दुष्प्रभाव (कंप्यूटर विज्ञान): Difference between revisions
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[[कंप्यूटर विज्ञान]] में, | [[कंप्यूटर विज्ञान]] में, ऑपरेशन, [[सबरूटीन]] या [[अभिव्यक्ति (प्रोग्रामिंग)]] को साइड इफेक्ट कहा जाता है यदि यह अपने स्थानीय वातावरण के बाहर कुछ [[राज्य (कंप्यूटर विज्ञान)]] चर मान को संशोधित करता है, जिसका अर्थ है कि ऑपरेशन के आह्वानकर्ता को मूल्य वापस करने के अपने प्राथमिक प्रभाव के अलावा इसका कोई अवलोकनीय प्रभाव है या नहीं। उदाहरण के साइड इफेक्ट्स में [[गैर-स्थानीय चर]] को संशोधित करना, स्थिर स्थानीय चर को संशोधित करना, परिवर्तनीय तर्क को संशोधित करना Evaluation_strategy#Call by reference, I/O निष्पादित करना या साइड-इफेक्ट्स के साथ अन्य फ़ंक्शन को कॉल करना शामिल है।<ref name="Spuler-Sajeev_1994"/>दुष्प्रभावों की उपस्थिति में, किसी प्रोग्राम का व्यवहार इतिहास पर निर्भर हो सकता है; अर्थात् मूल्यांकन का क्रम मायने रखता है। किसी फ़ंक्शन को साइड इफेक्ट के साथ समझने और डिबग करने के लिए संदर्भ और उसके संभावित इतिहास के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होती है।<ref name="Hughes_1990"/><ref name="Collberg_2005"/> | ||
साइड इफेक्ट्स [[प्रोग्रामिंग भाषा]]ओं के डिजाइन और विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किस हद तक दुष्प्रभाव का उपयोग किया जाता है यह प्रोग्रामिंग प्रतिमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम की स्थिति को अपडेट करने के लिए [[अनिवार्य प्रोग्रामिंग]] का उपयोग आमतौर पर साइड इफेक्ट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, [[घोषणात्मक प्रोग्रामिंग]] का उपयोग आमतौर पर बिना किसी दुष्प्रभाव के सिस्टम की स्थिति पर रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है। | साइड इफेक्ट्स [[प्रोग्रामिंग भाषा]]ओं के डिजाइन और विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किस हद तक दुष्प्रभाव का उपयोग किया जाता है यह प्रोग्रामिंग प्रतिमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम की स्थिति को अपडेट करने के लिए [[अनिवार्य प्रोग्रामिंग]] का उपयोग आमतौर पर साइड इफेक्ट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, [[घोषणात्मक प्रोग्रामिंग]] का उपयोग आमतौर पर बिना किसी दुष्प्रभाव के सिस्टम की स्थिति पर रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है। | ||
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[[कार्यात्मक प्रोग्रामिंग]] का उद्देश्य दुष्प्रभावों को कम करना या समाप्त करना है। साइड इफेक्ट्स की कमी से किसी प्रोग्राम का [[औपचारिक सत्यापन]] करना आसान हो जाता है। कार्यात्मक भाषा [[हास्केल (प्रोग्रामिंग भाषा)]] इनपुट/आउटपुट|आई/ओ और अन्य स्टेटफुल संगणनाओं जैसे दुष्प्रभावों को [[मोनाड (कार्यात्मक प्रोग्रामिंग)]] क्रियाओं से प्रतिस्थापित करके समाप्त कर देती है।<ref name="Haskell_1998"/><ref name="Jones-Wadler_1993"/>[[मानक एमएल]], स्कीम (प्रोग्रामिंग भाषा) और [[स्काला (प्रोग्रामिंग भाषा)]] जैसी कार्यात्मक भाषाएं दुष्प्रभावों को प्रतिबंधित नहीं करती हैं, लेकिन प्रोग्रामर के लिए उनसे बचना प्रथागत है।