Wolfram Function Repository: открит достъп до платформата за разширения на Wolfram Language

Здравейте, Хабр! Представям ви превода на поста на Стивън Уолфрам „Wolfram Function Repository: Пускане на отворена платформа за разширяване на Wolfram Language“.

Предпосилките за устойчивост на Wolfram Language

Днес сме на прага на велики постижения с програмния език Wolfram Language. Само преди три седмици пуснахме безплатен движок Wolfram за разработчици, за да помогнем на нашите потребители да интегрират Wolfram Language в своите мащабни софтуерни проекти. Днес стартираме репозитория на функции Wolfram, за да предоставим координирана платформа за функции, създадени за разширяване на Wolfram Language, и също така отваряме репозитория на функции за всеки, който може да допринесе за развитието на нашия софтуерен продукт.

Функционалният репозиторий на Wolfram е възможен благодарение на уникалната специфика на Wolfram Language не само като програмен език, но и като пълен изчислителен език. В традиционните програмни езици добавянето на значителни нови функции обикновено включва създаването на цели допълнителни библиотеки, които могат или не могат да работят заедно. Въпреки това, в Wolfram Language вече толкова много е вградено в самия език, че е възможно значително да се разширява неговата функционалност, просто добавяйки нови функции, които незабавно се интегрират в цялостната структура на езика.

Например, вече в репозитория на функции Wolfram има 532 нови функции структурирани в 26 тематични категории:

По аналогия с повече от 6000 стандартни функции, вградени в Wolfram Language, всяка функция от репозитория има страница с документация с подробни описания и примери за работа:

За да преминете към страницата, копирайте горния обект (функционален BLOB), поставете го в полето за въвеждане и след това стартирайте функцията - тя вече е вградена в Wolfram Language и е налична по подразбиране, започвайки от версия 12.0:

Тук е важно да се отбележи, че при обработката LogoQRCode Не е нужно, например, да настройвате „библиотеката за обработка на изображения“ - тъй като в Wolfram Language вече сме реализирали последователен и внимателно алгоритмизиран метод обработка на изображения, които могат незабавно да бъдат обработвани с различни графични функции на езика:

Надявам се, че с подкрепата на прекрасната и талантлива общност, която расте и се разширява (на базата на езика Wolfram Language) през последните няколко десетилетия. Репозиторият на функциите на Wolfram значително ще разшири обхвата на (възможно потенциално значителни, специализирани в различни области на науката и техниката) функции, достъпни на езика. По този начин се предоставя възможност за използване както на съдържанието на езика (вградените му функции), така и принципите на развитие, които се реализират на базата на езика. (Тук трябва да се отбележи, че Wolfram Language вече има повече от 30-годишна история на развитие и стабилен растеж).
В рамките на функциите от репозитория могат да бъдат малки или доста обемисти фрагменти от код, написан на езика Wolfram Language. Например, това могат да бъдат повиквания към външни API и услуги или външни библиотеки на други езици. Уникалната характеристика на този подход е, че когато преминавате към функционалността на потребителско ниво, ще липсват възможни несъответствия, тъй като този подход е построен на базата на последователната структура на езика Wolfram Language — и всяка функция автоматично ще работи правилно — точно както трябва.
Обвивката и програмната структура на репозитория на функциите на Wolfram са настроени така, че всеки да може да направи своя принос по максимално прост и удобен за него начин — по същество просто да попълни текстов файл на бележника (с разширение nb) WL. Вградените автоматични функции позволяват проверка на новите функции, добавяни в репозитория, с цел тяхната гарантирана интеграция в езика. Нашата компания залага на широка група потребители, които могат да интегрират своите функции в езика, а не на големи сложности на новите функции — и въпреки че тук е реализиран процес на проверка, ние не настояваме за нещо като продължителен анализ на конструкцията или строги стандарти за завършеност и надеждност на новите функции на потребителите, за разлика от по-внимателните проверки на функциите, вградени в ядрото на езика, които използваме.

В този подход има много компромиси и подробности, но целта ни е да оптимизираме репозитория на функциите на Wolfram за удобство на потребителите и за да могат новите функции на потребителите да дават осезаем принос в развитието на езика. С нарастващия брой функции, не се съмнявам, че ще трябва да изобретим нови методи за обработка и проверка на интегрираните в репозитория функции, а това не е най-малко важно за организирането на множеството функции и за намирането на тези, които потребителите наистина искат. Въпреки това, не може да не е обнадеждаващо, че избраният от нас път е добро начало. Аз лично добавих няколко функции в оригиналната база. Много от тях са основани на кода, който лично разработвах през сравнително дълъг период. И ми отне само няколко минути, за да ги прехвърля в репозитория. Сега, когато са в репозитория, мога най-накрая – незабавно и по всяко време – да използвам тези функции, когато е необходимо, без да се тревожа за намирането на файлове, изтегляне на пакети и т.н.

