Erlang для самых маленьких. Глава 4: Система типов

Хороший понедельник! Мы продолжаем изучение Erlang для самых маленьких.

В прошлой главе мы разобрались с синтаксисом функций. В этой главе мы познакомимся с системой типов языка.

Динамическая сильная типизация

Если вы читали прошлые главы, то, скорее всего, обратили внимание, что мы нигде не указывали типы переменных и возвращаемых функциями значений. Так же мы не указывали тип данных при сопоставлении с образцом. Например, кортеж {A, B} может принимать значение {someAtom, 100}, {100.0, "Some string"} и т.д.

Если данные будет невозможно сопоставить с указанным образцом, будет сгенерирована ошибка. Это произойдет непосредственно в момент выполнения кода. Это происходит потому что Erlang — динамически типизированный язык. Компилятор не может отловить все ошибки на этапе компиляции. Поэтому многие ошибки генерируются во время выполнения программы.

Почему Erlang не имеет статической типизации? Немало копий было сломано в спорах о том, какая типизация лучше: статическая или динамическая. У каждой есть свои плюсы и минусы. Один из главных минусов динамической типизации — невозможность поиска ошибок, связанных с типами, на этапе компиляции. Из-за этого такие ошибки возникают в рантайме и программа «падает», что снижает общую надежность программного продукта. Но Erlang решает эту проблему другим, более эффективным способом.

Идеология Erlang: «Если оно сломалось — пусть ломается». Язык обладает инструментами, позволяющими изолировать и корректно обрабатывать все ошибки, которые могут возникнуть. Это делает программы на Erlang очень живучими. Классический пример живучести программ на Erlang, который приводят — ПО коммутаторов Ericsson AXD 301 ATM. Этот продукт имеет больше миллиона строк кода и аптайм 99.9999999%. Впечатляет.

В общем, Erlang не стремиться избегать ошибок. Он предлагает правильно их обрабатывать.

Так же Erlang относится к языкам с сильной типизацией. Это значит, что приведения типов нужно производить явно. Если мы будет использовать в одном выражении несовместимые типы данных, то получим ошибку:

1> 10 - "5".
** exception error: bad argument in an arithmetic expression
    in operator  -/2
        called as 10 - "5"

Преобразование типов

Для преобразования типов в Erlang используются функции стандартной библиотеки (находятся в модуле Erlang). Имена этих функций формируются по следующей схеме: <исходный_тип>_to_<небходимый_тип>. Вот полный перечень таких функций:

• atom_to_binary/2 ^[7]
• atom_to_list/1 ^[8]
• binary_to_atom/2 ^[9]
• binary_to_existing_atom2 ^[10]
• binary_to_list/1 ^[11]
• bitstring_to_list/1 ^[12]
• binary_to_term/1 ^[13]
• float_to_list/1 ^[14]
• fun_to_list/1 ^[15]
• integer_to_list/1 ^[16]
• integer_to_list/2 ^[17]
• iolist_to_binary/1 ^[18]
• iolist_to_atom/1 ^[19]
• list_to_atom/1 ^[20]
• list_to_binary/1 ^[21]
• list_to_bitstring/1 ^[22]
• list_to_existing_atom/1 ^[23]
• list_to_float/1 ^[24]
• list_to_integer/2 ^[25]
• list_to_pid/1 ^[26]
• list_to_tuple/1 ^[27]
• pid_to_list/1 ^[28]
• port_to_list/1 ^[29]
• ref_to_list/1 ^[30]
• term_to_binary/1 ^[31]
• term_to_binary/2 ^[32]
• tuple_to_list/1 ^[33]

И пример их использования:

1> erlang:integer_to_list(123).
"123"
2> erlang:atom_to_list(false).
"false"
3> erlang:iolist_to_atom(123).
** exception error: bad argument
    in function  iolist_to_atom/1
        called as iolist_to_atom(123)
```

Проверка типов

Большинство типов данных в Erlang можно отличить визуально. Списки заключаются в квадратные скобки, кортежи в фигурные, а строки в двойные кавычки и т.д. Благодаря этому обеспечивается простейшая проверка типов. Например, паттерн для сопоставления [x|xs] может быть сопоставлен только со списком. В противном случае операция закончится неудачей.

Но таких элементарных проверок недостаточно. Зачастую нужно проверить, к какому типу относится та или иная переменная. Для этого в Erlang есть ряд функций, которые принимают один аргумент (иногда больше) и если его тип соответствует ожидаемому, возвращают true, иначе false. Эти функции можно использовать в охранных выражениях и проверяемый ими тип понятен из их названия.

• is_atom/1 ^[34]
• is_binary/1 ^[35]
• is_bitstring/1 ^[36]
• is_boolean/1 ^[37]
• is_builtin/3 ^[38]
• is_float/1 ^[39]
• is_function/1 ^[40]
• is_function/2 ^[41]
• is_integer/1 ^[42]
• is_list/1 ^[43]
• is_number/1 ^[44]
• is_pid/1 ^[45]
• is_port/1 ^[46]
• is_record/2 ^[47]
• is_record/3 ^[48]
• is_reference/1 ^[49]
• is_tuple/1 ^[50]

Интересный момент: в Erlang нет функции, которая возвращала бы тип переданной переменной (на подобии type_of()). И на первый взгляд это может показаться странным, медь одна универсальная функция удобнее, чем куча узконаправленных. Ответ на этот вопрос кроется в идеологии языка: программа должна делать только то, что описано явно. Все остальное должно привести к ошибке. Более подробно данный подход будет рассматриваться в главе, посвященной обработке ошибок.

Эти типы данных можно комбинировать между собой при помощи списков и кортежей для создания более гибких и универсальных типов.

Что бы быть до конца честным, нужно упомянуть о том, что в Erlang есть возможность явно указывать типы. Этому функционалу будет выделена целая глава, поэтому тут про него рассказывать не будут.

Заключение

В этот раз получилось кратко и по делу. Тема простая, но осветить ее нужно.
Любые замечания и дополнения жду в комментариях. Об ошибках и опечатках, пожалуйста, сообщайте в личку.

Автор: HaruAtari

Источник ^[51]