Clojure (произносится как closure) — современный диалект Лиспа. Это язык программирования общего назначения с поддержкой разработки в интерактивном режиме, поощряющий функциональное программирование, и упрощающий поддержку многопоточности. Clojure работает на платформах JVM и CLR. Clojure отличает философия «код как данные (англ.)» и развитая система лисп-макросов.

Транслятор Clojure свободно распространяется на условиях Eclipse Public License.

Философия

Рич Хикки разработал Clojure как современный Лисп для функционального программирования с интеграцией в Java платформу, спроектированный для поддержки конкурентных вычислений.^[3]

Синтаксис

Как и в любом другом Лиспе, синтаксис Clojure основан на S-выражениях, которые перед компиляцией транслируются синтаксическим анализатором в структуры данных. Синтаксический анализатор Clojure поддерживает, помимо обычных списков, синтаксис литералов для ассоциативных массивов, множеств и векторов, передавая затем все эти структуры данных компилятору. Иначе говоря, компилятор Clojure компилирует не только списковые структуры данных, но напрямую поддерживает все указанные типы. Clojure является расширением изначальной версии Lisp, и не предназначен для кода совместимого с другими диалектами Лиспа.

Макросы

Макро система Clojure очень похожа на аналогичную систему Common Lisp, за тем исключением что используемый в Clojure вариант обратной кавычки (так называемый «синтаксис цитирования») квалифицирует символы их именем. Это помогает предотвратить непреднамеренный захват имени при привязке к пространству имён — квалификация имён запрещена. Можно выполнить такой захват при макроподстановке, но это должно быть сделано явно. Clojure также запрещает связывание глобальных имён из других пространств имён, которые были импортированы в текущее пространстве имён.

Особенности языка

• Динамическая, интерактивная разработка в REPL-цикле
• Функции как объекты первого класса с акцентом на рекурсию, а не на основанную на побочных эффектах итерацию
• «Ленивые» последовательности
• Обеспечивает богатый набор неизменяемых, сохраняемых структур данных (англ.)
• параллельное программирование с поддержкой транзакционной памяти, агентной системы и системы динамических переменных
• Clojure компилируемый язык, результатом компиляции является байткод JVM
• Тесная интеграция с Java: за счёт компиляции в байткод JVM программы на Clojure легко переносятся в любую среду с JVM. Язык также обеспечивает ряд макросов, которые упрощают использование в нём существующих Java API. Структуры данных Clojure реализуют все стандартные интерфейсы Java, что делает легким запуск из Java программного кода написанного на Clojure.

Примеры

Hello world:

(println "Здравствуй, мир!")

Потокобезопасный генератор уникальных серийных номеров:

(let [i (atom 0)]
  (defn generate-unique-id
    "Возвращает различные числовые ID для каждого вызова."
    []
    (swap! i inc)))

Анонимный подкласс java.io.Writer который ничего не выводит, и макрос используемый, чтобы заглушить весь вывод внутри него:

(def bit-bucket-writer
  (proxy [java.io.Writer] []
    (write [buf] nil)
    (close []    nil)
    (flush []    nil)))
 
(defmacro noprint
  "Вычисляет заданные выражения, заглушая весь *вывод* на экран".
  [& forms]
  `(binding [*out* bit-bucket-writer]
     ~@forms))
 
(noprint
 (println "Hello, nobody!"))

10 потоков, манипулирующих одной общей структурой данных, которая состоит из 100 векторов, каждый из которых содержит 10 (изначально последовательных) уникальных чисел. Каждый поток многократно выбирает две случайных позиции в двух случайных векторах и обменивает местами их значения. Все изменения векторов происходят в единой транзакции путем использования системы транзакционной памяти clojure. Поэтому даже после 1000 итераций в каждом из потоков числа не теряются.

(defn run [nvecs nitems nthreads niters]
  (let [vec-refs (vec (map (comp ref vec)
                           (partition nitems (range (* nvecs nitems)))))
        swap #(let [v1 (rand-int nvecs)
                    v2 (rand-int nvecs)
                    i1 (rand-int nitems)
                    i2 (rand-int nitems)]
                (dosync
                 (let [temp (nth @(vec-refs v1) i1)]
                   (alter (vec-refs v1) assoc i1 (nth @(vec-refs v2) i2))
                   (alter (vec-refs v2) assoc i2 temp))))
        report #(do
                 (prn (map deref vec-refs))
                 (println "Distinct:"
                          (count (distinct (apply concat (map deref vec-refs))))))]
    (report)
    (dorun (apply pcalls (repeat nthreads #(dotimes [_ niters] (swap)))))
    (report)))
 
(run 100 10 10 100000)

Вывод предыдущего примера:

([0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] [10 11 12 13 14 15 16 17 18 19] ...
 [990 991 992 993 994 995 996 997 998 999])
Distinct: 1000
 
([382 318 466 963 619 22 21 273 45 596] [808 639 804 471 394 904 952 75 289 778] ...
 [484 216 622 139 651 592 379 228 242 355])
Distinct: 1000

Примечания