Увеличаване на ефективността при намалени разходи

Още преди появата на Интернет имаше начини за обмен на код на Wolfram Language (нашият първи голям централизирания проект беше MathSource, създаден за Mathematica през 1991 година на базата на CD-ROM и т.н.). Определено, предлаганият подход на базата на репозитория на функциите на Wolfram е по-мощно и надеждно средство за изпълнение на споменатите задачи.

Повече от 30 години нашата компания усърдно работи по поддържането на целостта на структурата на езика Wolfram, и това е много важно, за да стане езика Wolfram не просто език за програмиране, а пълноценен изчислителен език. И по този начин, същността на подхода към реализиране на репозитория на функциите на Wolfram е използването на единен подход към програмирането и разработването на нови функции, които последователно се добавят и вписват в рамките на езика за целите на неговото развитие и съвместна еволюция.

В структурата на реализация на всяка функция протичат различни изчислителни процеси. Тук е важно да се подчертае, че за потребителя функцията трябва да има ясен и еднороден вид, както и видима четимост. В този контекст вградените функции на езика Wolfram Language са представени с повече от 6000 последователни примера за това как правилно да се програмират функции (това са нашите видео прегледи по програмиране на живо, които включват стотици часове процес на създаване на стандартни програми). Този подход в крайна сметка позволява на репозитория на функциите на Wolfram да работи качествено, именно структурният характер на езика Wolfram Language с многобройните и разнообразни библиотеки, които вече са вградени в езика. Например, ако имате функция, която обработва изображения, или разредени масиви, или молекулярни структури, както и географски данни или каквито и да е други — в езика вече съществува тяхното последователно символично представяне, и благодарение на това Вашата функция става мигновено съвместима с другите функции в езика.

Създаването на репозиторий, който наистина да работи добре, е интересна задача за мета-програмиране. Например, излишък от ограничения в програмата няма да позволи да се постигне необходимата унификация и универсалност на работата на алгоритъма. Също така, при недостатъчно количество функционални ограничения, няма да можете да реализирате достатъчно правилна последователност на изпълнение на алгоритъма. Няколко предишни примера за реализиране на компромисни данни подходи, осъществени от нашата компания, сработиха доста стабилно — това са: Проектът Волфрам Демонстрации, стартирал през 2007 година и сега работещ в интерактивен режим в интернет и съдържащ повече от 12000 потребителски интерактивни демонстрации. В базата данни Wolfram има повече от 600 готови бази данни, които могат да бъдат използвани в езика Wolfram Language, а хранилището на невронни мрежи Wolfram се допълва с нови невронни мрежи почти всяка седмица (в момента вече са 118) и те незабавно се свързват чрез функцията NetModel в езика Wolfram Language.

Всички гореспоменати примери имат принципна особеност — създадените в проекта обекти и функции имат много висока степен на структуриране и разпределение на процесите. Без съмнение, детайлизация на структурата на онова, което представлява демонстрация или невронна мрежа или нещо друго, може да варира значително, но фундаменталната структура за всеки текущ репозиторий винаги остава неизменна. Така какво е Вашето мнение, уважаеми потребителю, относно създаването на такъв репозиторий, който добавя разширения към езика Wolfram? Wolfram Language е проектиран така, че да бъде изключително гъвкав, което позволява да бъде разширяван и модифициран по всякакъв начин. Тази обстоятелство е изключително важно за бързото създаване на различни мащабни софтуерни проекти на езика Wolfram Language. Тук следва да се отбележи, че с нарастващата гъвкавост на езика неизбежно ще нарасне и цената на проектите, реализирани на такъв език. Това се дължи на факта, че колкото повече потребителят използва този език, толкова повече специализирана функционалност получава, но не трябва да забравяме, че този подход може да има и негативни аспекти по отношение на невъзможността за осигуряване на последователна консистентност на софтуерните модули.

В традиционните програмни езици съществува разпространен проблем с библиотеките — ако, например, използвате една библиотека, кодът работи правилно, но ако се опитате да използвате няколко библиотеки, няма гаранция, че те ще взаимодействат коректно помежду си. Също така, в традиционните програмни езици, за разлика от пълноценния език за изчисления, липсват възможности за гарантирано контролиране на наличието на съгласувани вградени представяния за всякакви функции или типове данни, освен за техните основни структури. Но по същество проблемът е още по-голям, отколкото изглежда на пръв поглед: ако някой изгражда мащабна вертикал на функционалност, то без огромни разходи за централно програмиране на проекта, които сме вложили в езика Wolfram, е невъзможно да се постигне консистентност. Затова е важно всички софтуерни модули винаги да работят коректно заедно.

