsel olarak Promises'ın yerine geçen async/await'in kullanıma sunulması, geleneksel CPS'ye göre daha iyi bir sözdizimi sağlayan ve geri arama cehenneminden kaçınan bir gelişme olarak görülebilir.
Web ve sunucu uygulamaları daha karmaşık hale geldikçe ve eşzamanlılık daha önemli hale geldikçe, CPS ve diğer eşzamansız programlama paradigmalarının daha da önemli hale gelmesi muhtemeldir. Bu paradigmaları daha iyi desteklemek için programlama dillerini ve çalışma zamanı sistemlerini iyileştirmeye yönelik araştırmalar devam etmektedir.
Proxy Sunucuları ve CPS
Proxy sunucuları, diğer sunuculardan kaynak arayan istemcilerden gelen istekler için aracı görevi görür. Eşzamanlı istemci isteklerini işlerken, bir proxy sunucusu, bu istekleri engellemeden yönetmek için CPS veya benzer eşzamansız programlama paradigmalarını kullanabilir, böylece verimi ve performansı artırabilir.