<ref name="Felleisen_2014"/> | [[कार्यात्मक प्रोग्रामिंग]] का उद्देश्य दुष्प्रभावों को कम करना या समाप्त करना है। साइड इफेक्ट्स की कमी से किसी प्रोग्राम का [[औपचारिक सत्यापन]] करना आसान हो जाता है। कार्यात्मक भाषा [[हास्केल (प्रोग्रामिंग भाषा)]] इनपुट/आउटपुट|आई/ओ और अन्य स्टेटफुल संगणनाओं जैसे दुष्प्रभावों को [[मोनाड (कार्यात्मक प्रोग्रामिंग)]] क्रियाओं से प्रतिस्थापित करके समाप्त कर देती है।<ref name="Haskell_1998"/><ref name="Jones-Wadler_1993"/>[[मानक एमएल]], स्कीम (प्रोग्रामिंग भाषा) और [[स्काला (प्रोग्रामिंग भाषा)]] जैसी कार्यात्मक भाषाएं दुष्प्रभावों को प्रतिबंधित नहीं करती हैं, लेकिन प्रोग्रामर के लिए उनसे बचना प्रथागत है।<ref name="Felleisen_2014"/> | ||
असेंबली भाषा प्रोग्रामर को छिपे हुए साइड इफेक्ट्स के बारे में पता होना चाहिए - निर्देश जो प्रोसेसर स्थिति के कुछ हिस्सों को संशोधित करते हैं जिनका निर्देश के निमोनिक में उल्लेख नहीं किया गया है। छिपे हुए साइड इफेक्ट का | असेंबली भाषा प्रोग्रामर को छिपे हुए साइड इफेक्ट्स के बारे में पता होना चाहिए - निर्देश जो प्रोसेसर स्थिति के कुछ हिस्सों को संशोधित करते हैं जिनका निर्देश के निमोनिक में उल्लेख नहीं किया गया है। छिपे हुए साइड इफेक्ट का उत्कृष्ट उदाहरण अंकगणितीय निर्देश है जो [[स्थिति रजिस्टर]] (एक छिपा हुआ साइड इफेक्ट) को स्पष्ट रूप से संशोधित करता है जबकि यह स्पष्ट रूप से [[प्रोसेसर रजिस्टर]] (इच्छित प्रभाव) को संशोधित करता है। छिपे हुए साइड इफेक्ट्स वाले निर्देश सेट का संभावित दोष यह है कि, यदि कई निर्देशों का राज्य के टुकड़े पर साइड इफेक्ट होता है, जैसे कि स्थिति कोड, तो उस राज्य को क्रमिक रूप से अपडेट करने के लिए आवश्यक तर्क प्रदर्शन बाधा बन सकता है। निर्देश पाइपलाइन (1990 से) या [[आउट-ऑफ़-ऑर्डर निष्पादन]] के साथ डिज़ाइन किए गए कुछ प्रोसेसर पर समस्या विशेष रूप से गंभीर है। ऐसे प्रोसेसर को छिपे हुए दुष्प्रभावों का पता लगाने और पाइपलाइन को रोकने के लिए अतिरिक्त नियंत्रण सर्किटरी की आवश्यकता हो सकती है यदि अगला निर्देश उन प्रभावों के परिणामों पर निर्भर करता है। | ||
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संदर्भात्मक पारदर्शिता के लिए साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति | संदर्भात्मक पारदर्शिता के लिए साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति आवश्यक, लेकिन पर्याप्त नहीं, शर्त है। रेफ़रेंशियल पारदर्शिता का अर्थ है कि अभिव्यक्ति (जैसे फ़ंक्शन कॉल) को उसके मूल्य से बदला जा सकता है। इसके लिए आवश्यक है कि अभिव्यक्ति [[शुद्ध कार्य]] हो, यानी अभिव्यक्ति नियतात्मक एल्गोरिदम होनी चाहिए (हमेशा ही इनपुट के लिए समान [[मूल्य (कंप्यूटर विज्ञान)]] दें) और साइड-इफेक्ट मुक्त होना चाहिए। | ||
