Λογικός και Συναρτησιακός Προγραμματισμός

Abstract

Στο βιβλίο παρουσιάζονται δύο προγραμματιστικές φιλοσοφίες αρκετά διαφορετικές από αυτή του διαδικαστικού προγραμματισμού. Ο λόγος είναι για το λογικό προγραμματισμό και το συναρτησιακό προγραμματισμό, δύο μεθοδολογίες αντιμετώπισης προβλημάτων, οι οποίες, παρ' ότι αρκετά διαφορετικές μεταξύ τους, έχουν κοινό χαρακτηριστικό ότι υποστηρίζουν ένα δηλωτικό τρόπο προγραμματισμού. Οι μεθοδολογίες αυτές εφαρμόζονται στην πράξη μέσω συγκεκριμένων γλωσσών προγραμματισμού, αλλά ταυτόχρονα έχουν και αυστηρή θεωρητική τεκμηρίωση. Αρχικά, παρουσιάζεται η έννοια του δηλωτικού προγραμματισμού και αντιδιαστέλλεται με αυτήν του διαδικαστικού προγραμματισμού, κυρίως μέσω παραδειγμάτων επίλυσης συγκεκριμένων προβλημάτων. Στη συνέχεια, γίνεται μία εισαγωγική περιγραφή της φιλοσοφίας του λογικού προγραμματισμού και παρουσιάζεται η γλώσσα λογικού προγραμματισμού Prolog, σαν τυπικός εκπρόσωπος της φιλοσοφίας αυτής. Γίνεται συνοπτική αναφορά σε θέματα υλοποίησης συστημάτων Prolog, συζητούνται θέματα σχετικά με τις δυνατότητες παράλληλης επεξεργασίας σε περιβάλλοντα προγραμματισμού Prolog και εισάγεται η έννοια των περιορισμών στο λογικό προγραμματισμό. Δίνονται στοιχεία από τη λογική πρώτης τάξης, που είναι το μαθηματικό υπόβαθρο του λογικού προγραμματισμού, και παρουσιάζονται, σε σχετικά υψηλό επίπεδο, οι διάφορες προσεγγίσεις μελέτης της σημασίας των λογικών προγραμμάτων. Στο επόμενο μέρος του βιβλίου εισάγεται η δεύτερη δηλωτική μεθοδολογία προγραμματισμού, αυτή του συναρτησιακού προγραμματισμού, και παρουσιάζεται μία αντιπροσωπευτική γλώσσα συναρτησιακού προγραμματισμού, η Haskell. Τέλος, θίγονται κάποια θέματα σχετικά με το θεωρητικό υπόβαθρο του συναρτησιακού προγραμματισμού, όπως ο λάμδα λογισμός και οι συνδυαστές, καθώς και άλλα που αναφέρονται στις τεχνικές υλοποίησης των γλωσσών συναρτησιακού προγραμματισμού, όπως οι σειρές αναγωγής και η αναγωγή γράφων.

Two programming paradigms are presented in the book, quite different from procedural programming. We discuss logic programming and functional programming, two problem solving methodologies which, although quite different from each other, share the common characteristic of supporting a declarative way of programming. These methodologies are applied in practice through specific programming languages, but at the same time, they also have strict theoretical foundations. Initially, the concept of declarative programming is introduced and contrasted with procedural programming, mainly through examples of solving specific problems. Subsequently, an introductory description of the philosophy of logic programming is given, and the logic programming language Prolog is presented as a typical representative of this philosophy. A brief reference is made to issues related to the implementation of Prolog systems, topics concerning the capabilities of parallel processing in Prolog programming environments are discussed, and the concept of constraints in logic programming is introduced. Elements from first-order logic, which is the mathematical background of logic programming, are provided, and various approaches to studying the semantics of logic programs are presented at a relatively high level. In the next part of the book, the second declarative programming methodology, that of functional programming, is introduced, and a representative functional programming language, Haskell, is presented. Finally, some topics related to the theoretical background of functional programming, such as lambda calculus and combinators, are touched upon, as well as others related to the implementation techniques of functional programming languages, such as reduction orders and graph reduction.