Joy (编程语言)

Joy编程语言是澳大利亚乐卓博大学Manfred von Thun创立的纯函数式编程语言。Joy基于了函数复合而非lambda表达式。它表现出同30年前出现的Forth语言的很多类似性，这不归结为设计原因而是某种平行的演化和趋同。它还受到John Backus的FP语言的函数级编程风格的影响^[1]。

Joy

编程范型	多范型: 函数式, 串接式, 面向堆栈
設計者	Manfred von Thun
實作者	Manfred von Thun John Cowan
发行时间	2001年，​22年前​（2001）
型態系統	强类型, 动态类型
主要實作產品
Joy0, Joy1, "Current Joy", "John Cowan's Joy", "JoyJ (Joy in jvmm)"
啟發語言
Scheme, FP, Forth
影響語言
Factor, Cat, V, Trith

工作机理

Joy是不寻常的（除了函数级编程语言和某些难懂语言如unlambda（英语：unlambda）之外），在于它缺乏lambda算子，因而缺乏形式参数。要通过常见例子来说明，平方函数在指令式编程语言（C语言）中定义如下：

int square(int x) {  return x * x; } 

变量x是形式参数，它在函数别调用时被替换为要计算平方的实际值。在函数式语言（Scheme语言）中这个函数可以定义为：

(define square (lambda (x) (* x x))) 

这在很多方面有所不同，但仍然以相同方式使用了形式参数x。在Joy中平方函数定义为：

 DEFINE square == dup * . 

在Joy中，所有东西都是从堆栈中取得实际参数并向堆栈返回结果的函数。例如，数值5不表示整数常量，转而是将5压入栈顶的一个短程序。

• dup算子通过压入栈顶元素的副本而简单的复制它。
• *算子弹出栈顶的两个元素并将它们的乘积压入栈顶。

所以平方函数复制栈顶元素，接着将栈顶二个元素相乘，把最初栈顶元素的平方留在栈顶，这个过程不需要形式参数。这使得Joy很简明，如下面快速排序定义所展示的：

 DEFINE qsort == [small] [] [uncons [>] split] [enconcat] binrec. 

binrec是Joy的多个递归组合子之一，实现了二叉递归。它预期在栈顶有四个引用的程序，分别表示：

• 终止条件（如果这个列表是“小”的（1或0个元素）则它已经排好序了），
• 如果终止条件满足做什么（这里什么都不做），
• 缺省做什么（通过比较每个元素于基准元素而将列表分解成两个半份列表），还有最后的
• 结束时做什么（在两个排好序的半份列表间插入基准元素）。

数学纯粹性

在Joy中，含义函数是从语法幺半群到语义幺半群的同态。就是说，符号的串接的语法关系直接映射成函数的复合的语义关系上。这是同态而非同构，因为这是满射而非双射；就是说，没有符号有多于一个含义，但是某些符号序列有相同的含义（比如dup +和2 *）。

Joy是串接编程语言：“两个程序的串接指示这两个程序指示的函数的复合”^[2]。

它的库例程镜像了ISO C的库例程，尽管当前实现不能用C写的函数轻易扩充。

参见

• 串接编程语言

引用

1. Manfred von Thun. A Conversation with Manfred von Thun. December 12, 2003 [May 31, 2013]. （原始内容于2020-11-09）. In the early 1980s I came across the famous Backus paper "Can programming be liberated from the von Neumann style," and I was immediately intrigued by the higher level of programming in his FP. 
2. Mathematical Foundations of Joy. [2020-04-20]. （原始内容于2011-10-07）. 

外部链接

• Official Joy Programming Language Website (La Trobe University) （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Joy homepage mirror （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Freneger, Paul. The JOY of forth. ACM SIGPLAN Notices. August 2003, 38 (8). 
• von Thun, Manfred; Thomas, Reuben. Joy: Forth’s Functional Cousin (PDF). Proceedings of the 17th EuroForth Conference. October 9, 2001 [2020-04-20]. （原始内容 (PDF)于2019-11-04）. 
• Christopher Diggins. What is a Concatenative Language. Dr. Dobbs. December 31, 2008 [2020-04-20]. （原始内容存档于2012-05-14）.  |volume=被忽略 (帮助)
• Apter, Stevan. Functional Programming in Joy and K. Vector. [2011-02-28]. （原始内容于2008-08-28）. 
• mjoy, an interpreter in Delphi for machine drawing （页面存档备份，存于互联网档案馆） (Subset of Joy)