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साइड इफेक्ट वाला | साइड इफेक्ट वाला सबरूटीन निष्क्रिय है यदि सबरूटीन के कई अनुप्रयोगों का सिस्टम स्थिति पर ही अनुप्रयोग के समान प्रभाव पड़ता है, दूसरे शब्दों में यदि सबरूटीन के साथ जुड़े सिस्टम स्टेट स्पेस से फ़ंक्शन Idempotence#Definition में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित [[पायथन (प्रोग्रामिंग भाषा)]] प्रोग्राम पर विचार करें: | ||
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साइड इफेक्ट व्यवहार का | साइड इफेक्ट व्यवहार का सामान्य प्रदर्शन [[सी (प्रोग्रामिंग भाषा)]] में [[असाइनमेंट ऑपरेटर]] का है। सौंपा गया काम <code>a = b</code> अभिव्यक्ति है जो अभिव्यक्ति के समान मूल्य का मूल्यांकन करती है <code>b</code>(कंप्यूटर विज्ञान)#lrvalue|R-मूल्य को संग्रहीत करने के दुष्प्रभाव के साथ <code>b</code> के मान (कंप्यूटर विज्ञान)#lrvalue|L-मान में <code>a</code>. यह एकाधिक असाइनमेंट की अनुमति देता है: | ||
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Revision as of 15:20, 8 August 2023
कंप्यूटर विज्ञान में, ऑपरेशन, सबरूटीन या अभिव्यक्ति (प्रोग्रामिंग) को साइड इफेक्ट कहा जाता है यदि यह अपने स्थानीय वातावरण के बाहर कुछ राज्य (कंप्यूटर विज्ञान) चर मान को संशोधित करता है, जिसका अर्थ है कि ऑपरेशन के आह्वानकर्ता को मूल्य वापस करने के अपने प्राथमिक प्रभाव के अलावा इसका कोई अवलोकनीय प्रभाव है या नहीं। उदाहरण के साइड इफेक्ट्स में गैर-स्थानीय चर को संशोधित करना, स्थिर स्थानीय चर को संशोधित करना, परिवर्तनीय तर्क को संशोधित करना Evaluation_strategy#Call by reference, I/O निष्पादित करना या साइड-इफेक्ट्स के साथ अन्य फ़ंक्शन को कॉल करना शामिल है।[1]दुष्प्रभावों की उपस्थिति में, किसी प्रोग्राम का व्यवहार इतिहास पर निर्भर हो सकता है; अर्थात् मूल्यांकन का क्रम मायने रखता है। किसी फ़ंक्शन को साइड इफेक्ट के साथ समझने और डिबग करने के लिए संदर्भ और उसके संभावित इतिहास के बारे में ज्ञान की आवश्यकता होती है।[2][3]
साइड इफेक्ट्स प्रोग्रामिंग भाषाओं के डिजाइन और विश्लेषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। किस हद तक दुष्प्रभाव का उपयोग किया जाता है यह प्रोग्रामिंग प्रतिमान पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम की स्थिति को अपडेट करने के लिए अनिवार्य प्रोग्रामिंग का उपयोग आमतौर पर साइड इफेक्ट उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। इसके विपरीत, घोषणात्मक प्रोग्रामिंग का उपयोग आमतौर पर बिना किसी दुष्प्रभाव के सिस्टम की स्थिति पर रिपोर्ट करने के लिए किया जाता है।
कार्यात्मक प्रोग्रामिंग का उद्देश्य दुष्प्रभावों को कम करना या समाप्त करना है। साइड इफेक्ट्स की कमी से किसी प्रोग्राम का औपचारिक सत्यापन करना आसान हो जाता है। कार्यात्मक भाषा हास्केल (प्रोग्रामिंग भाषा) इनपुट/आउटपुट|आई/ओ और अन्य स्टेटफुल संगणनाओं जैसे दुष्प्रभावों को मोनाड (कार्यात्मक प्रोग्रामिंग) क्रियाओं से प्रतिस्थापित करके समाप्त कर देती है।[4][5]मानक एमएल, स्कीम (प्रोग्रामिंग भाषा) और स्काला (प्रोग्रामिंग भाषा) जैसी कार्यात्मक भाषाएं दुष्प्रभावों को प्रतिबंधित नहीं करती हैं, लेकिन प्रोग्रामर के लिए उनसे बचना प्रथागत है।[6]
