Was ist das 'Expression Problem'?

Das sogenannte ‚Expression Problem‘ ist das Problem, dass sich Programme in zwei Richtungen weiterentwickeln können, nämlich:

  • neue Operationen für bestehende Datentypen, und
  • neue Datentypen für bestehende Operationen,

und dass man sich gerne beide Möglichkeiten offen halten möchte, ohne das Programmieren wesentlich komplizierter zu machen. Komplizierter wird es zum Beispiel, wenn der bestehenden Code dazu geändert oder neu kompiliert werden muss. (Phillip Wadler, der den Begriff geprägt hat, formuliert es hier etwas enger).

Der grundlegende Ansatz der objekt-orientierten Programmierung macht es leicht neue Datentypen hinzuzufügen und schwer neue Operationen hinzuzufügen, während es bei klassischer funktionaler Programmierung genau umgekeht ist (siehe z.B. hier).

Im diesem Artikel möchte ich das Problem anhand einfacher Beispiele erläutern, und einige Lösungen auflisten, die in diversen Sprachen dafür angeboten werden.

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Tail Calls

Wer mit funktionalen Programmierern über die Programmierung an sich diskutiert, wird früher oder oder später auf das Thema proper tail calls bzw. im deutschen Endrekursion stoßen. Funktionale Programmierer halten dieses Feature bei der Programmierung mit einer Selbstverständlichkeit für unerlässlich, die Vertreter anderer Sprachen oft als fanatisch empfinden.

Tatsächlich ist Endrekursion in der funktionalen Programmierung von zentraler Bedeutung. Jedoch sollte sie objektorientierten Programmierern eigentlich noch wichtiger sein.

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Continuations in der Praxis

Gewisse Konzepte, die in der funktionalen Programmierung häufig vorkommen, sind in imperativen oder objekt-orientierten Sprachen nahezu unbekannt. Eines dieser Konzepte sind Continuations. Kurz gesprochen ermöglichen Continuations den Zugriff auf den „Rest“ einer Berechnung. Diesen Rest kann man sich dann beispielsweise merken und zu einem späteren Zeitpunkt ausführen.

In diesem Artikel möchte ich Continuations anhand eines praktischen Beispiels erklären. In einem früheren Artikel hatte ich schonmal die Architekur von Checkpad MED vorgestellt, eine elektronische Krankenakte deren Serverkomponente fast vollständig mit Haskell realisiert ist. In dieser Serverkomponente gibt es einen Teil, welcher aus Krankhausdaten die Elemente der Benutzeroberfläche generiert. Nun soll sich natürlich bei Änderung der Krankenhausdaten auch die Benutzeroberfläche ändern. Und genau dabei spielen Continuations eine wichtige Rolle…

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