Идеята зад репозитория на функциите на Wolfram е да се избегне проблема, споменат по-горе - просто добавяйки разширения към езика под формата на сравнително малки елементи от програмен код чрез отделни функции, чийто разработка като последователни модули е по-лесна задача. Въпреки това, съществуват особености на програмирането, които не могат да бъдат направени удобни с отделни функции (и нашата компания планира в близко бъдеще да пусне оптимизиран софтуерен алгоритъм за помощ при реализирането на мащабни софтуерни пакети). Въпреки това, на база вече вградени функции в езика Wolfram Language, съществуват множество възможности за програмиране, които са реализирани на база отделни функции. Тук идеята е, че с относително малко усилия в програмирането е възможно да се създаде редица нови и изключително полезни функции, които ще осигурят достатъчна съгласуваност на проекта, като същевременно те ще бъдат добре координирани помежду си и освен това ще могат да се използват лесно и широко в езика занапред.

Този подход безусловно е компромис. При условие за реализиране на по-обширен пакет може да си представим напълно нов свят на функционалност, който ще бъде изключително мощен и полезен. В случай, че съществува нужда от нови функционални възможности, които ще вписват в всичко останало, но в същото време не сте готови да положите огромни усилия за разработката на проекта, това, за съжаление, може да доведе до намаляване на мащаба на Вашия проект. Идеята на репозитория на функциите на Wolfram е да осигури функционалността, която определя основната част на проекта, този подход ще позволи добавяне на мощен функционал, докато опростява поддържането на добра съгласуваност на програмния проект.

Помощ при добавяне на потребителски функции в репозитория на функциите

Специалистите от нашата компания упорито работиха, за да направят своя принос в функциите на репозитория Wolfram достатъчно лесен за потребителите. На работния плот (вече в версия 12.0), Можете последователно да преминете през разделите на основното меню: File > New > RepositoryItem > Function Repository Item и ще получите «Дефиниция на бележника» (програмно в работната среда. Можете да използвате и функцията за аналог — CreateNotebook[«FunctionResource»]):

Има две основни действия, които трябва да извършите: първо, действително да напишете кода на вашата функция и второ, да напишете документация, която илюстрира как трябва да работи функцията ви.
Натиснете бутона «Отвори образец» горе, за да видите пример за това, което трябва да направите:

Всъщност, опитвате се да създадете нещо подобно на вградена функция в езика Wolfram Language. Освен това тя може да прави нещо много по-специфично от вградената функция. Очакванията относно нейната пълнота и надеждност ще бъдат значително по-ниски.
Трябва да зададете име на функцията си, което да отговаря на принципите за именуване в Wolfram Language. Освен това ще ви е нужна документация за функцията, подобно на вградените функции на езика. По-подробно ще говоря за това по-късно. В момента просто обърнете внимание на бутона «Препоръки за стил», който обяснява какво да правите, и бутона «Инструменти», който предоставя инструменти за форматиране на документацията на функцията ви.
Когато сте сигурни, че всичко е попълнено правилно и сте готови, натиснете бутона «Check» («Проверка»). Съвсем нормално е все още да не сте се запознали с всички детайли. Следователно функцията «Check» ще се изпълнява автоматично и ще извършва много проверки на стил и съгласуваност. Често веднага ще предложи да потвърдите и приемете поправки (Например: «Тази строка трябва да завършва с двоеточие», и тя ще предложи да въведете двоеточие). Понякога ще ви помоли да добавите или промените нещо сами. Непрекъснато ще добавяме нови функции към автоматичната функционалност на бутона «Check», но основната му цел е да гарантира, че всичко, което изпращате в репозитория на функции, отговаря на максимално възможен брой препоръки за стил.

След като стартирате „Check“, можете да използвате „Preview“ („Преглед“). „Preview“ създава предварителен преглед на страницата на документацията, която сте определили за функцията си. Можете също така да създадете преглед за файл, създаден на вашия компютър или за файл, находящ се в облачно хранилище. Ако по някаква причина не сте доволни от това, което виждате в предварителния преглед, просто се върнете назад, направете необходимите корекции и след това отново натиснете бутона Preview.
Сега сте готови да публикувате функцията си в репозитория. Бутонът Deploy ви предоставя четири опции за действие:

На тази стъпка е важно да знаете, че можете да изпратите функцията си в репозиторий за функции на Wolfram, така че да бъде достъпна за всеки потребител. В същото време можете да публикувате функцията си за ограничен брой потребители. Например, можете да създадете функция, разположена локално на вашия компютър, така че да бъде достъпна, когато използвате този конкретен компютър. Или можете да я публикувате в своята облачна сметка, така че да бъде достъпна за вас, когато сте свързани с облака. Можете също така да публикувате (разгърнете) функцията си публично чрез своята облачна сметка. Тя няма да бъде в централния репозиторий на функции на Wolfram, но можете да предоставите на някого URL адрес, който да му позволи да получи функцията ви от вашата сметка. (В бъдеще ще поддържаме и централни репозитории на нивото на цялата ни компания).