असेंबली भाषा प्रोग्रामर को छिपे हुए साइड इफेक्ट्स के बारे में पता होना चाहिए - निर्देश जो प्रोसेसर स्थिति के कुछ हिस्सों को संशोधित करते हैं जिनका निर्देश के निमोनिक में उल्लेख नहीं किया गया है। छिपे हुए साइड इफेक्ट का उत्कृष्ट उदाहरण अंकगणितीय निर्देश है जो स्थिति रजिस्टर (एक छिपा हुआ साइड इफेक्ट) को स्पष्ट रूप से संशोधित करता है जबकि यह स्पष्ट रूप से प्रोसेसर रजिस्टर (इच्छित प्रभाव) को संशोधित करता है। छिपे हुए साइड इफेक्ट्स वाले निर्देश सेट का संभावित दोष यह है कि, यदि कई निर्देशों का राज्य के टुकड़े पर साइड इफेक्ट होता है, जैसे कि स्थिति कोड, तो उस राज्य को क्रमिक रूप से अपडेट करने के लिए आवश्यक तर्क प्रदर्शन बाधा बन सकता है। निर्देश पाइपलाइन (1990 से) या आउट-ऑफ़-ऑर्डर निष्पादन के साथ डिज़ाइन किए गए कुछ प्रोसेसर पर समस्या विशेष रूप से गंभीर है। ऐसे प्रोसेसर को छिपे हुए दुष्प्रभावों का पता लगाने और पाइपलाइन को रोकने के लिए अतिरिक्त नियंत्रण सर्किटरी की आवश्यकता हो सकती है यदि अगला निर्देश उन प्रभावों के परिणामों पर निर्भर करता है।
संदर्भात्मक पारदर्शिता
संदर्भात्मक पारदर्शिता के लिए साइड इफेक्ट्स की अनुपस्थिति आवश्यक, लेकिन पर्याप्त नहीं, शर्त है। रेफ़रेंशियल पारदर्शिता का अर्थ है कि अभिव्यक्ति (जैसे फ़ंक्शन कॉल) को उसके मूल्य से बदला जा सकता है। इसके लिए आवश्यक है कि अभिव्यक्ति शुद्ध कार्य हो, यानी अभिव्यक्ति नियतात्मक एल्गोरिदम होनी चाहिए (हमेशा ही इनपुट के लिए समान मूल्य (कंप्यूटर विज्ञान) दें) और साइड-इफेक्ट मुक्त होना चाहिए।
अस्थायी दुष्प्रभाव
किसी ऑपरेशन को निष्पादित करने में लगने वाले समय के कारण होने वाले दुष्प्रभावों को आमतौर पर साइड इफेक्ट्स और संदर्भात्मक पारदर्शिता पर चर्चा करते समय नजरअंदाज कर दिया जाता है। कुछ मामले हैं, जैसे कि हार्डवेयर टाइमिंग या परीक्षण, जहां ऑपरेशन विशेष रूप से उनके अस्थायी दुष्प्रभावों के लिए डाले जाते हैं। sleep(5000) या for (int i = 0; i < 10000; ++i) {}. इन निर्देशों को पूरा होने में समय लगने के अलावा स्थिति में कोई बदलाव नहीं आता है।
निष्क्रियता
साइड इफेक्ट वाला सबरूटीन निष्क्रिय है यदि सबरूटीन के कई अनुप्रयोगों का सिस्टम स्थिति पर ही अनुप्रयोग के समान प्रभाव पड़ता है, दूसरे शब्दों में यदि सबरूटीन के साथ जुड़े सिस्टम स्टेट स्पेस से फ़ंक्शन Idempotence#Definition में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पायथन (प्रोग्रामिंग भाषा) प्रोग्राम पर विचार करें:
x = 0
def setx(n):
global x
x = n
setx(3)
assert x == 3
setx(3)
assert x == 3
setx का दूसरा अनुप्रयोग निष्क्रिय है setx से 3 का सिस्टम स्थिति पर पहले एप्लिकेशन के समान ही प्रभाव पड़ता है: x पहले एप्लिकेशन के बाद पहले से ही 3 पर सेट था, और दूसरे एप्लिकेशन के बाद भी यह अभी भी 3 पर सेट है।
एक शुद्ध कार्य निष्क्रिय है यदि वह निष्क्रियता#परिभाषा में निष्क्रिय है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित पायथन प्रोग्राम पर विचार करें:
def abs(n):
return -n if n < 0 else n
assert abs(abs(-3)) == abs(-3)
