Programmazione generica
In informatica, la programmazione generica è un paradigma di programmazione in cui gli algoritmi accettano come parametri le tipologie di dati da trattare, oltre ai dati veri e propri. Questo approccio, introdotto nel linguaggio ML nel 1973,[1][2] permette di scrivere codice generico, del quale possono essere auto-generate multiple versioni specializzate che differiscono solo per i tipi di dati trattati, riducendo così la necessità di scrivere codici essenzialmente duplicati.
La programmazione generica venne introdotta al pubblico generale con la sua implementazione in Ada nel 1977. Con l'introduzione dei template in C++, le tecniche di programmazione generica sono diventate parte del repertorio professionale dei progettisti di librerie. Queste tecniche vennero ulteriormente sviluppate e i "tipi parametrizzati" vennero introdotti nell'influente libro Design Patterns del 1994.[3]
Nuove tecniche vennero introdotte da Andrei Alexandrescu nel suo libro Modern C++ Design: Generic Programming and Design Patterns Applied del 2001. Successivamente il linguaggio D implementò le stesse idee.
Le funzionalità di programmazione generica sono conosciute come generics in Ada, C#, Delphi, Eiffel, Java, Nim, Python, Go, Rust, Swift, TypeScript, e Visual Basic .NET. Sono conosciute come "polimorfismo parametrico" in ML, Scala, Julia e Haskell.
Il termine "programmazione generica" fu coniato originariamente da David Musser e Alexander Stepanov[4] in un senso più specifico di quello descritto sopra, per descrivere un paradigma di programmazione in cui i requisiti fondamentali sui tipi sono astratti dagli esempi concreti di algoritmi e strutture dati, e formalizzati come "concetti", con funzioni generiche implementate in termini di questi concetti, tipicamente utilizzando i meccanismi di generalizzazione dei linguaggi come descritti sopra.
Supporto nei linguaggi di programmazione
Le funzionalità di programmazione generica sono presenti nei linguaggi di programmazione ad alto livello almeno dagli anni '70, in linguaggi come ML, CLU e Ada, e sono stati successivamente adottate da molti linguaggi orientati agli oggetti, come BETA, C++, D, Eiffel, Java e Trellis/Owl.
La genericità è implementata e supportata differentemente nei vari linguaggi di programmazione; il termine "generico" è anche stato usato in modo diverso in vari contesti di programmazione. Per esempio, in Forth il compilatore può eseguire codice durante la compilazione e il programmatore può definire nuove keyword e implementazioni per queste sul momento. Esso ha poche "parole" che espongono il comportamento del compilatore e quindi offre naturalmente capacità di "generalizzazione" che, altrimenti, non sono presentate come tali in molti testi di riferimento. Similmente, i linguaggi a tipizzazione dinamica, e specialmente quelli interpretati, solitamente lavorano in logica generica per default: in questi infatti sia le operazioni di passaggio dei valori alle funzioni che le assegnazioni sono indifferenti al tipo dei dati. Questo comportamento è spesso sfruttato per costruire astrazioni e scrivere codice conciso, ma non è tipicamente inteso come meccanismo di programmazione generica poiché è una diretta conseguenza della natura del sistema dei tipi utilizzata dal linguaggio.[senza fonte] Il termine è stato usato nella programmazione funzionale, specificatamente in linguaggi tipo Haskell, che usano un sistema dei tipi strutturale dove i tipi sono sempre parametrici e il codice che li utilizza è generico.
I vettori e le strutture possono essere visti come tipi generici predefiniti. Ogni utilizzo di un tipo vettore o struttura istanzia un nuovo tipo concreto, oppure riutilizza un tipo precedentemente istanziato. I tipi elemento-vettore o elemento-struttura sono tipi parametrizzati, che sono usati per istanziare i corrispondenti tipi generici. Tutto ciò è generalmente integrato nel compilatore e la sintassi differisce da altri costrutti generici. Alcuni linguaggi di programmazione estensibili provano ad unificare i tipi generici integrati e quelli definiti dal programmatore.
Di seguito verranno presentate le funzionalità di programmazione generica di diversi linguaggi di programmazione. Per uno studio specifico che compari l'adeguatezza di vari meccanismi di programmazione generica consulta il testo in nota.[5]
Note
- ^ (EN) Kent D. Lee, Programming Languages: An Active Learning Approach, Springer Science & Business Media, 15 dicembre 2008, pp. 9–10, ISBN 978-0-387-79422-8.
- ^ (EN) R. Milner, L. Morris e M. Newey, A Logic for Computable Functions with Reflexive and Polymorphic Types, 1975.
- ^ GoF 1994.
- ^ Musser & Stepanov 1989.
- ^ Garcia 2007.
Bibliografia
- Libri
- (EN) Joseph Albahari, C# 10 in a Nutshell, 1ª ed., O'Reilly, 2022.
- (EN) Joshua Bloch, Effective Java: Programming Language Guide, 3ª ed., Addison-Wesley, 2018, ISBN 978-0134685991.
- (EN) David Musser e Alexander Stepanov, Generic programming, in Symbolic and Algebraic Computation: International symposium ISSAC 1988, Lecture Notes in Computer Science, vol. 358, 1989, pp. 13–25, DOI:10.1007/3-540-51084-2_2, ISBN 978-3-540-51084-0.
- (EN) Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson e John Vlissides, Design Patterns, Addison-Wesley, 1994, ISBN 0-201-63361-2.
- Conferenze
- (EN) Bjarne Stroustrup, Association for Computing Machinery, Evolving a language in and for the real world: C++ 1991-2006 (PDF), ACM HOPL 2007, 2007.
- Pubblicazioni
- R. Garcia, J. Ja ̈rvi, A. Lumsdaine, J. Siek e J. Willcock, An extended comparative study of language support for generic programming, in Journal of Functional Programming, vol. 17, n. 2, Cambridge University Press, marzo 2007, DOI:10.1017/S0956796806006198.
Voci correlate
Collegamenti esterni
- generic-programming.org
- Alexander A. Stepanov, Collected Papers of Alexander A. Stepanov (autore della Standard Template Library del C++)