И така, да речем, че искате наистина да изпратите функцията си в базата данни на функции на Wolfram. За целта натискате бутона „Изпрати“ в репозитория. Какво се случва в този момент? Вашето заявление веднага попада в опашка за преглед и одобрение от нашия специален екип от куратори.

Докато вашето заявление преминава през процеса на одобрение (който обикновено отнема няколко дни), ще получавате съобщения за статуса на разглеждането му, както и, възможно, предложения за по-нататъшна употреба. Но веднага щом функцията ви бъде одобрена, тя ще бъде незабавно публикувана в репозитория на функции Wolfram и ще стане достъпна за всякакво използване. (И това ще се отразява в бюлетини с новини за нови функции и т.н.)

Какво трябва да има в репозиторията?

Важно е да се отбележи, че в нашата компания стандартите за обхват, надеждност и общо качество са много високи; от 6000+ функции, които вече сме интегрирали в езика Wolfram през последните повече от 30 години, всички отговарят на горепосочените изисквания. Целта на репозитория на функции Wolfram е да използва цялата структура и функционалности, които вече съществуват в Wolfram Language, за да добави възможно най-много по-ефективни функции (т.е. функции с по-висока производителност).

Несъмнено, функциите в репозитория на функции Wolfram трябва да отговарят на принципите на разработка на Wolfram Language — така че те да могат да взаимодействат напълно с другите функции и да отговарят на очакванията на потребителите относно начина, по който функциите трябва да работят правилно. Въпреки това, функциите не е задължително да имат еднаква степен на завършеност или надеждност.

В интегрираните функции на Wolfram Language упорито работим, за да направим софтуерните функции възможно най-общи. Въпреки това, в репозитория на функции Wolfram не е нищо лошо да има функция, която просто обработва много конкретен, но полезен случай. Например, функцията SendMailFromNotebook може да получава файлове в един определен формат и да изпраща имейли по един конкретен начин. PolygonalDiagram създава диаграми само с определени цветове и етикети и т.н.

Още един момент, свързан с вградени функции, е, че нашата компания полага всички усилия да обработва всички нетипични случаи, за да осигури правилна обработка на некоректен вход и т.н. В репозитория на функции напълно нормално е да има специална функция, която обработва основните случаи на решаване на задачата и игнорира всички останали.

Очевидно е, че е по-добре да имате функции, които правят повече и го правят по-добре, но оптимизацията за репозитория на функции – за разлика от вградените функции на езика Wolfram – трябва да включва повече функции, свързани с много функции, отколкото да се задълбочава в процесите на реализиране на всяка конкретна функция.

Сега нека разгледаме пример за тестване на функции в репозитория. Очакванията за последователност на такива функции естествено са много по-ниски, отколкото за вградените функции на езика. Това е особено актуално в случаите, когато функциите зависят от външни ресурси, като API; важно е постоянно да се провеждат последователни тестове, които автоматично се извършват в рамките на алгоритмите за проверка. В файла nb можете ясно да зададете определения (в секцията „Допълнителна информация“) и да поставите толкова теста, определени или от входни и изходни редове, или от пълни символни обекти от тип VerificationTest, колкото сметнете за необходимо. Освен това системата постоянно се опитва да превърне предоставените от Вас примери в документацията в процес на проверка (в това отношение понякога може да бъде доста ресурсоемко, например за функция, чийто резултат зависи от случайни числа или времето на деня).

В крайна сметка в репозитория на функции ще има редица сложности при реализирането. Някои ще бъдат просто една линия код, други могат да включват хиляди или десетки хиляди линии, вероятно с използване на много помощни функции. В кои случаи е уместно да добавите функция, за определянето на която е необходимо много малко код? В принципе, ако функцията има добро мнемонично наименование, което потребителите биха разбрали веднага, като го видят в част от кода, може да бъде добавено. В противен случай е вероятно по-добре да напишете кода отново всеки път, когато е необходимо да го използвате.

Основната цел на репозитория на функции (както подсказва името) е да внася нови функции в функционалността на езика. Ако искате да добавите нови данни или нови ентитети, използвайте репозитория Wolfram Data. Но какво да направите, ако искате да въведете нови видове обекти за вашите изчисления?

Всъщност има два начина. Може би искате да въведете нов тип обект, който да се използва в новите функции на репозитория на функции. В този случай винаги можете да запишете неговото символично представяне и да го използвате при въвеждане или извеждане на функции в репозитория на функции.

Но какво да направите, ако искате да представите обект и след това да го определите чрез съществуващите функции на езика Wolfram Language, които трябва да работят с него? За това Wolfram Language винаги е имал лесен механизъм, наречен UpValues. С някои ограничения (особено за функции, които не могат да оценяват своите аргументи), репозиторият на функции позволява просто да представите функция и да определите стойности за нея. (За да се повиши очакването за последователност при създаването на нова важна конструкция, пълно интегрирана навсякъде в езика Wolfram Language, - това обикновено е много важна процедура, която не може да бъде постигната само чрез увеличаване на разходите по проекта, а това е нещо, което нашата компания прави в рамките на проектите за дългосрочно развитие на езика; тази задача не е цел, която се поставя в рамките на развитието на репозитория).