abs का दूसरा अनुप्रयोग निष्क्रिय है abs पहले एप्लिकेशन के -3 के रिटर्न मान पर -3 के पहले एप्लिकेशन के समान मान लौटाता है।
उदाहरण
साइड इफेक्ट व्यवहार का सामान्य प्रदर्शन सी (प्रोग्रामिंग भाषा) में असाइनमेंट ऑपरेटर का है। सौंपा गया काम a = b अभिव्यक्ति है जो अभिव्यक्ति के समान मूल्य का मूल्यांकन करती है b(कंप्यूटर विज्ञान)#lrvalue|R-मूल्य को संग्रहीत करने के दुष्प्रभाव के साथ b के मान (कंप्यूटर विज्ञान)#lrvalue|L-मान में a. यह एकाधिक असाइनमेंट की अनुमति देता है:
a = (b = 3); // b = 3 evaluates to 3, which then gets assigned to a
क्योंकि ऑपरेटर ऑपरेटर सहयोगीता#असाइनमेंट ऑपरेटरों की सही-सहयोगिता, यह के बराबर है
a = b = 3;
यह नौसिखिया प्रोग्रामर के लिए संभावित हैंगअप प्रस्तुत करता है जो भ्रमित कर सकता है
while (b == 3) {} // tests if b evaluates to 3
साथ
while (b = 3) {} // b = 3 evaluates to 3, which then casts to true so the loop is infinite
यह भी देखें
- दूरी पर कार्रवाई (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग)
- परवाह न करें शब्द
- अनुक्रम बिंदु
- साइड-चैनल हमला
- अपरिभाषित व्यवहार
- अनिर्दिष्ट व्यवहार
संदर्भ
- ↑ Spuler, David A.; Sajeev, A. Sayed Muhammed (January 1994). Compiler Detection of Function Call Side Effects. James Cook University. CiteSeerX 10.1.1.70.2096.
The term Side effect refers to the modification of the nonlocal environment. Generally this happens when a function (or a procedure) modifies a global variable or arguments passed by reference parameters. But here are other ways in which the nonlocal environment can be modified. We consider the following causes of side effects through a function call: 1. Performing I/O. 2. Modifying global variables. 3. Modifying local permanent variables (like static variables in C). 4. Modifying an argument passed by reference. 5. Modifying a local variable, either automatic or static, of a function higher up in the function call sequence (usually via a pointer).
- ↑ Turner, David A., ed. (1990). Research Topics in Functional Programming. Addison-Wesley. pp. 17–42. Via Hughes, John. "Why Functional Programming Matters" (PDF). Archived (PDF) from the original on 2022-06-14. Retrieved 2022-08-06.
- ↑ Collberg, Christian S. (2005-04-22). "CSc 520 Principles of Programming Languages". Department of Computer Science, University of Arizona. Archived from the original on 2022-08-06. Retrieved 2022-08-06.
- ↑ "Haskell 98 report". 1998.
- ↑ Jones, Simon Peyton; Wadler, Phil (1993). Imperative Functional Programming. Conference Record of the 20th Annual ACM Symposium on Principles of Programming Languages. pp. 71–84.
- ↑ Felleisen, Matthias; Findler, Robert Bruce; Flatt, Matthew; Krishnamurthi, Shriram (2014-08-01). "How To Design Programs" (2 ed.). MIT Press.
