OCaml

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Le language Ocaml

Introduction

Le language Ocaml est développé en France par une équipe de chercheurs de l'INRIA, dont la plupart utilisent (et contribuent activement) à Linux et au logiciel libre. Il est utilisé par une communauté croissante, aussi bien dans le monde académique (de nombreux chercheurs prototypent leurs idées en Ocaml) ou universitaire (son prédécesseur Caml est enseigné en classe prépa, premier cycle) que dans le monde industriel (dans des petites startup comme dans des grosses multinationales). Ocaml est language fonctionnel et à objets, avec un typage statique (et inférence de types). À cet égard il est assez différent des languages habituels sous Linux (comme C, C++, Perl, Python). Il existe plusieurs grosses applications développées en Ocaml -aussi bien libres que propriétaires-. Une application libre potentiellement utile à beaucoup est Unison pour synchroniser (càd copier) des fichiers entres machines différentes, disponible ici. Il y aussi Advi (visualiseur pour fichiers dvi produits par LaTeX) qui permet notamment de faire de beaux transparents (y compris avec des formules de mathématiques, de l'animation, des fenêtres de démo de logiciels) disponible ici et le paquet Whizzytex (utilisant advi) pour visualiser immédiatement en temps quasi réel un document LaTeX pendant son édition.

L'implémentation d'Ocaml

Le language Ocaml a sa page ici. Son implémentation est libre. Il y a en réalité plusieurs variantes d'implementation (partageant du code en commun):

l'interprète interactif dit toplevel, par la commande ocaml; le principal intérêt d' ocaml est de tester interactivement une (ou quelques) nouvelles fonctions (éventuellement rajoutées à un gros programme existant); l'interprète interactif compile chaque phrase tapée en du code octet, puis l'execute. Il y a aussi un débogueur ocamldebug

le compilateur vers du code-octet bytecode compiler, par la commande ocamlc (le code-octet produit a sa machine virtuelle propre ocamlrun; ce code octet est différent de ceux de Java, Lua ou Parrot).

le compilateur natif (sur AMD64, x86, PowerPC, Sparc etc...) native compiler, par la commande ocamlopt. Les programmes compilés avec ocamlopt s'exécutent à peu près aussi rapidement que leur équivalent C ou C++.

Il existe une communauté grandissante de développeurs Ocaml. Le Ocaml Hump ici contient une collection croissante de logiciels et bibliothèques libres codé(e)s en Ocaml; on peut développer des applications Web (avec Wdialog par exemple), interfacer des SGBDs, invoquer des appels systèmes etc... Ocaml est très puissant (et originellement développé) pour le traitement symbolique de l'information: compilateurs, démonstrateurs de théorèmes, etc..

quelques exemples de code Ocaml

Bien sûr, le hello world:

     (* hello world en Ocaml *)
      print_string "hello world\n";;

Les commentaires sont à la Pascal entre (* et *) et peuvent être imbriqués. Ce fichier peut-être édité (par exemple avec Emacs ou Xemacs en mode tuareg) puis sauvegardé dans hello.ml

Les arguments d'une fonction (ici print_string) suivent le nom de la fonction, sans parenthèses. Un certain nombre de fonctions (en fait de valeurs fonctionnelles) sont prédéfinies, de sorte qu'on n'a pas besoin (au contraire de C) de requérir explicitement l'accès à la bibliothèque standard d'Ocaml.

On peut sauvegarder ce fichier de 2 lignes dans hello.ml puis le compiler par ocamlc hello.ml -o hello qui produit un binaire de code octet (portable tel quel sur beaucoup d'architectures). On aurait pu le compiler avec le compilateur natif: ocamlopt hello.ml -o hello

on peut aussi utiliser l'interprète interactif (toplevel); on peu taper les phrases sur plusieurs lignes, mais le double point-virgule est indispensable pour terminer la phrase. Les entrées de l'utilisateur sont ici en italiques; tout le reste (y compris le % et le #) sont sortis par la machine.

    % ocaml
           Objective Caml version 3.09.1

   #  2 + 3;;
   - : int = 5

Ici apparait un trait essentiel du langage Ocaml: l'inférence de types (ou synthèse de type). Chaque expression entrée (ou compilée) est analysée par le compilateur qui devine (infère) son type. Le compilateur donne le type inféré (ici le type entier int sur 31 bits -un bit de moins que la taille du mot machine), calcule la valeur de l'expression, puis l'imprime (ici 5).

Sous le toplevel, on peut demander la compilation (interactive) d'un fichier, par la directive #use:

  # #use "hello.ml";;
   hello world
   - : unit = ()

le fichier hello.ml a été compilé puis exécuté, donc le message hello word est imprimé. Toutes les expressions Ocaml ont une valeur (à l'inverse de C ou Pascal, où procedures et fonctions sont différentes), et les fonctions qui n'ont qu'un effet de bord (par exemple une impression) renvoie une valeur de type unit - cette valeur (la seule du type unit) est notée ()

les fonctions sont des valeurs comme les autres: Ocaml est un langage fonctionnel, et des fonctions peuvent prendre comme arguments ou renvoyer comme résultat d'autres fonctions. Pour interroger le type d'une valeur, il suffit de la taper; voici comment demander la fonction print_string:

   # print_string;;
   - : string -> unit = < fun >

La valeur d'une fonction n'est pas affichée (c'est techniquement une fermeture, c'est à dire la juxtaposition de code executable et des valeurs qu'il utilise); Ocaml affiche donc le type string -> unit de la fonction print_string: c'est une fonction qui prend un argument chaine et renvoie unit.

On peut définir des valeurs par le mot-clé let. Par exemple

   # let dix = 5*2;;
   val dix : int = 10

définit une valeur nommée dix de type int valant 10

On peut définir des valeurs fonctionnelles (c'est à dire des fonctions) par exemple

   # let double x = 2*x;;
   val double : int -> int = < fun >

Le compilateur a inféré le type de la fonction double: son argument x est nécessairement entier, car il est multiplié par 2 et que la multiplication est une opération sur les entiers; son résultat est entier, car c'est le résultat produit par la multiplication. Une fois compilé par ocamlopt, la fonction ci-dessus est aussi efficace que celle écrite en C!

On peut définir des fonctions récursives par la construction let rec

   # let rec fact n = if n < 1 then 1 else n * fact (n-1);;
   val fact : int -> int = < fun >

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© 9/11/2005 Basiles