И така, какво може да има в кода на функциите в репозитория на функции? Всичко, което е вградено в езика Wolfram Language, разбира се (поне, ако не представлява на заплаха за сигурността и работоспособността на самата програма, както е изчислителната среда) също като всяка функция от репозитория на функции. В същото време съществуват и други възможности за функциониране: функция в репозитория на функции може да извиква API, или в Wolfram Cloud, или от друг източникРазбира се, съществуват някои рискове, свързани с това. Поради липсата на гаранции, че API няма да се промени, а функцията в хранилището на функции може да спре да работи. За идентифициране на подобни проблеми има бележка на страницата на документацията (в раздела „Изисквания“) за всяка функция, която разчита не само на вградената функционалност на Wolfram Language. (Разбира се, когато става въпрос за реални данни, могат да възникнат проблеми дори с такава функционалност — защото реалните данни за света постоянно се променят, а понякога дори променят своите определения и структура.)

Трябва ли целият код за репозитория на функции на Wolfram да бъде написан на езика Wolfram? Определено, кодът в външния API не трябва да бъде написан на езика Wolfram, което всъщност не го прави код на езика. Всъщност, ако намерите функция практически на всеки външен език или библиотека, можете да създадете обвивка, която да я използва в репозитория на функции на Wolfram. (Обикновено за това следва да се използват вградените функции ExternalEvaluate или ExternalFunction в кода на езика Wolfram.)

Но какъв е смисълът да се прави това? По същество, това позволява използването на цялата интегрирана система на Wolfram Language и нейния унифициран набор от софтуерни възможности. В случай, че получавате базова реализация от външна библиотека или език, след това можете да използвате богатата символна структура на езика Wolfram Language, за да създадете удобна функция от по-високо ниво, която позволява на потребителите да използват лесно всяка вече реализирана функционалност. По принцип, това трябва да може да се реализира в идеален свят, където съществуват всички съставни елементи за зареждане на библиотеки и т.н., в този случай те автоматично ще се решават с помощта на Wolfram Language. (Следва да се отбележи, че в практиката могат да възникнат проблеми с настройката на външни езици в конкретна компютърна система, а в облачното хранилище могат да настъпят допълнителни проблеми със сигурността).

Когато анализирате типови външни библиотеки за първи път, те често изглеждат твърде сложни, за да бъдат обхванати с няколко функции, но в много случаи голяма част от сложността произлиза от изграждането на инфраструктурата, необходима за библиотеката, и на всички функции за нейна поддръжка. Въпреки това, при използване на езика Wolfram Language, инфраструктурата обикновено е вградена в пакетите, така че не е нужно подробно да разглеждате всички тези функции за поддръжка, а само да създадете функции за няколко „най-горни“ функции, ориентирани към приложение в библиотеката.

Екосистема на базата на знания

Ако сте написали функции, които използвате постоянно, изпратете ги в репозиторий на функциите на Wolfram! Дори ако от това не излезе нещо повече (развитие на езика), все пак ще ви бъде много удобно да използвате функциите за лична употреба. Логично е да се предположи, че ако редовно използвате функции, вероятно и други потребители ще ги намерят полезни.

Естествено е да се окажете в ситуация, в която нямате възможност — или не искате — да споделяте функциите си или когато получите достъп до частни информационни ресурси. Дори в такива случаи можете просто да разгръщате функциите в собствената си облачна сметка, определяйки правата за достъп до тях. (Ако вашата организация има частно облако Wolfram Enterprise, то скоро ще може да хоства свой собствен частен репозиторий на функции, който може да се администрира от вашата организация и да задава принудително преглед на представленията или не за външни потребители.)

Функциите, които изпращате в репозитория на функциите на Wolfram, не трябва да бъдат идеални; те просто трябва да бъдат полезни. Това е малко подобно на раздела „Грешки“ в класическата документация на Unix — в „Раздела на определенията“ има раздел „Бележки на автора“, в който можете да опишете ограничения, проблеми и т.н., които вече знаете за своята функция. Освен това, когато изпращате функцията си в репозитория, можете да добавите бележки към изпращането, които ще бъдат прочетени от специална екип на куратори.

След публикуването на функцията, страницата ѝ винаги има две връзки в долната част: „Изпратете съобщение за тази функция» и „Обсъдете в общността на Wolfram». Ако прикачвате етикет (например, да ми съобщите за грешки), можете да поставите отметка, в която да се посочва, че искате вашето съобщение и контактна информация да бъдат предадени на автора на функцията.

Понякога се налага просто да използвате функции от хранилището на функции на Wolfram, например вградени функции, без да се задълбочавате в техния код. Но ако искате да 'загледате' в тях, в горната част винаги има бутон 'Тетрадка'. Натиснете го и ще получите собствена копия на оригиналната тетрадка с дефиницията, която е била изпратена в хранилището на функции. Понякога можете просто да я използвате като пример за вашите нужди. В същото време можете да разработите собствена модификация на тази функция. Може би ще поискате да запазите тези намерени от вас функции от хранилището на вашия компютър или в акаунта си в облачното хранилище, или пък ще искате да ги изпратите в базата данни на функциите, може би като подобрена, разширена версия на оригиналната функция.

В бъдеще планираме да поддържаме разклоняване в стил Git за хранилищата на функции, но в момента се опитваме да го направим по-опростено, и винаги имаме само една утвърдена версия на всяка функция, вградена в езика. Най-често (ако разработчиците не се отказват от поддържането на разработените от тях функции и отговарят на съобщения на потребители), първоначалният автор на функцията получава контрол над актуализациите й и изпраща нови версии, които след това се проверяват и, ако преминат процеса на проверка, се публикуват в езика.

Нека разгледаме въпроса как работи 'версионността' на разработените функции. В момента, когато използвате функция от хранилището на функции, нейното определение ще се съхранява постоянно на вашия компютър (или в облачния ви акаунт, ако ползвате облака). Ако се появи нова версия на функцията, при следващото й използване ще получите съобщение, уведомяващо ви за това. И ако искате да актуализирате функцията до нова версия, можете да направите това с командата ResourceUpdate(„Функционален BLOB обект“ всъщност съхранява повече информация за версиите и в бъдеще планираме да направим тази информация по-достъпна за нашите потребители.)

Една от страхотните характеристики на репозитория на функции на Wolfram е, че всяка програма на Wolfram Language навсякъде може да използва функции от него. Когато програмата се появи в бележника, често е удобно да форматирате функциите на репозитория като лесно четими "функционални двоични обекти" (възможно с подходящ набор от версии).

Вие винаги можете да се обърнете към всяка функция от репозитория на функции, използвайки текстовата ResourceFunction […]. И това е много удобно, ако пишете код или сценарии директно за Wolfram Engine, например, с чрез IDE или текстов редактор за код (т трябва да се подчертае, че репозитория на функции е напълно съвместим с Free Wolfram Engine за разработчици).

Как работи това?

Вътре в функциите в репозитория на Wolfram е възможно да се използва точно такава система за ресурси база, както и в всички наши съществуващи репозитории (хранилище за данни, Neural Net Repository, колекция от демонстрационни проекти и т.н.), както и всички останали системни ресурси на Wolfram, ResourceFunction в крайна сметка е основана на функцията ResourceObject.

Нека разгледаме ResourceFunction:

Вътре можете да видите определена информация, използвайки функцията Information:

Как работи настройването на функцията на ресурса? Най-простият вариант е чисто локален случай. Ето пример, който взема функция (в този случай просто чиста функция) и я определя като функция на ресурса за текущата сесия в програмата:

След като направите определението, можете да използвате функцията на ресурса:

Обърнете внимание, че в този BLOB обект на функцията има черна икона . Това означава, че BLOB функцията се отнася до функция на ресурсите в паметта, определена за текущата сесия. За функция на ресурса, която постоянно се съхранява на Вашия компютър или в облачна сметка, има сива икона . А за официалната функция на ресурса в репозитория на функциите на Wolfram има оранжева икона .

И така, какво се случва, когато използвате менюто "Разгръщане" в бележника на определението? Първо, той взима всички определения в бележника и от тях създава символен ResourceObject). (Ако използвате текстов IDE или програма, можете явно да създадете ResourceObject)

Локалното разгръщане на функция от репозитория на вашия компютър се извършва с командата LocalCache за ресурсния обект, за да го запазите като LocalObject в системата ви за файлове. Разгръщането в облак акаунт се извършва с командата CloudDeploy за ресурсния обект, а публичното разгръщане в облака — CloudPublish. Във всички случаи ResourceRegister също се използва за регистрация на името на ресурсната функция, така че ResourceFunction[«name»] ще работи.

Ако натиснете бутона Submit за Function Repository, това, което се случва под него ResourceSubmit се извиква на ресурсния обект. (И ако използвате текстов интерфейс за въвеждане, можете също да го извикате ResourceSubmit директно.)

По подразбиране изпращането се извършва под името, свързано с вашия идентификатор на Wolfram ID. Но ако подавате заявка от името на група разработчици или организация, можете да зададете отделен идентификатор на издателя и вместо това да го използвате като име за взаимодействие с вашите представления.

След като изпратите всякаква ваша функция в базата данни на функции, тя ще влезе в опашка за преглед. Ако получите коментари в отговор, те обикновено ще бъдат във формата на текстов файл с добавени допълнителни «клетки за коментари». Винаги можете да проверите статуса на вашата заявка, като влезете в портала на участника в системата за ресурси. Но веднага щом вашата функция бъде одобрена, ще бъдете уведомени (по имейл), и вашата функция ще бъде публикувана в репозитория на функции на Wolfram.

Някои нюанси в работата

На пръв поглед може да изглежда, че можете просто да вземете блокнот с определения и буквално да го поставите в репозитория на функции, но всъщност има доста нюанси — и за тяхното обработване е необходимо да се извърши доста сложно мета-програмиране, символно обработвайки както кода, дефиниращ функция, така и самия блокнот с определения. По-голямата част от това се случва вътре, тоест «зад кулисите», но това може да има някои последици, които е добре да разберете, ако възнамерявате да допринесете за базата данни на функции.

Първата непосредствена подробност: Когато попълвате „Блокнот на определенията“, можете просто да се позовавате на своята функция навсякъде, използвайки име, подобно на MyFunction, което изглежда като нормално име за функция в езика Wolfram Language, но за документацията на репозитория на функции, това се заменя с ResourceFunction[„MyFunction“] – това е точно онова, което потребителите всъщност ще използват при работа с функцията.

Втората подробност: когато създавате функция от ресурс от Блокнота на определенията, всички зависимости, свързани с определението на функцията, трябва да бъдат фиксирани и явно включени. Но за да се гарантира, че определенията остават модулни, трябва всичко да бъде поставено в уникално име на пространство. (Разбира се, че функции, които правят всичко това, се намират в репозитория на функции.)

Обикновено никога няма да видите никакви следи от работния код, използван за конфигуриране на това пространство. Но ако по някаква причина извикате недовършен символ вътре във вашата функция, ще видите, че този символ се намира във вътрешния контекст на функцията. Обаче при обработка на Блокнота на определенията, поне символът, съответстващ на самата функция, се конфигурира за най-добро представяне под формата на функционален BLOB, а не необработен символ във вътрешния контекст.

Репозиторият на функции е предназначен за определяне на нови функции. И тези функции могат да имат опции. Често тези параметри (например, Method или ImageSize) ще имат възможност за използване както за вградени функции, така и за тези, за които вече съществуват вградени символи. Но понякога нова функция може да изисква и нови опции. За да се запази модулността, е необходимо тези параметри да бъдат символи, дефинирани в уникален вътрешен контекст (или нещо подобно на цели функции от ресурси, а именно сами по себе си). За опростяване, репозиторият на функции позволява задаването на нови опции в определенията под формата на низове. И за удобство на потребителя, тези определения (при условие, че са използвали OptionValue и OptionsPattern) също се обработват така, че при използване на функции параметрите могат да бъдат задавани не само като низове, но и като глобални символи със същите имена.

Повечето функции просто изпълняват това, което трябва всеки път, когато бъдат извикани, но някои функции изискват инициализация, преди да могат да работят в конкретна сесия — и за да разрешим този проблем, в раздела „Определение“ има секция „Инициализация“.

Функциите от репозитория могат да използват други функции, които вече са в репозитория, за да настроят определенията за репозитория на функции, включващи две (или повече) функции, които се отнасят помежду си; те трябва да бъдат разширени в работната Ви сесия, за да можете да се позовавате на тях като ResourceFunction[«name»], след това можете да създадете необходимите комбинации от тези функции примери и да добавите нова функция в репозитория въз основа на вече поставените.

Перспективи за развитие. Какво трябва да се случи, когато репозиторият наистина стане голям?

Днес просто стартираме репозитория на функции Wolfram, но с времето очакваме, че обемът и функционалността му може рязко да нараснат, и с нарастващото му развитие ще се появят различни проблеми, за които, както вече предвиждаме, може да възникнат.

Проблемът на първо място засяга имената на функциите и тяхната уникалност. Репозитория на функции е проектиран така, че в него, както и за вградените функции в езика Wolfram Language, можете да се позовавате на всяка функция просто като посочите името й. Но това неизбежно означава, че имената на функциите трябва да бъдат глобално уникални в целия репозитория, така че, например, в репозитория може да съществува само един ResourceFunction[„MyFavoriteFunction“].

На пръв поглед това може да изглежда като голям проблем, но трябва да разберем, че това е все същият проблем, както при интернет домейни или социални мрежи. И всичко се свежда до необходимостта от регистратор в системата — и това е една от ролите, които нашата компания ще играе за базата данни на функциите Wolfram. (За частни версии на репозитория техните регистратори могат да бъдат администратори.) Разбира се, интернет домейн може да бъде регистриран, без да има нищо на него, но в репозитория на функции името на функцията може да бъде регистрирано само при наличие на фактическо определение на функцията.

Част от нашата роля в управлението на базата от функции на Wolfram е да осигурим, че името, избрано за функцията, е логично с оглед на определението на функцията и че съответства на имената в Wolfram Language. Имаме над 30 години опит в именуването на вградени функции на Wolfram Language, и нашият екип от куратори ще пренесе този опит и в репозитория на функциите. Разбира се, винаги има изключения. Например, може да изглежда по-предпочитано да имаш кратко име за определена функция, но е по-добре да ‘се защитиш’ с по-дълго и по-конкретно име, тъй като така има по-малка вероятност някой да желае да създаде подобно име на функция в бъдеще.

(Тук трябва да се отбележи, че простото добавяне на произволен таг на участник за избягване на неясноти при функциите няма да донесе очаквания ефект. Защото, ако не настояваме, че тагът винаги трябва да се присвоява, ще трябва да определим подразбиращ таг за всяка зададена функция, както и да се разграничи таговете на автора, което отново ще изисква глобална координация.)

С нарастващия обем на базата от функции на Wolfram, един от проблемите, които със сигурност ще възникнат, е откриваемостта на функциите, за което в системата е предвидена функция за търсене (както и файловете с определения могат да включват ключови думи и т.н.). За вградените функции в Wolfram Language в документацията има всякакви препратки, които помагат за „рекламирането“ на функциите. Функциите в репозитория на функции могат да се позовават на вградените функции. А какво ще стане наоборот? За това планираме да експериментираме с различни схеми, за да представим функциите от репозитория на страниците на документацията за вградените функции.

За вградените функции в Wolfram Language съществува така нареченото ниво на откриваемост, осигурено от мрежата от „справочни страници“, които предоставят организирани списъци с функции, свързани с конкретни области. Винаги е трудно да се балансират правилно страниците на справочника и с разширяването на езика Wolfram, страниците на справочника често трябва да бъдат напълно реорганизирани. Относително лесно е да се поставят функции от хранилището в широки категории и дори последователно да се разделят тези категории, но много по-ценна е наличието на правилно организирани страници на езика на справочника. Все още не е ясно как най-добре да ги създадем за цялата база от знания с функции. Например, CreateResourceObjectGallery в хранилището на функции всеки може да публикува уеб страница, съдържаща своите „избори“ от хранилището:

Хранилището на функции Wolfram е настроено като постоянно хранилище на функции, където всяка функция в него винаги ще работи. Без съмнение, могат да се появят нови версии на функциите и очакваме, че някои функции с времето ще остареят. Функциите ще работят, ако се използват в програми, но страниците им на документация ще насочват към нови, по-усъвършенствани функции.

Хранилището на функции Wolfram е проектирано за бързо получаване на нови функции и изследване на нови възможности за използване на езика Wolfram. С голяма доза оптимизъм се надяваме, че част от това, което е изследвано в хранилището на функции, в крайна сметка ще има смисъл да стане вградена част от основния език Wolfram Language. През последното десетилетие имахме подобен набор функции, които първоначално бяха представени в Wolfram | Alpha. И един от уроците, извлечени от този опит, е, че за постигането на стандартите за качество и последователност, на които поставяме акцент в всичко, което е вградена част от езика Wolfram, е необходимо много работа, която често е по-сложна от първоначалните усилия за внедряване на идеята. Но дори и в този случай, функцията в базата от знания с функции може да служи като много полезно доказателство за концепцията за бъдеща функция, която в крайна сметка може да бъде вградена в езика Wolfram.

Тук е най-важното, че функцията в хранилището на функции е достъпна за всеки потребител за използване веднага. Възможно е вградена функция на езика да е много по-добра и по-ефективна, но хранилището на функции позволява на потребителите веднага да получат достъп до всички нови функции. И, което е особено важно, тази концепция дава възможност на всеки да добавя свои нови функции.

Преди в историята на езика Wolfram тази идея не би била толкова успешна, но на този етап в езика вече са вложени толкова усилия, както и дълбоко разбиране на принципите на проектиране на езика, че сега изглежда много вероятно голямо общество от потребители да добавя функции, които ще поддържат последователността на проекта, за да ги направят полезни за широк кръг потребители.

В обществото на потребители на Wolfram Language има невероятен дух на талант. (Разбира се, в това общество влизат много водещи специалисти в изследвания и разработки в различни области.) Надявам се, че хранилището на функции на Wolfram ще предостави ефективна платформа за разкриване и разпространение на този дух на талант. Само заедно можем да създадем нещо, което значително ще разшири областта, към която може да бъде приложена изчислителната парадигма на езика Wolfram.

През последните 30 години преминахме дълъг път с езика Wolfram. Сега, нека заедно да продължим напред. Настоятелно призовавам всички уважавани потребители на езика Wolfram по целия свят да използват платформата на това хранилище на функции, както и новия софтуерен проект Free Wolfram Engine за разработчици.

Източник: habr.com